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GENERALITES SUR LES RAYONS X PRODUCTION ET PROPRIETES TUBE A
• UN TUBE A RAYONS X :-Un filament en tungstène chauffé par un courant à basse tension appelé cathode et une anode (pôle positif) portée à une haute tension • -Production d’un faisceau cathodique d’électrons par effet thermo-ionique • -Attraction des électrons vers l’anode (anti-cathode) portée à haute tension
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Dans cette fiche explicative, nous allons apprendre comment décrire la production de rayons X à l'aide d'un tube à rayons X, et comment le spectre des rayons X produits peut varier. Les rayons X sont produits par le biais d’une réduction d’énergie de particules chargées.
Qui a inventé le tube à rayonsx ?
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GENERALITES SUR LES RAYONS X
PRODUCTION ET PROPRIETES
TUBE A RAYON X
Dr Abdelkrim AIT HAMI
I/ INTRODUCTION ET HISTORIQUE
-1895 : Découverte de rayons X par W. RONTGEN à Würzburg -Allemagne.
Il conclut à l'existence d'un rayonnement X ayant comme propriétés de : -Traverser la matière. -Impressionner les émulsions photosensibles. -Provoquer la fluorescence de certaines substances. Selon la nature des tissus traversés, les rayons X seront plus ou moins atténués et donneront au final une image radiologique contrastée -1916 : Invention du tube à Rayon X par W. D COOLIDGE -1920 : Fabrication des premiers modèles tube COOLIDGE -Depuis de nombreuses évolutions ont eu lieu et différents types de tube sont retrouvés actuellement avec le développement technologiqueDESCRIPTION DU TUBE COOLIDGE
-Comprend :1 /Deux électrodes
-Un filament de tungstène qui constitue la cathode (électrode négative) anode (électrode positive).émanant du pôle négatif.
Un système de refroidissement : Indispensable (beaucoup de chaleur) Le tube radiogèneconstitué d'une cathode et d'une anode, est entouré par des enveloppes de protection.2-Deux générateurs : indispensables au fonctionnement du tube.
Deux circuits alimentent le tube
-Circuit à basse tension :10 à 12 V chauffer le filament et libérer lesélectrons
-Circuit à haute tension 50 à 150KV 50 à500 mA : accélérant les éléctronsémis
Ces courants sont produits par des transformateurs connectés au tube radiogène CHEMA REPRESENTANT LE TUBE RADIOGENE RELIE AUX DEUX GENERATEURSCONSTANTES +++
1-TENSION (KV)
2 -INTENSITE DU COURANT EN
Milliampère (mA)
3 -TEMPS DE POSE EN SECONDE (S)
Schéma du tube radiogene
rayonnement cathodique. VIDE PARFAIT : doit être le plus poussé possible permet la maitrise du -Vitesse des électrons est fonction de la tension ( voltage :kV) -1RPNUH G·pOHŃPURQ CXQLPp GH PHPSV HVP IRQŃPLRQ GH O·LQPHQVLPp P$ -6HŃPLRQ GX IMLVŃHMX G·pOHŃPURQ I GLMPqPUH HP ORQJXHXU GX filament)2/ ELECTRODES : PRINCIPAUX CONSTITUANTS
(élément fournissant les électrons) par effet thermo-ionique. -Elle est composée le plus souvent par un filament de TUNGSTENE en forme de spirale qui est chauffé à haute température par un courant de basse tension, mais de haute intensité, dans un vide très poussé, libère desélectrons.
Les électrons sont accélérés entre la cathode et l'anode par une forte différence de potentiel, délivrée par le générateur. . Les électrons émis en un faisceau dit cathodique sont entrainés à grandeélectrostatique .
-La cathode est enchasséedans une électrode de focalisation qui se trouve au même potentiel que le filament et qui a pour effet de -Repousser les électrons émis Empêcher les déformations du filament dues aux charges positives.TUNGSTENE/ MOBYDBENE/ RHENIUM.
Ces matériaux ont un pouvoir réfractaire élevé leur permettant de supporter des températures élevées. et enchâssée dans un bloc de cuivre qui lutte contre son échauffement par une meilleure diffusion de la chaleur. Elle est la cible des électrons et le lieu de production des rayons X. La zone de bombardementMSSHOOH foyer
La surface de l'anode est oblique par rapport à la direction du faisceau d'électron de manière à permettre à davantage de rayons X de pouvoir sortir du tube. -Anode fixeEquipe les appareils de faible puissance
-Anode tournante Son intérêt est de permettre un renouvellement constant de laLe foyer est renouvelé constamment
125 mm.
Ce dernier est limité par des phénomènes mécaniques. -La vitesse de rotation du disque qui varie 3000trs/mn à 11000trs/mn.En resumé
UN TUBE A RAYONS X :
-Un filament en tungstène chauffé par un courant à basse tension appelé cathode et une anode (pôle positif) portée à une haute tension. thermo-ionique. haute tension.CARACTERISTIQUES DU TUBE A RX
1 / PUISSANCE DU TUBE
W : Puissance électrique supportée par le tube W = V x I où V : ddpentre les 2électrodes , I : intensité du courant
2 / DIMENSION DU FOYER
au maximum le flou géométrique.3 / RENDEMENT DU TUBE
Rapport : puissance RX / puissance électrique supportée par le tube à RX4 /SYSTEME DE REFROIDISSEMENT Refroidissementdu tube indispensable
5 /ENVELOPPES DE PROTECTION
Tube radiogèneentouré de plusieurs enveloppes de protection. Elles permettent -Thermique -Mécanique -La protection des utilisateurs contre les rayonnements de fuite et prévenir la dispersion des rayons X. / PRODUCTION DES RAYONS X (rayonnement de photons polychromatique). EN QUOI CONSISTE LE RAYONNEMENT X DE FREINAGE = BREMSSTRAHLUNG ? charge positive qui exerce son attraction . photons de 5 picomètresà 10 nanomètres -Il est utilisé en : cristallographie et imagerie médicaleUne onde est caractérisée par :
-Sa fréquence en Hertz (HZ) : nombre de cycle -Sa longueur : ȝ -Sa vitesse de propagation V en m /sȝ V/ F
4/ ACCESSORES DU TUBE RADIOGENE
GAINE : permet de
-Protéger le tube en isolant et le refroidissement -Arrêter le rayonnement parasiteDIAPHRAGME :
Deux types :
Diaphragme : -simple( 4 lames) -multiple(diaphragmes superposés permettant de limiter le faisceau des RX avec précision et le faisceau diffusé.CENTREUR LUMINEUX
-Système optique qui objective les limites du faisceau. Un dispositif central -permet de faire coïncider le rayon directeur avec la zone à radiographier . FILTRE: Il est placé à la sortie du tube, il élimine les RX mous et homogéinisele faisceau.III / DETERIORATION OU USURE DU TUBE RADIOGENE
La chaleur constitue un grand problème en dépit du système perfectionné de refroidissement. Par conséquent, différents problèmes émergent : -Température et capacité de la gaine augmentées. -Vieillissement du filament. -Charge élevée appliquée au tubeIV / ILLUSTRATIONS
TUBE ET TABLE RX
-EQUIPEMENT FIXE ET MOBILE -CLICHES RADIOLOGIQUESTABLE DE RADIODIAGNOSTIC
INSTALLATIONS FIXE DANS LA SALLE DE RX
Effets biologiques des rayons X
1) Lésions moléculaires.
altération de la struCtureÎMutation génétique ÎCancer2) Lésions cellulaires.
3. 1 Mort cellulaire: immédiate ou différée
3. 2 Retard de mitose.
3) Effets sur les tissus humains:
b) Effets des Irradiations localisées sur les organes.La peau :
Brulures (3Gy)
Tardivement Fibrose (12 Gy)
Les gonades.
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