Qu'est-ce qu'un tube à rayons X ?

Les tubes à rayons X sont des diodes à vide qui fonctionnent à haute tension.
Un tube à rayons X se compose de deux électrodes, une anode et une cathode, qui sont utilisées respectivement pour que la cible soit bombardée d'électrons et que le filament émette des électrons. Les deux pôles sont scellés dans des boîtiers en verre ou en céramique sous vide poussé.

La section d'alimentation électrique du tube à rayons X contient au moins une alimentation électrique basse tension pour chauffer le filament et un générateur haute tension pour appliquer une haute tension aux deux pôles. Lorsqu'un fil de tungstène laisse passer suffisamment de courant pour créer un nuage d'électrons et qu'une tension suffisante (de l'ordre du kilovolt) est appliquée entre l'anode et la cathode, le nuage d'électrons est attiré vers l'anode. À ce moment-là, les électrons frappent la cible en tungstène dans un état de haute énergie et à grande vitesse. Les électrons à grande vitesse atteignent la surface cible et leur mouvement est soudainement bloqué. Une petite partie de leur énergie cinétique est convertie en énergie de rayonnement et libérée sous forme de rayons X. Le rayonnement généré sous cette forme est appelé bremsstrahlung.

La modification du courant du filament peut modifier la température du filament et la quantité d'électrons émis, modifiant ainsi le courant du tube et l'intensité des rayons X. Changer le potentiel d'excitation du tube à rayons X ou choisir une cible différente peut modifier l'énergie du rayon X incident ou l'intensité à différentes énergies. En raison du bombardement d'électrons de haute énergie, le tube à rayons X fonctionne à une température élevée, ce qui nécessite un refroidissement forcé de la cible anodique.

Bien que l'efficacité énergétique des tubes à rayons X pour générer des rayons X soit très faible, à l'heure actuelle, les tubes à rayons X restent les dispositifs générateurs de rayons X les plus pratiques et ont été largement utilisés dans les instruments à rayons X. À l'heure actuelle, les applications médicales sont principalement divisées en tubes à rayons X diagnostiques et tubes à rayons X thérapeutiques.