biophysique

[lacelluledu66]

Bonjour!

1. est-ce que qqn pourrait m'expliquer ce que sont les électrons X de freinage ? svp

2. qu'est-ce que la haute tension accélératrice en radioscopie? svp

3. est-ce que qqn pourrait m'expliquer comment fonctionne le canon à électrons émetteur de rayons X? svp et le tube de Collidge? svp

 

merci

[inesnajbolja]

Salut, 

 

Tu as un électron qui possède une certaine vitesse, et donc une certaine énergie (dont cinétique). Cet électron, lorsqu'il va passer à proximité d'un noyau, va interagir avec le champs de ce noyau, ce qui va le faire ralentir. Il va donc perdre de l'énergie cinétique (et donc de l'énergie totale). Cette différence d'énergie va se traduire par l'émission d'une onde EM, d'énergie (=hν) égale à la différence d'énergie entre Ei (énergie initiale de l'électron) et Ef (énergie finale de l'électron), cette onde EM correspond à ce que l'on appelle un photon X de freinage (et non pas électron X de freinage), avec hν_(photon) = Ei - Ef 

 

C'est ce principe que l'on va utiliser dans le tube de Collidge (prend le schéma du cours en même temps que tu lis ca) : 

 - tu as un système composé d'une cathode et d'une anticathode (=anode), mis sous vide (pour éviter toute interaction dans l'air)

 - ta cathode qui est composée d'un filament d'alcalino-terreux est alimentée par un courant qui va induire un échauffement de la cathode (c'est pour ca qu'on utilise un filament d'alcalino-terreux comme le tungstène qui possède un point de fusion élevé, pour éviter que la cathode ne fonde avec l'échauffement). L'échauffement de la cathode va permettre la production d'électrons à ce niveau.

 - Donc tu as généré des électrons, mais ils ne sont toujours pas en mouvement, or pour utiliser le phénomène de freinage on doit avoir des électrons en mouvement. C'est à ca que va servir ta haute tension accélératrice : la différence de potentiel entre la cathode et l'anticathode va mettre les électrons en mouvement (du + vers le - , sens du courant). 

 - Maintenant que tu as tes électrons en mouvement, tu vas vouloir induire le phénomène de freinage. Or tu es dans le vide donc pas d'interaction. C'est à ca que sert ton anticathode (ou anode). Donc tes électrons rencontrent l'anode, on observe alors le phénomène de freinage, il en ressort donc des photon X de freinage. 

 - On utilise cet appareil, en autre, pour faire de l'imagerie. Le fait est que l'on ne peut pas utiliser les photons X tels quel. Pourquoi? l'énergie de chaque photon ne sera pas nécessairement égale à celle des autres photon, les différentes énergies vont décrire un spectre continue. Ces photons quand ils vont rencontrer la matière (le corps du patient), vont être atténués selon des effet PE, Compton et CP selon leur énergie. En radiologie on veut éviter au maximum l'effet Compton (rend l'image moins nette)  qui survient préférentiellement (dans le corps humain) avec des photons de faible énergie. On va donc filtrer le faisceau de RX obtenue avec des filtres métalliques qui vont atténuer les RX de faible énergie.

 

Petite remarque, attention à quelques notions : 

 - la haute tension accélératrice n'est pas alternative contrairement au courant qui alimente le système : on redresse et on lisse le courant pour obtenir la haute tension accélératrice. 

 - le flux d'électron (mA.s) mis en mouvement va dépendre de l'intensité du courant. C'est un réglage du tube que l'on peut modifier.

 - l'énergie (cinétique) des électrons est proportionnelle à la différence de potentiel, et l'énergie max des photons est proportionnelle à celle des électrons, donc est proportionnelle à la tension. Par exemple si tu utilise un courant avec U = 100 kV, tu obtiendra des photons dont l'énergie maximale correspondra à E_max = 100 keV. 

 - λ_min(nm) = 1,24/E_max (keV) = 1,24/U (kV) fais bien attention la longueur d'onde λ l'énergie des photons sont inversement proportionnels.

[lacelluledu66]

@inesnajboljamerci beaucoup!!!

[lacelluledu66]

@inesnajboljakikou est-ce que tu pourrais m'expliquer la dernière formule que tu as mise? stp

[inesnajbolja]

 λ_min(nm) = 1,24/E_max (keV) = 1,24/U (kV)

Cette formule permet d'exprimer la longueur d'onde minimale des RX en fonction de leur énergie maximale qui elle est fonction du courant U, tu peux l'illustrer avec le schéma suivant :