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 est composé de deux électrodes, une anode et une cathode, qui servent respectivement à bombarder la cible d'électrons et à émettre les électrons par le filament. Les deux pôles sont scellés dans des boîtiers en verre ou en céramique sous vide poussé.

La section d'alimentation du tube à rayons X comprend au moins une alimentation basse tension pour chauffer le filament et un générateur haute tension pour appliquer une haute tension aux deux pôles. Lorsqu'un fil de tungstène est parcouru par un courant suffisant 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, les électrons frappent la cible de tungstène avec une énergie et une vitesse élevées. À haute vitesse, ces électrons atteignent la surface de la 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 ainsi généré est appelé rayonnement de freinage.

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

Bien que l'efficacité énergétique des tubes à rayons X pour la génération de rayons X soit très faible, ils restent actuellement les dispositifs de génération de rayons X les plus pratiques et sont largement utilisés dans les instruments à rayons X. Actuellement, les applications médicales se divisent principalement en tubes à rayons X diagnostiques et tubes à rayons X thérapeutiques.