PRODUCTION DES RAYONS X I. GENERALITES. ou en énergie 109 eV > ERX > 20 eV RX : 10-5 Å < λ < 500 Å Résulte de l’interaction entre électrons rapides et la matière Exemple : tube de Coolidge Ece- (J) = e U avec U en V Ece- = U (eV) si U en V Ece- = U (keV) si U en kV II. DIFFERENTS TYPES DE RAYONS X A. Rayons X de freinage. Interaction électron rapide et noyau de l’atome En keV Ehνν < U (keV) si U en kV c = e.U λo 12400 12,4 Soit avec λo en Å λo = = U(eV) U(keV) Soit ν < νo ou λ > λo avec hνo = h - 1/3 www.mediprepa.com Répartition spectrale Spectre continu Influence de la tension U λm = 3/2 λo U3 > U2 > U1 λ o3 < λo2 < λo1 Plus U est élevée, plus les rayons x sont durs et pénétrants. Le flux total Φ représente la surface du spectre Φ= ∞ ∫ ddΦλ dλλ = KIU Z 2 λo I intensité du courant qui traverse le tube en A K constante1,7.10-9 S.I U tension accélératrice en V Φ en W Z numéro atomique de la cible K.I.U 2 .Z Φ Rendement : R = = = K.U.Z : rendement < 1% U.I U.I. B. Rayons X de fluorescence. Résultent de collisions entre électrons rapides avec les électrons de l’atome Un électron de l’atome est caractérisé par son énergie de liaison En Si U > En, possibilité d’ionisation de l’atome avec émission secondaire de photons de fluorescence Spectre de raies groupées en séries Si U ( keV) > EK, on observera les raies de la serie K puis celle de la série L, etc….. Pour le tungstène, on n’observe que les raies des séries K et L 2/3 www.mediprepa.com III. GENERATEURS A RAYONS X. Tube de Coolidge˚: Source d’électrons : Filament chauffé par effet Joule : effet thermoélectronique Cible Pour avoir le rendement le plus élevé possible : Numéro atomique élevé et température de fusion élevée : tungstène ( Z = 74 et TF = 3380°C) Production de RX de haute énergie : Générateur électrostatique de van de Graaf : tension accélératrice de 5 MV Accélérateur linéaire :permet d’obtenir des électrons d’énergie de plusieurs dizaines de MeV Bêtatron : rayons X de plusieurs centaines de MeV III. CARACTERISTIQUES DU FAISCEAU. A. Qualité. Liée à la tension accélératrice U entre anode et cathode Représentée par le spectre des rayons X Cas du tungstène Si U < 69,6 kV spectre continu Si 69,6 < U < 400 kV spectre continu + raies Kα et Kβ Si U > 400 kV spectre continu seulement B. Quantité. ∆t Pour U donné, liée à I Energie transportée par le faisceau est Φ.∆t = KIU2Z .∆ L’énergie dépend de I et ∆t C. Direction. Quand l’énergie des électrons augmente, la direction des photons X se rapproche de celle du faisceau d’électrons. 3/3 www.mediprepa.com