Qu'est-ce qu'un tube à rayons X ?

Les tubes à rayons X sont des diodes à vide fonctionnant à haute tension.
Un tube à rayons X est constitué de deux électrodes : une anode et une cathode. L’anode sert à bombarder la cible avec des électrons, tandis que la cathode sert à émettre ces électrons sur le filament. Les deux électrodes sont scellées 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 tension élevée aux deux pôles. Lorsqu'un courant suffisant traverse un fil de tungstène 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 percutent la cible de tungstène avec une énergie et une vitesse élevées. À l'impact, leur mouvement est brutalement stoppé. Une petite partie de leur énergie cinétique est convertie en énergie de rayonnement et émise sous forme de rayons X. Ce rayonnement est appelé rayonnement de freinage (bremsstrahlung).

En modifiant le courant du filament, on peut faire varier sa température et la quantité d'électrons émis, ce qui modifie le courant du tube et l'intensité des rayons X. En modifiant le potentiel d'excitation du tube à rayons X ou en choisissant une cible différente, on peut faire varier l'énergie des rayons X incidents ou l'intensité à différentes énergies. Sous l'effet 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 le rendement énergétique des tubes à rayons X soit très faible, ils restent à l'heure actuelle les dispositifs de production de rayons X les plus pratiques et sont largement utilisés dans les appareils de radiologie. Actuellement, leurs applications médicales se répartissent principalement en deux catégories : les tubes à rayons X diagnostiques et les tubes à rayons X thérapeutiques.