{"id":117035,"date":"2022-05-26T07:38:47","date_gmt":"2022-05-26T06:38:47","guid":{"rendered":"https:\/\/material-properties.org\/quest-ce-que-les-rayons-x-production-tube-a-rayons-x-definition\/"},"modified":"2022-06-01T09:30:22","modified_gmt":"2022-06-01T08:30:22","slug":"quest-ce-que-les-rayons-x-production-tube-a-rayons-x-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/material-properties.org\/fr\/quest-ce-que-les-rayons-x-production-tube-a-rayons-x-definition\/","title":{"rendered":"Qu’est-ce que les rayons X – Production – Tube \u00e0 rayons X – D\u00e9finition"},"content":{"rendered":"

Les rayons X peuvent \u00eatre g\u00e9n\u00e9r\u00e9s par un tube \u00e0 rayons X, un tube \u00e0 vide qui utilise une haute tension pour acc\u00e9l\u00e9rer les \u00e9lectrons lib\u00e9r\u00e9s par une cathode chaude \u00e0 une vitesse \u00e9lev\u00e9e.\u00a0Radiographie – Production – Tube \u00e0 rayons X<\/div><\/div><\/span><\/p>\n

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Les rayons X<\/span><\/strong>, \u00e9galement appel\u00e9s\u00a0<\/span>rayonnement X<\/span><\/strong>, d\u00e9signent un rayonnement \u00e9lectromagn\u00e9tique (pas de masse au repos, pas de charge) de hautes \u00e9nergies.\u00a0Les rayons X sont des\u00a0<\/span>photons<\/span><\/a>\u00a0de haute \u00e9nergie avec des longueurs d’onde courtes et donc de tr\u00e8s haute fr\u00e9quence.\u00a0La fr\u00e9quence de rayonnement est le param\u00e8tre cl\u00e9 de tous les photons, car elle d\u00e9termine l’\u00e9nergie d’un photon.\u00a0Les photons sont class\u00e9s en fonction des \u00e9nergies allant des ondes radio \u00e0 faible \u00e9nergie et du rayonnement infrarouge, en passant par la lumi\u00e8re visible, aux rayons X et rayons\u00a0<\/span>gamma<\/span><\/a> \u00e0 haute \u00e9nergie.<\/span><\/p>\n

La plupart des rayons X ont une longueur d’onde allant de 0,01 \u00e0 10 nanom\u00e8tres (3×10<\/span>16<\/span><\/sup> Hz \u00e0 3×10<\/span>19<\/span><\/sup>\u00a0Hz), correspondant \u00e0 des \u00e9nergies comprises entre 100 eV et 100 keV.\u00a0Les longueurs d’onde des rayons X sont plus courtes que celles des rayons UV et g\u00e9n\u00e9ralement plus longues que celles des rayons gamma.<\/span><\/p>\n

Radiographie – Production<\/span><\/h2>\n

\"Tube<\/a>\u00c9tant donn\u00e9 que\u00a0<\/span>les rayons X sont des\u00a0<\/span><\/strong>photons<\/span><\/a> de haute \u00e9nergie, qui ont\u00a0<\/span>une nature \u00e9lectromagn\u00e9tique<\/span><\/a>, ils peuvent \u00eatre produits chaque fois que des particules charg\u00e9es (\u00e9lectrons ou ions) d’une \u00e9nergie suffisante frappent un mat\u00e9riau.\u00a0C’est similaire \u00e0 l’\u00a0<\/span>effet photo\u00e9lectrique<\/span><\/a>, o\u00f9 les photons peuvent \u00eatre annihil\u00e9s lorsqu’ils frappent la plaque m\u00e9tallique, chacun c\u00e9dant son\u00a0<\/span>thermodynamics<\/a>\/what-is-energy-physics\/what-is-kinetic-energy\/\u00a0\u00bb>\u00e9nergie cin\u00e9tique<\/span>\u00a0\u00e0 un\u00a0<\/span>\u00e9lectron<\/span><\/a>.<\/span><\/p>\n

Les rayons X<\/span><\/strong>\u00a0peuvent \u00eatre g\u00e9n\u00e9r\u00e9s par un\u00a0<\/span>tube \u00e0 rayons X<\/span><\/strong>, un tube \u00e0 vide qui utilise une haute tension pour acc\u00e9l\u00e9rer les \u00e9lectrons lib\u00e9r\u00e9s par une cathode chaude \u00e0 une vitesse \u00e9lev\u00e9e.\u00a0La cathode doit \u00eatre chauff\u00e9e pour \u00e9mettre des \u00e9lectrons.\u00a0Des \u00e9lectrons, acc\u00e9l\u00e9r\u00e9s par des diff\u00e9rences de potentiel de dizaines de milliers de volts, sont dirig\u00e9s vers une cible m\u00e9tallique (g\u00e9n\u00e9ralement en tungst\u00e8ne ou un autre m\u00e9tal lourd) dans un tube \u00e0 vide.\u00a0Plus la tension entre les \u00e9lectrodes est \u00e9lev\u00e9e, plus les \u00e9lectrons atteindront une \u00e9nergie \u00e9lev\u00e9e.\u00a0En frappant la cible, les \u00e9lectrons acc\u00e9l\u00e9r\u00e9s sont brusquement arr\u00eat\u00e9s et\u00a0<\/span>les rayons X <\/span><\/strong>et de la chaleur sont g\u00e9n\u00e9r\u00e9es.\u00a0La majeure partie de l’\u00e9nergie est transform\u00e9e en chaleur dans l’anode (qui doit \u00eatre refroidie).\u00a0Seulement 1 % de l’\u00e9nergie cin\u00e9tique des \u00e9lectrons est convertie en rayons X.\u00a0Les rayons X sont g\u00e9n\u00e9ralement g\u00e9n\u00e9r\u00e9s perpendiculairement au trajet du faisceau d’\u00e9lectrons.<\/span><\/p>\n

Une source sp\u00e9cialis\u00e9e de rayons X qui devient largement utilis\u00e9e dans la recherche est l’acc\u00e9l\u00e9rateur de particules, qui g\u00e9n\u00e8re un rayonnement connu sous le nom de\u00a0<\/span>rayonnement synchrotron<\/span><\/strong>.\u00a0Lorsque des particules charg\u00e9es ultra-relativistes se d\u00e9placent \u00e0 travers\u00a0<\/span>des champs magn\u00e9tiques,<\/span><\/strong>\u00a0elles sont oblig\u00e9es de se d\u00e9placer le long d’une trajectoire courbe.\u00a0\u00c9tant donn\u00e9 que leur direction de mouvement change continuellement, ils acc\u00e9l\u00e8rent \u00e9galement et \u00e9mettent ainsi un bremsstrahlung, dans ce cas, on parle de\u00a0<\/span>rayonnement synchrotron<\/span><\/strong>.<\/span><\/p>\n

Les rayons X peuvent \u00e9galement \u00eatre produits par des protons rapides ou d’autres ions positifs.\u00a0L’\u00e9mission de rayons X induite par les protons ou l’\u00e9mission de rayons X induite par les particules est largement utilis\u00e9e comme proc\u00e9dure analytique.<\/span><\/p>\n

Rayons X mous et durs<\/span><\/h2>\n

Les rayons X<\/span><\/strong>\u00a0sont g\u00e9n\u00e9ralement d\u00e9crits par leur \u00e9nergie maximale, qui est d\u00e9termin\u00e9e par la tension entre les \u00e9lectrodes.\u00a0Les rayons X avec des \u00e9nergies photoniques \u00e9lev\u00e9es (sup\u00e9rieures \u00e0 5-10 keV) sont appel\u00e9s\u00a0<\/span>rayons X durs<\/span><\/strong>, tandis que ceux avec une \u00e9nergie plus faible (et une longueur d’onde plus longue) sont appel\u00e9s\u00a0<\/span>rayons X mous<\/span><\/strong>.\u00a0En raison de leur capacit\u00e9 de p\u00e9n\u00e9tration, les rayons X durs sont largement utilis\u00e9s pour imager l’int\u00e9rieur d’objets visuellement opaques.\u00a0Les applications les plus souvent rencontr\u00e9es sont en radiographie m\u00e9dicale.\u00a0\u00c9tant donn\u00e9 que les longueurs d’onde des rayons X durs sont similaires \u00e0 la taille des atomes, elles sont \u00e9galement utiles pour d\u00e9terminer les structures cristallines par cristallographie aux rayons X.\u00a0En revanche, les rayons X mous sont facilement absorb\u00e9s dans l’air.\u00a0La longueur d’att\u00e9nuation des rayons X de 600 eV dans l’eau est inf\u00e9rieure \u00e0 1 microm\u00e8tre.<\/span><\/p>\n

Spectre de rayons X – Caract\u00e9ristique et continu<\/span><\/h2>\n

\"Spectre<\/a>Pour les rayons X g\u00e9n\u00e9r\u00e9s par le tube \u00e0 rayons X, la part d’\u00e9nergie qui est transform\u00e9e en rayonnement varie de z\u00e9ro jusqu’\u00e0 l’\u00e9nergie maximale de l’\u00e9lectron lorsqu’il frappe l’anode.\u00a0L’\u00e9nergie maximale du photon X produit est limit\u00e9e par l’\u00e9nergie de l’\u00e9lectron incident, qui est \u00e9gale \u00e0 la tension sur le tube multipli\u00e9e par la charge de l’\u00e9lectron, de sorte qu’un tube de 100 kV ne peut pas cr\u00e9er de rayons X avec une \u00e9nergie sup\u00e9rieure \u00e0 100 keV.\u00a0Lorsque les \u00e9lectrons atteignent la cible, les rayons X sont cr\u00e9\u00e9s par deux processus atomiques diff\u00e9rents:<\/span><\/p>\n