Production

Nous allons maintenant nous intéresser à la manière de produire des rayons X.

Obtention d'un rayonnement X

L'obtention d'un rayonnement X passe d'abord par l'obtention d'un électron avec une grande vitesse (il sera précisé plus bas comment ce-dernier est obtenu). Cet électron est bombardé sur un atome. Cet électron, étant donné sa vitesse importante, va pénétrer dans le rayon atomique et traverser les couches K, L et M de l'atome. Il existe ensuite 2 cas possibles:

 

Cas n°1: En majorité

L'électron pénètre dans l'atome et traverse les différentes couches K, L et M. En s'approchant du noyau, l'électron est attiré vers ce-dernier et sa trajectoire prend une courbure. De cette courbure, il y a un dégagement d'énergie: c'est un rayonnement X.

L'électron continue ensuite sa course et ressort de l'atome en traversant à nouveau les différentes couches électroniques.

Cette technique compose la majeure partie de la production de rayons X.  

 

 

Cas n°2: Autre méthode

Comme dans la méthode précédente, l'électron à grande vitesse pénètre dans l'atome et traverse les couches M et L. Cette fois-ci, l'électron bombardé vient heurter un autre électron de la couche K. 

Il y a cette fois-ci une double production de rayons X: La première vient du heurt entre les deux électrons et de l'éjection de l'électron de la couche K et la deuxième vient du phénomène énoncé dans la méthode classique.

L'electron bombardé "éjecte" l'électron présent sur la couche K, et ressort ensuite comme dans le cas précédent. Cette méthode provoque donc une modification de la structure atomique du fait du manque d'un électron.

Cette méthode est plus rare que la précédente mais produit environs dix fois plus de rayonnements X que la méthode classique.

 

 


 

Comment obtenir les rayons X?

La méthode d'obtention des rayons X décrite ci-dessus nécessite dans chaque cas le bombardement d'un électron à grande vitesse sur un atome. Ce phénomène se produit dans un tube de Crookes.

Le tube de Crookes a été inventé par l'ingénieur britannique William Crookes vers 1875. Il a ensuite été amélioré par Coolidge en 1913. Il est composé d'une enceinte de plomb dans laquelle on fait le vide. Il y a, dans cette enceint une cathode et une anode. On applique dans cette enceinte une différence de potentiel (de tension) entre la cathode et l'anode. 

 

 

Electron Beam: Flot d'électrons, Tugsten Anode: Anode de tugstène, X-Ray Beam: Flot de rayons X

La différence de potentiel entraîne les électrons présents dans la cathode à se déplacer à grande vitesse vers l'anode. Sur l'anode se trouve une plaque de tugstène (ou d'un autre métal). Il se passe donc le phénomène décrit plus haut. Les électrons qui ressortent de cette production partent dans l'anode et les rayons x sortent du tube par une partie de ce-dernier qui n'est pas plombée (ceci permet de contrôler la sortie des rayons du tube). 

Petite remarque: Seuls 1% des électrons bombardés amènent à la production de rayons X. 99% de l'énergie cinétique des électrons se transforme en chaleur.

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