Principes de la tomographie par ordinateur : comment fonctionne un tube à rayons X de précision microscopique ?
Dans cet article :
- Les tubes à rayons X microfocus permettent une imagerie CT haute résolution : ces tubes génèrent des rayons X à partir d'un point focal minuscule, de quelques microns seulement, permettant ainsi d'obtenir des images nettes, au micromètre près, indispensables dans les applications industrielles de tomodensitométrie (CT).
- Génération et accélération du faisceau d'électrons : les électrons sont émis par un filament chauffé dans le vide et accélérés vers une cible en tungstène à l'aide d'un potentiel haute tension (UACC), où ils génèrent des rayons X lors de l'impact.
- Les lentilles magnétiques focalisent le faisceau : un système de lentilles magnétiques réduit le faisceau d'électrons à un point focal précis, améliorant ainsi la clarté de l'image et permettant une inspection détaillée des composants petits ou denses.
- Intensité du faisceau contrôlée par grille : l'électrode Wehnelt (ou grille) régule le courant du faisceau d'électrons via une tension de polarisation (UG), offrant un contrôle précis de l'intensité des rayons X et de l'exposition
- Les tubes nanofocus repoussent les limites de la résolution : les tubes nanofocus avancés de type transmission utilisent plusieurs lentilles électroniques pour atteindre des résolutions allant jusqu'à 200 nanomètres, ce qui permet des applications de pointe dans les domaines de l'électronique, de l'aérospatiale et de la science des matériaux
Dans un tube sous vide, des électrons sont émis par un filament chauffé et accélérés vers l'anode par la différence potentielle de tension d'accélération. Par un trou dans l'anode, les électrons pénètrent dans une lentille magnétique qui concentre le faisceau d'électrons en un point réduit de quelques microns de diamètre sur la cible en tungstène massif (tube directionnel).
Une fois sur le tungstène, les électrons subissent une brusque décélération, ce qui conduit à la génération des rayons X. Le point focal représente une source très réduite de rayons X qui permet d'obtenir la qualité d'image la plus nette avec une résolution micrométrique. Les tubes à précision nanoscopique les plus récents (tube de transmission) offrent ainsi une précision de détection des détails atteignant 200 nanomètres (0,2 micron) grâce à l'utilisation conjointe de plusieurs lentilles électroniques. Le courant de faisceau d'électrons est contrôlé par la tension de polarisation UG via l'électrode Wehnelt (grille).
