RAYONS X
Applications
Des propriétés des rayons X découlent un certain nombre d'applications qui en font l'importance pratique.
La radiographie
Radiologie : le film souple
Collection Guy Pallardy
La faible absorption des rayons X par la matière donne un moyen d'explorer l'intérieur d'objets opaques aux radiations lumineuses. Le principe consiste à faire l'ombre de l'objet à partir d'une source ponctuelle sur un écran fluorescent ou un film photographique ; suivant l'épaisseur de l'objet à traverser, on change la longueur d'onde moyenne du rayonnement, donc le coefficient moyen d'absorption, en réglant la tension appliquée au tube à rayons X, de 10 kilovolts pour les objets minces et légers à 300 kilovolts pour les pièces métalliques épaisses (10 cm d'acier). Les variations de l'intensité de l'image correspondent soit à des variations d'épaisseurs si l'objet est homogène, soit à des variations de composition chimique pour des objets hétérogènes, soit à la combinaison de ces deux causes.
La radiographie est utilisée en médecine pour l'observation de l'intérieur du corps humain. Les différences de densité des tissus, comme les os et la chair, des cavités ou des corps étrangers sont rendues visibles. Si l'on injecte des substances à hauts poids atomiques, on en suit la répartition dans le sang par exemple.
Rayons X et transparence du corps humain
Collection Guy Pallardy
Rayons X et chirurgie
Collection Guy Pallardy
Un grand progrès pour la médecine a été récemment réalisé par le scanographe. On mesure l'absorption du corps suivant une série de nombreuses directions ; à partir de ces données, un puissant ordinateur restitue la carte tridimensionnelle de la densité de la matière. Une hétérogénéité de l'ordre de 1 p. 100 dans un volume de l'ordre de quelques millimètres cube peut être décelée.
Les doses reçues par le patient en radiographie sont assez faibles pour être inoffensives. Par contre, on utilise aussi en radiothérapie les rayons X à doses considérablement plus fortes pour détruire certains tissus, la difficulté étant de déterminer la géométrie des faisceaux et leur intensité pour minimiser les effets nocifs sur les tissus sains.
La radiographie industrielle est utilisée pour contrôler l'état interne de pièces en cours de fabrication ou terminées : détection des hétérogénéités dans les pièces coulées, qualité des soudures des circuits électriques à l'intérieur d'un isolant opaque, etc.
Le pouvoir de résolution d'une radiographie est limité par la dimension de la source et par la superposition des ombres provenant de toute l'épaisseur de l'objet. Avec des tubes à foyer très fin (inférieur à 1 μm), l'objet étant près de la source, on obtient sur un film placé à grande distance des ombres agrandies et d'une netteté telle que l'on distingue des détails de l'ordre de grandeur du diamètre de la source. Une autre technique, la microradiographie, consiste à choisir un objet sous forme de lamelle très mince appliquée contre le film. Avec des rayons mous (tension de l'ordre de 1 kV), on arrive à obtenir des images de coupes biologiques permettant de localiser les éléments lourds à l'échelle du micron, ce qui est un complément très important de l'examen usuel de la préparation au microscope optique.
L'analyse radiocristallographique
La détermination de la structure atomique des molécules dans les cristaux est un outil essentiel du chimiste et du biochimiste. Un autre usage de la diffraction des rayons X est la recherche des phases dans une poudre de microcristaux. En effet, le diagramme de poudre de l'échantillon est la superposition des diagrammes des phases cristallisées constituantes. Pour les identifier, il existe des programmes informatiques à partir des données sur les phases pures, Powder Diffraction Data, recueillies et classées par International Centre for Diffraction Data (États-Unis). En 1995, ce[...]
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Écrit par
- André GUINIER : membre de l'Académie des sciences
Classification
Médias
Radiologie : un tube Coolidge
Collection Guy Pallardy
Rayons X : l'expérience de Röntgen est étudiée
Collection Guy Pallardy
Tube à rayons X : spectre continu
Encyclopædia Universalis France
Autres références
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DÉCOUVERTE DES RAYONS X
- Écrit par Bernard PIRE
- 121 mots
- 1 média
En novembre 1895 à Würzburg (Allemagne), Wilhelm Röntgen (1845-1923) remarque que le verre du tube cathodique qu'il utilise pour ses expériences émet un rayonnement invisible capable d'impressionner une plaque photographique. Il montre aussi que ces rayons, qu'il nomme X, causent la fluorescence...
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DÉTECTEURS DE PARTICULES
- Écrit par Pierre BAREYRE , Jean-Pierre BATON , Georges CHARPAK , Monique NEVEU et Bernard PIRE
- 10 978 mots
- 12 médias
...choix de certaines composantes. Ainsi, pour absorber les neutrons lents avec grande efficacité, on utilise le fluorure de bore ou l'hélium 3 ; pour les rayons X, on utilise le xénon ou le krypton ; pour les particules chargées, le critère recherché est souvent le gain maximal permis. En raison de son bas... -
ANALYTIQUE CHIMIE
- Écrit par Alain BERTHOD et Jérôme RANDON
- 8 885 mots
- 4 médias
La fluorescence X s'intéresse, elle aussi, aux atomes de l'échantillon. Les rayons X, de plus forte énergie que les rayons ultraviolets, peuvent arracher les électrons des couches internes des atomes. Ces électrons n'étant pas impliqués dans les liaisons chimiques des molécules, les ondes réémises... -
ART & SCIENCES
- Écrit par Jean-Pierre MOHEN
- 6 165 mots
- 3 médias
...laboratoire dès 1888 pour désaliniser les briques venues des palais mésopotamiens de Suse, dans les autres musées d'Europe les laboratoires sont créés avec l'installation d'une source de rayons X destinés à explorer les œuvres en profondeur. On citera les musées de Francfort et de Weimar autour de 1914,... -
BARKLA CHARLES GLOVER (1877-1944)
- Écrit par Bernard PIRE
- 295 mots
Charles Glover Barkla naquit à Widnes, dans le Lancashire (Grande-Bretagne) le 7 juin 1877. Après des études à Liverpool, il fit ses premières recherches à Cambridge puis retourna à Liverpool de 1902 à 1909. Il fut alors nommé professeur à l'université de Londres, avant d'occuper la chaire de physique...
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