Que sont les rayons X ?
Dans cet article :
- Les rayons X sont une forme de rayonnement électromagnétique émis par des tubes à rayons X, composés d'un spectre hétérogène de longueurs d'onde, comprenant à la fois des lignes continues et caractéristiques.
- L'énergie et le spectre des rayons X dépendent de la tension appliquée au tube à rayons X et du matériau de la cible, les tensions plus élevées produisant des longueurs d'onde plus courtes et un pouvoir de pénétration plus important.
- La formule de Duane-Hunt définit la longueur d'onde la plus courte possible dans le spectre des rayons X, qui est directement liée à l'énergie maximale des électrons incidents.
- Les spectres des rayons X varient selon le type de générateur, tel que les systèmes à potentiel constant (CP) ou auto-redressés, et sont influencés par les matériaux de filtration inhérents tels que le verre, l'aluminium ou le béryllium.
- En radiographie industrielle, les rayons X sont décrits par leur tension maximale (par exemple, 120 kV) et non par une valeur d'énergie unique, en raison de leur large spectre et de leur application dans les essais non destructifs (END).
Le rayonnement émis par un tube à rayons X est hétérogène, c'est-à-dire qu'il contient des rayons X avec diverses longueurs d'onde, sous la forme d'un spectre continu avec des raies spectrales en superposition. La longueur d'onde la plus courte du spectre est donnée par la formule de Duane-Hunt :
La forme moyenne du spectre de rayons X reste généralement semblable, même si elle varie en réalité en fonction de la gamme d'énergie des électrons qui heurtent la cible et donc de la forme d'onde de tension du générateur haute tension. Un ensemble de rayons X à tension continue n'aura ainsi pas le même spectre qu'un ensemble auto-rectifié à une tension nominale kV et un courant identiques. La forme du spectre dépend également de la filtration inhérente dans la fenêtre du tube à rayons X (verre, aluminium, acier ou béryllium). L'énergie transmise à un électron avec une charge e accélérée par un potentiel électrique V est égale à (eV). Par conséquent, l'énergie des électrons peut être exprimée en eV, keV, MeV. Ces mêmes unités sont utilisées pour exprimer l'énergie d'une raie spectrale de rayons X. L'énergie d'une longueur d'onde unique est la suivante :
Cependant, les rayons X hétérogènes émis par un tube à rayons X ne présentent pas une longueur d'onde unique, mais un spectre. Par conséquent, il serait incorrect d'affirmer (par exemple) qu'il s'agit de rayons X avec 120 keV. Par convention, on omettra donc le « e » dans keV et on indiquera 120 kV, qui est la valeur de crête du spectre.
