Le principe de fonctionnement de l'appareil à rayons X est basé sur. Appareils à rayons X
Ministère de l'Éducation et des Sciences de la Fédération de Russie
établissement d'enseignement autonome de l'État fédéral
l'enseignement supérieur
" RECHERCHE NATIONALE
UNIVERSITÉ POLYTECHNIQUE DE TOMSK"
Travail de laboratoire n°1
Superviseur: professeur du départementMMS
Koulkov Sergueï Nikolaïevitch
Etudiants du groupe 4B21 :
Kondratenko A.I.
Proskurnikov G.V.
Dronov A.A.
Tomsk, 2015
Cible: faire connaissance, étudier et acquérir des compétences en analyse aux rayons X des poudres.
Appareil à rayons X
L'une des méthodes les plus efficaces pour étudier la structure des substances cristallines est la radiographie.
La radiographie est divisée en 2 types :
1. Analyse par diffraction des rayons X (XRD) ;
2. Analyse de phase aux rayons X (XRF).
La première méthode est la plus générale et la plus informative et permet de déterminer sans ambiguïté tous les détails de la structure cristalline (coordonnées atomiques, etc.). L'objet de recherche au RStA est un monocristal. La deuxième méthode permet d'identifier la substance et de déterminer certains paramètres de la structure cristalline. Les objets d'étude XRF sont des échantillons polycristallins.
Un appareil à rayons X est conçu pour convertir l'énergie électrique en rayons X. La structure d'un appareil à rayons X dépend de sa fonction, mais elle se compose en général d'une source de rayonnement, d'une alimentation électrique, d'un système de contrôle et de périphériques.
Comment fonctionne un appareil à rayons X ?
L'appareil est généralement alimenté par une alimentation alternative de 126 ou 220 V. Cependant, les appareils à rayons X modernes fonctionnent en courant continu à une tension nettement plus élevée. À cet égard, l'alimentation électrique comprend un transformateur (ou un système de transformateurs) et un redresseur de courant (parfois il peut n'y avoir aucun redresseur - si la puissance de l'appareil est faible). Un générateur de rayonnement est un tube à rayons X, un ou plusieurs.
Le système de contrôle est un appareillage, c'est-à-dire un panneau de commande qui régule le fonctionnement de l'ensemble de l'installation. De plus, l'appareil comprend un trépied (système de trépieds) sur lequel est monté le générateur de rayonnement. Le principe de fonctionnement de l'installation est le suivant. Le courant alternatif du secteur est fourni à l'enroulement primaire du transformateur. Une tension plus élevée est retirée de son enroulement secondaire et fournie à l'émetteur directement (installations demi-onde) ou via un redresseur - kénotron. L'échauffement du filament cathodique du tube à rayons X régule son fonctionnement. Dans ce cas, pas plus de 1% de l'énergie fournie au tube est convertie en rayonnement, le reste se transforme en chaleur, tout d'abord l'anode chauffe. Afin d'éviter ses dommages dus à la surchauffe, soit des matériaux réfractaires sont utilisés (tungstène, molybdène), soit un système de refroidissement spécial est conçu (refroidissement par eau, anode rotative). Les appareils à rayons X modernes sont équipés de dispositifs spéciaux pour stabiliser le courant et protéger l'émetteur contre les surcharges. De plus, un système est installé pour protéger les autres des rayonnements excessifs (ainsi que du courant haute tension).
Appareil à tube à rayons X
Un tube à rayons X est un appareil électrique à vide doté d'une source de rayonnement électronique (cathode) et d'une cible dans laquelle ils sont décélérés (anode). La tension haute tension pour chauffer la cathode est fournie via un câble haute tension négatif provenant d'un transformateur à filament situé dans le dispositif générateur. La spirale chauffée de la cathode, lorsqu'une haute tension est appliquée au tube à rayons X, commence à émettre un flux d'électrons accéléré, puis ils ralentissent fortement sur la plaque de tungstène de l'anode, ce qui conduit à l'apparition de X- des rayons.
Principe de fonctionnement du tube à rayons X
Figure 1 - Schéma d'un tube à rayons X pour l'analyse structurelle : 1 - coupelle d'anode métallique (généralement mise à la terre) ; 2 – fenêtres en béryllium pour l'émission de rayons X ; 3 – cathode thermoionique ; 4 – flacon en verre, isolant la partie anodique du tube de la cathode ; 5 – bornes cathodiques, auxquelles est fournie la tension du filament, ainsi qu'une tension élevée (par rapport à l'anode) ; 6 – système de focalisation électrostatique des électrons ; 7 – entrée (anti-cathode) ; 8 – tuyaux d'entrée et de sortie de l'eau courante refroidissant le verre d'entrée.
La zone de l'anode où tombent les électrons est appelée le foyer. Les tubes à rayons X modernes ont généralement deux foyers : grand et petit. Dans l'anode, plus de 95 % de l'énergie électronique est convertie en énergie thermique, chauffant l'anode à 2 000 °C ou plus. Pour cette raison, à mesure que la durée d'exposition augmente, la puissance admissible diminue.
Le tube de diagnostic à rayons X est placé dans un boîtier en plomb rempli d’huile de transformateur. Le boîtier comporte des trous pour connecter les câbles haute tension et une fenêtre de sortie à travers laquelle le faisceau de rayonnement est émis. Pour minimiser la dose de rayonnement X dans les appareils à rayons X modernes, par exemple FMC, un dispositif de colimation est fixé à la fenêtre de sortie. Afin d'éviter d'endommager l'anode du tube à rayons X, celle-ci doit tourner ; à cet effet, un dispositif de rotation de l'anode est placé au fond du boîtier du tube à rayons X.
Largement utilisé dans la pratique médicale moderne. Avec leur aide, le diagnostic et le traitement de diverses maladies sont effectués. Quant au travail des modèles de diagnostic eux-mêmes, ce sont des dispositifs qui permettent une évaluation non invasive de l'état organes internes et tissus musculo-squelettiques corps.
L'image se forme sur basée sur les différents degrés d’absorption des rayons par les tissus internes du patient et s’appelle une radiographie. Peut être affiché commefilm spécial, et sur ordinateur (pour les modèles numériques).
La radiographie montre clairement les organes internes et les os. Afin de visualiser plus clairement les organes et tissus individuels, une substance de contraste est utilisée, ce qui permet de diagnostiquer plus précisément les pathologies existantes.
Comment fonctionne un appareil à rayons X ?
L'appareil à rayons X contient les pièces et composants suivants :
- À PROPOS bas ou plusieurs tubes émetteurs générant des rayons X;
- Un dispositif d'alimentation électrique qui alimente l'appareil en électricité (avec son aide, les paramètres de rayonnement sont régulés) ;
- Un appareil qui convertit les rayons X en une image pouvant être visualisée ;
- Appareillage de commutation (unité de commande de l'appareil) ;
- Trépieds à travers lesquels l'installation est contrôlée ;
- Équipement de radioprotection.
L'appareil à rayons X possède un boîtier en plomb assez épais qui remplit une fonction de protection. Ce métal absorbe bien les rayons X, assurant ainsi une sécurité maximale au personnel médical.
Principe de fonctionnement de l'appareil à rayons X
Le principe de fonctionnement de l'appareil à rayons X est basé sur l'alimentation en tension du panneau de commande pour régler l'intensité du rayonnement, puis du transformateur principal, où il est généré et irradiation Des rayons , pénétrant dans la zone d'étude, ils se retrouvent sur l'écran de saisie, le faisant briller. Sous l'influence de ce rayonnement, la photocathode assomme les électrons. En conséquence, les photoélectrons accélérés par le champ électrique pénètrent dans le petit écran de sortie, sur lequel l'image électronique est convertie en image lumineuse.
Une caractéristique de la plupart des appareils à rayons X modernes est l'utilisation de convertisseurs ou d'amplificateurs électron-optiques pour minimiser l'exposition aux rayonnements du patient et du personnel.
Types d'appareils à rayons X
- Selon le but, toutes les unités de radiographie sont divisées en thérapeutiques et diagnostiques. Ces derniers sont à leur tour divisés en :
Les appareils de diagnostic utilisent un courant important traversant le tube émetteur et une faible tension. En revanche, les appareils thérapeutiques utilisent un faible courant et une haute tension. Les appareils à rayons X diffèrent également par le type d'alimentation électrique du tube émetteur.
Les appareils à rayons X (synonyme : installations à rayons X) sont des appareils permettant de produire et d'utiliser des rayons X à des fins techniques et médicales. Selon leur objectif, les appareils médicaux à rayons X sont divisés en diagnostics et thérapeutiques. Selon les conditions dans lesquelles ils sont soumis à leur fonctionnement, les appareils à rayons X sont divisés en fixes, mobiles et portables.
Les appareils à rayons X fixes, à la fois diagnostiques (Fig. 1) et thérapeutiques (Fig. 2), sont destinés à une utilisation constante dans une salle spécialement adaptée - une salle de radiographie (voir). Les appareils à rayons X mobiles, selon les conditions d'utilisation, sont divisés en appareils de salle (Fig. 3), adaptés au déplacement au sein d'un établissement médical dans le but d'examiner aux rayons X les patients directement dans les services, et en appareils portables, conçu pour une utilisation en dehors de l’établissement médical. Les appareils à rayons X mobiles comprennent également des appareils (RUM-4) conçus pour travailler sur le terrain (Fig. 4). Ils sont généralement installés et transportés sur des types de véhicules spécialement adaptés, disposent d'une alimentation électrique autonome et d'une salle de déploiement, ainsi que de leur propre chambre noire. En temps de paix, les appareils à rayons X mobiles sont utilisés dans des véhicules spécialement équipés, des wagons et sur les navires de la flotte maritime et fluviale (appelés appareils à rayons X pour navires). Il existe également des appareils à rayons X mobiles, placés dans des caisses de stockage spéciales et transportés sur tout type de transport à ressorts.
Les appareils à rayons X de terrain sont soumis à un certain nombre d'exigences particulières résultant de conditions de transport défavorables et difficiles, des conditions climatiques et de la nécessité d'une installation et d'un démontage fréquents de l'équipement. Les boîtes de stockage doivent notamment être suffisamment étanches pour protéger le matériel de la poussière et de l’humidité. Les différentes pièces de l'appareil à rayons X doivent être solidement fixées pour garantir que l'appareil à rayons X puisse être transporté sur des véhicules à suspension (généralement des automobiles) sur les autoroutes et les chemins de terre sans endommager les pièces de l'appareil à rayons X. Les fluctuations de température ambiante comprises entre 40 et -40° ne doivent pas affecter la qualité de fonctionnement de l'appareil à rayons X lorsqu'il est stocké et transporté dans ces conditions. L'installation et le démontage de l'appareil à rayons X doivent être effectués par le personnel de maintenance dans un délai d'une demi-heure sans utiliser d'outils spéciaux.
En temps de paix, les appareils à rayons X de type champ peuvent être utilisés pour des examens de masse (voir Fluorographie), ainsi que pour des travaux de diagnostic par rayons X dans les zones reculées.
Les appareils à rayons X portables (Fig. 5) sont conçus pour effectuer les types d'examens aux rayons X les plus simples en cas d'urgence et de soins d'urgence, ainsi que de soins à domicile. Ils sont de petite taille, légers, tiennent dans deux petites valises et peuvent généralement être transportés par 1 à 2 personnes.
Il existe de nombreux types d’appareils à rayons X conçus à des fins différentes. La puissance de fonctionnement des appareils à rayons X fabriqués est déterminée par le produit de la tension secondaire (tension de génération en kilovolts) par le courant (en milliampères) traversant le tube à rayons X (voir) par seconde.
Les plages de tension et de courant des appareils à rayons X en fonction de leur objectif sont indiquées dans le tableau.
L'appareil à rayons X se compose des principaux composants suivants.
1. Un appareil haute tension, comprenant un transformateur haute tension (appelé transformateur principal), un transformateur à filament du tube à rayons X et un système qui redresse le courant fourni au tube à rayons X (en basse consommation appareils, un dispositif redresseur peut être absent).
2. Générateur de rayons X - Tube à rayons X.
3. Appareillage - panneau de commande qui régule les modes de fonctionnement de l'appareil.
4. Un trépied ou des groupes de supports pour le montage d'un tube à rayons X, équipés de dispositifs d'installation ou de positionnement des patients lors de certains types d'examens et de traitements radiologiques, ainsi que d'équipements de radioprotection.
Schématiquement, le principe de fonctionnement de l'appareil à rayons X est que la tension du réseau électrique est fournie au panneau de commande, dans lequel elle est régulée à l'aide d'un autotransformateur et fournie à l'enroulement primaire du transformateur principal. En raison de la différence dans le nombre de tours des enroulements primaire et secondaire du transformateur principal, la tension dans celui-ci augmente fortement et est fournie directement au tube à rayons X (machines à rayons X demi-onde) soit par l'intermédiaire d'un dispositif de redressement (kénotrons, redresseurs au sélénium). Le courant traversant le tube à rayons X est contrôlé par le degré d'incandescence de son filament cathodique.
Les appareils à rayons X modernes sont équipés de dispositifs très sophistiqués pour stabiliser la tension et le courant du tube à rayons X, ainsi que pour le protéger d'éventuelles surcharges. En plus des dispositifs de relais complexes pour réguler le temps d'exposition, les appareils de diagnostic sont équipés de commutateurs automatiques pour les modes de fonctionnement de l'appareil à rayons X, ce qui est nécessaire, par exemple, lors du passage rapide du mode rayons X au mode image et inversement. . De plus, tous les appareils à rayons X modernes disposent d'un système de protection contre les rayons X non utilisés et contre les chocs électriques à haute tension.
Sur la base de la nature de la protection contre les chocs électriques à haute tension, une distinction est faite entre les appareils en bloc, dans lesquels l'appareil à haute tension, avec le tube à rayons X, est enfermé dans un boîtier métallique commun mis à la terre, et le câble X- machines à rayons, dans lesquelles les fils haute tension sont enfermés dans des câbles haute tension isolés, et le tube et le transformateur principal sont enfermés dans des câbles haute tension isolés dans des boîtiers métalliques mis à la terre. Les appareils en bloc sont généralement utilisés pour les appareils à rayons X mobiles et portables, et les appareils à câble sont utilisés pour les appareils fixes.
Les appareils de diagnostic à rayons X sont équipés de dispositifs de tomographie (voir), de kymographie, d'électrokymographie et d'autres méthodes de recherche spéciales, ainsi que d'un intensificateur d'image (voir Intensificateur d'image électro-optique à rayons X) (Fig. 6), permettant pour le tournage de rayons X, la transmission télévisée d'images radiographiques et la fourniture d'une luminosité d'image élevée avec une réduction significative de l'exposition aux rayonnements.
Pour étudier les phases individuelles des processus rapides, il existe des appareils à rayons X spéciaux qui permettent la photographie aux rayons X à des vitesses d'obturation de l'ordre du millième de seconde. Ceci est réalisé non pas en augmentant la puissance (et donc la taille) des appareils à rayons X, mais en utilisant un système de condensateurs qui sont chargés à partir d'un transformateur de puissance relativement faible jusqu'à la tension requise puis, au bon moment, instantanément. déchargés sur le tube à rayons X (appareils à rayons X pulsés). De plus, il existe des adaptations aux appareils de diagnostic à rayons X classiques sous forme d'accessoires qui permettent de photographier des objets physiologiquement en mouvement (poumons, cœur) dans une phase d'activité prédéterminée, par exemple en phase d'inspiration ou d'expiration ou en une certaine phase de l'activité cardiaque.
Les appareils à rayons X thérapeutiques sont utilisés pour la radiothérapie.
Avec l'introduction dans la pratique clinique d'isotopes radioactifs artificiels et de divers types d'accélérateurs de particules chargées, d'accélérateurs linéaires, de bêtatrons, de synchrotrons, de synchrophasotrons, etc., le rôle de la radiothérapie elle-même s'est quelque peu rétréci et est actuellement utilisé pour l'exposition aux rayonnements. à des foyers pathologiques d'un emplacement relativement peu profond.
Il existe des appareils à rayons X thérapeutiques non seulement pour l'irradiation statique, mais aussi pour l'irradiation dite mobile (méthodes de thérapie par rayons X rotationnelle et convergente).
En fonction de la profondeur de la lésion irradiée, des appareils sont utilisés pour la radiothérapie superficielle (Fig. 7) et pour la thérapie statique profonde (Fig. 2).
De plus, des appareils à rayons X sont produits pour la thérapie aux rayons X par rotation (Fig. 8) et convergente (Fig. 9), dans laquelle pendant l'exposition aux radiations, le tube se déplace automatiquement le long d'un chemin prédéterminé de sorte que le faisceau de rayonnement principal soit constamment dirigé au niveau du foyer pathologique, et les tissus et la peau environnants étaient alternativement exposés aux rayons. Cela permet, tout en épargnant la peau et les tissus sains, de délivrer des doses de rayons X plus importantes sur la lésion qu'avec les méthodes d'irradiation statique.
Les appareils à rayons X thérapeutiques modernes, comme les appareils de diagnostic, sont équipés d'un certain nombre d'appareils spéciaux et d'appareils qui automatisent leur fonctionnement. Outre les appareils de thérapie dotés de relais temporisés automatiques conventionnels, il existe des appareils à rayons X dans lesquels le relais temporisé est remplacé par un relais de dose, qui est un dosimètre intégré qui coupe automatiquement la haute tension lorsqu'une dose de rayonnement prédéterminée est atteinte. De plus, l'ensemble des appareils à rayons X thérapeutiques comprend des ensembles spéciaux de tubes, des diaphragmes qui limitent le champ d'irradiation et des filtres qui filtrent la partie la plus douce du rayonnement et rendent le faisceau de travail plus uniforme.
Voir également Technologie des rayons X, Examen aux rayons X, Thérapie aux rayons X.
Riz. 1. Appareil de diagnostic à rayons X stationnaire de type RUM-5.
Riz. 2. Appareil à rayons X type RUM-11 pour radiothérapie statique profonde.
Riz. 3. Appareil à rayons X de salle.
Riz. 4. Vue générale de l'appareil à rayons X RUM-4.
Riz. 5. Appareil à rayons X portable.
Riz. 6. Convertisseur électro-optique (EOC) avec un miroir pour l'observation visuelle, une caméra cinématographique et une caméra de télévision émettrice.
Riz. 7. Appareil à rayons X type RUM-7 pour la radiothérapie cutanée et de contact.
Riz. 8. Appareil à rayons X pour radiothérapie rotationnelle.
Riz. 9. Appareil à rayons X pour radiothérapie convergente.
Les appareils à rayons X sont des dispositifs permettant de l'obtenir et de l'utiliser en médecine et en technologie. Les appareils médicaux à rayons X sont divisés selon leur objectif en diagnostic (Fig. 1) et thérapeutique (Fig. 2), et selon les conditions de fonctionnement - en fixes, mobiles et portables. Les appareils à rayons X fixes sont situés dans des appareils spéciaux. Les appareils de radiographie mobiles sont de deux types : pliables, conçus pour le travail itinérant (Fig. 3) et montés en salle (Fig. 4) - pour l'assistance au diagnostic par rayons X dans les hôpitaux au chevet du patient. Les appareils à rayons X portables (Fig. 5) sont utilisés pour effectuer des examens radiologiques simples à domicile (l'appareil portable domestique RU-560 avec tous les accessoires tient dans deux valises et pèse au total environ 45 kg). La plage de tensions et de courants des appareils à rayons X, en fonction de leur objectif, est indiquée dans le tableau.
L'appareil à rayons X est conçu comme suit : la haute tension (voir) est fournie à partir d'un transformateur élévateur (appelé transformateur principal), à l'enroulement secondaire duquel le tube est connecté soit directement (dans un appareil portable de faible puissance et appareils mobiles) ou via un dispositif redresseur - un kénotron ou une vanne à semi-conducteur (voir Redresseurs). Le circuit à filament de la cathode du tube à rayons X est alimenté par un transformateur à filament abaisseur. Étant donné que l'anode du tube à rayons X est généralement mise à la terre et que la cathode est à haute tension, le transformateur à filament est doté d'une isolation haute tension. Les éléments du circuit haute tension d'un appareil à rayons X sont généralement placés dans un boîtier mis à la terre et connectés aux électrodes du tube à rayons X de protection à l'aide de câbles haute tension (appareils à rayons X à câble). Dans les appareils dits blocs, la partie haute tension ainsi que le tube sont placés dans un boîtier métallique rempli d'huile minérale isolante.
La haute tension est généralement régulée à l'aide d'un autotransformateur (q.v.) connecté au circuit primaire du transformateur principal. Un interrupteur spécial connecté aux différentes prises de l'autotransformateur permet de modifier la tension en douceur ou par étapes sur l'enroulement primaire et, par conséquent, sur l'enroulement secondaire du transformateur principal. Le courant de filament du tube à rayons X est réglé à l'aide d'un rhéostat connecté au circuit de l'enroulement primaire du transformateur à filament. Le courant anodique du tube dépend de l'ampleur du courant de filament, qui est déterminé par la tension du réseau électrique : une modification de la tension du réseau, par exemple de 5 %, modifie le courant anodique de 2 fois. La tension du réseau électrique chute lorsque l'appareil à rayons X est allumé et, par conséquent, pour stabiliser le filament du tube, il est nécessaire d'installer un transformateur (compensateur) ou un stabilisateur ferro-résonant spécial. Un autotransformateur avec interrupteurs, un rhéostat pour régler le courant du filament, des dispositifs de contrôle, des systèmes de stabilisation de tension et une protection contre les surcharges et les courts-circuits constituent la partie basse tension de l'appareil à rayons X et sont situés dans un panneau de commande spécial. L'appareil est généralement allumé par étapes : d'abord la tension secteur est activée, puis le chauffage du tube à rayons X et du kénotron et, enfin, la haute tension. La désactivation s'effectue dans l'ordre inverse. L'appareil à rayons X comprend également un trépied (ou un groupe de trépieds) pour fixer le tube à rayons X, des dispositifs pour fixer les patients pendant la recherche ou le traitement, des écrans à rayons X (voir) et des équipements pour le sujet et le médecin. Les appareils à rayons X sont équipés de dispositifs spéciaux (relais temporisés) pour couper automatiquement la haute tension après une exposition spécifiée. Les appareils à rayons X thérapeutiques utilisent des relais électromécaniques avec une vitesse d'obturation maximale de 10 à 30 minutes, entraînés par un petit moteur électrique. Les appareils de diagnostic à rayons X portables et mobiles utilisent des relais manuels actionnés par un ressort, tandis que les appareils fixes utilisent des relais à condensateur avec un retard minimum d'environ 0,01 seconde.
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Un appareil à rayons X est un appareil largement utilisé en médecine moderne pour étudier et diagnostiquer diverses affections. Il est nécessaire pour accéder aux organes internes humains. Grâce à l'appareil à rayons X, le médecin reçoit une image de la structure interne du corps qui l'intéresse. La photographie est projetée sur film. Travailler avec des rayons X est un examen médical non invasif, ce qui signifie qu'aucune pénétration de corps étranger n'est requise. Malgré le fait que cet appareil soit largement utilisé dans les hôpitaux et les cliniques, peu de gens savent comment il fonctionne.
Découvrons ce qu'est un appareil à rayons X, le principe de fonctionnement de cet appareil et ce qu'il signifie pour la médecine.
Appareil à rayons X : qu'est-ce que c'est ?
Un appareil à rayons X est un appareil qui convertit l'énergie électrique ordinaire en rayonnement X. Il existe différents types d'appareils à rayons X, par exemple :
. Angiographie ;Fluorographe ;
Mammographie à rayons X ;
Appareil à rayons X de salle ;
Appareil de radiographie dentaire ;
Utiliser un appareil à rayons X ;
Tomodensitométrie à rayons X ;
Et d'autres.
Comme nous pouvons le constater, il existe aujourd’hui de nombreux types d’appareils à rayons X. Selon l'organe étudié, des appareils de conception et de principes de fonctionnement différents sont utilisés. Cependant, un appareil à rayons X classique à usage général, dont nous examinerons le principe de fonctionnement dans cet article, se compose d'un système de contrôle, d'une alimentation, d'une structure rayonnée, ainsi que de périphériques. Selon la fonctionnalité de l'appareil, il peut également inclure des dispositifs permettant d'enregistrer des images ou de visualiser l'intérieur de la partie du corps examinée.
Le principe de fonctionnement de l'appareil à rayons X
Un appareil à rayons X classique est alimenté par un réseau électrique dont la tension maximale est de 220 V. Mais certains systèmes à rayons X développés à notre époque nécessitent beaucoup plus d'électricité. De telles installations, en plus de l'alimentation électrique, contiennent un transformateur et un redresseur de courant.
Le tube à rayons X est le principal élément du rayonnement qui le génère. L'appareil contient également un système de contrôle avec lequel un spécialiste contrôle le fonctionnement de l'appareil à rayons X.
Le matériau à travers lequel le rayonnement X se produit est actuel, donc sans un réseau électrique puissant, le fonctionnement de l'appareil est impossible. Ainsi, le courant provenant du réseau électrique passe par l’étape de traitement primaire. Cette étape se produit dans l'enroulement du transformateur. Ensuite, une étape de traitement secondaire se produit assez rapidement, au cours de laquelle une haute tension est libérée. Il atteint le kénotron - il s'agit d'un redresseur de courant, après quoi la tension entre dans le tube à rayons X.
Le tube à rayons X se trouve dans un récipient solidement fermé. À une extrémité du tube se trouve la cathode et à l’autre l’anode. Lorsque la tension traversant le transformateur entre dans le champ des rayons X, la cathode et l'anode heurtent puis freinent brusquement. Dans ce cas, un bremsstrahlung se produit, c'est-à-dire que des rayons X sont générés.
L'ensemble du processus décrit ci-dessus se déroule en une fraction de seconde. Ainsi, une image apparaît sur l'image, comme pour éclairer l'intérieur de la partie requise du corps et montre l'état de l'organe. C'est ainsi que fonctionne un appareil à rayons X dont le principe de fonctionnement est décrit ci-dessus.
Importance de l'appareil à rayons X pour la médecine
Dans la médecine moderne, sans appareil à rayons X, le chaos et le désordre s’ensuivraient, car le diagnostic de nombreuses maladies serait difficile, voire totalement impossible. Ce n’est que grâce aux appareils à rayons X que l’humanité a pu guérir de nombreuses maladies. Aujourd'hui, cet appareil est utilisé pour deux procédures :
1. La radiographie est une étude interne, mais néanmoins non invasive, d'un objet. Grâce aux rayons X, l'image est transférée sur film photographique ;2. Fluoroscopie - consiste dans le fait que l'image de l'objet étudié tombe sur un écran spécial. Ainsi, l’image bouge, ce qui est impossible en radiographie.
Maintenant que vous savez comment fonctionne l’appareil à rayons X, vous n’aurez plus à vous soucier des procédures qui y sont associées.
Comme bon nombre des plus grandes découvertes de l’humanité, les rayons X ont été inventés complètement par accident.
En 1895, un physicien allemand nommé Wilhelm Conrad Roentgen (1845-1923) fit la découverte en expérimentant un faisceau d'électrons dans un tube à décharge gazeuse. Wilhelm Conrad Roentgen a remarqué que l'écran fluorescent de son laboratoire commençait à briller lorsque le faisceau d'électrons était allumé. Cette réponse en soi n'était pas si surprenante et le scientifique savait que le matériau fluorescent brille généralement en réponse à un rayonnement électromagnétique, mais le tube à décharge était entouré d'un épais carton noir. En théorie, cela bloquerait la plupart des radiations, mais pas les rayons X.
Le physicien Wilhelm Conrad Roentgen a placé divers objets entre un tube à décharge gazeuse et un écran, et l'écran brillait toujours. Finalement, il plaça sa main devant l'appareil et vit la silhouette de ses os projetée sur l'écran fluorescent. Immédiatement après avoir découvert les rayons X eux-mêmes, il a découvert le principe de fonctionnement des rayons X.
La découverte remarquable du scientifique a conduit à l’une des avancées médicales les plus importantes de l’histoire de l’humanité.
La technologie des rayons X permet aux médecins de voir directement à travers les tissus humains pour examiner les os brisés, les cavités et les objets avalés avec une incroyable facilité.
Des procédures modifiées peuvent être utilisées pour examiner les tissus plus mous tels que les poumons, les vaisseaux sanguins ou les intestins.
Dans cet article, nous apprendrons comment fonctionnent les rayons X et le rayonnement des rayons X. Il s’avère que le processus de base est en réalité très simple.
Les rayons X sont fondamentalement les mêmes que les rayons lumineux visibles. Les deux sont des formes ondulatoires d’énergie électromagnétique transportées par des particules appelées photons.
La différence entre les rayons X et les rayons lumineux visibles réside dans le niveau d’énergie de chaque photon. Ceci est également exprimé par la longueur d’onde des rayons.
Nos yeux sont sensibles à une certaine longueur d’onde de la lumière visible, mais pas aux longueurs d’onde plus courtes où l’énergie est plus élevée. Les ondes lumineuses sont des longueurs d’onde plus longues d’ondes radio avec une énergie plus faible.
Les photons de lumière visible et les photons de rayons X sont tous deux produits par le mouvement des électrons dans les atomes. Les électrons occupent différents niveaux d’énergie ou orbites autour du noyau d’un atome. Lorsqu’un électron se déplace vers une orbite inférieure, il doit libérer de l’énergie. Il libère de l’énergie supplémentaire sous forme de photon. L'énergie d'un photon dépend de la distance parcourue par l'électron entre les orbites.
Lorsqu'un photon entre en collision avec un autre atome, l'atome peut absorber l'énergie du photon, propulsant ainsi l'électron à un niveau supérieur. Pour ce faire, le niveau d’énergie du photon doit correspondre à la différence d’énergie entre les deux positions électroniques. Sinon, le photon ne peut pas déplacer les électrons entre les orbites. Les atomes qui composent les tissus du corps humain absorbent très bien les photons de la lumière visible. Le niveau d'énergie d'un photon correspond aux différentes différences d'énergie entre les positions électroniques. Les ondes radio n'ont pas assez d'énergie pour déplacer les électrons entre les orbites des gros atomes, elles traversent donc la plupart des choses. Les rayons X traversent également la plupart des objets, mais pour la raison opposée : ils ont trop d’énergie.
Applications des rayons X
Les rayons X ont apporté la plus grande contribution au monde médical, mais ils ont joué un rôle décisif dans de nombreux autres domaines. Les rayons X jouent un rôle clé dans la recherche liée à la théorie de la mécanique quantique, de la cristallographie et de la cosmologie. Dans le monde industriel, les scanners à rayons X sont souvent utilisés pour détecter de minuscules fissures dans les équipements métalliques lourds. Les scanners basés sur cet effet sont devenus un équipement standard en matière de sécurité aéroportuaire. pratiqué en archéologie, en agriculture, en exploration spatiale et dans la vie quotidienne.
Cependant, l’utilisation la plus répandue se situe en médecine.
Les tissus mous du corps sont constitués d’atomes plus petits et n’absorbent donc pas bien les photons. Les atomes de calcium qui composent les os sont beaucoup plus gros et absorbent donc mieux les rayons X.
Comment fonctionne la radiographie ?
La base de l'appareil à rayons X est un tube à vide en verre du type à décharge gazeuse avec deux électrodes, une cathode et une anode, situées à l'intérieur. 
La cathode est un conducteur chauffé. Le chauffage s'effectue grâce à un filament spécial. La chaleur aide à faire sortir les électrons de la cathode et l'anode en tungstène chargée positivement attire les électrons dans le tube à vide. La différence de tension entre la cathode et l’anode est extrêmement grande, de sorte que les électrons traversent le tube avec une grande force. Lorsqu'un électron en accélération entre en collision avec un atome de tungstène, il détruit un électron libre sur l'une des orbites inférieures de l'atome. Un électron sur une orbite supérieure se déplace immédiatement vers un niveau d’énergie inférieur, libérant son énergie supplémentaire sous forme de photon.
En contrôlant la direction du mouvement et la vitesse du photon, le tube à vide émet des ondes radio à une fréquence comprise entre les rayons ultraviolets et gamma avec une longueur d'onde de 10 −7 à 10 −12 mètres.
L’ensemble du mécanisme est entouré d’un épais bouclier de plomb. Cela empêche les rayons X d'être émis dans toutes les directions. Une petite fenêtre dans le bouclier permet à certains photons d’être émis dans un faisceau étroit. Le faisceau d’un appareil à rayons X traverse une série de filtres avant d’atteindre le patient. 
Des caméras situées de l'autre côté du patient enregistrent l'échantillon lorsqu'il traverse le corps du patient. L'appareil photo utilise la même technologie qu'un appareil photo ordinaire, mais l'image radiographique est différente d'une image ordinaire. En règle générale, les médecins conservent le film sous forme de négatif. Autrement dit, les zones exposées à plus de lumière apparaissent plus sombres et les zones exposées à moins de lumière apparaissent plus claires. Les matériaux durs, comme les os, apparaissent en blanc, tandis que les matériaux plus mous apparaissent en noir ou gris. Les médecins peuvent utiliser différentes manières pour contrôler le fonctionnement de l’appareil à rayons X en modifiant l’intensité du faisceau d’image. utilise également cet effet.
Agent de contraste
La plupart des tissus mous n’apparaissent pas clairement sur une radiographie ordinaire. Afin de se concentrer en interne sur les organes ou de visualiser les vaisseaux sanguins qui composent le système circulatoire, les médecins doivent injecter des produits de contraste dans le corps.
Les produits de contraste sont des liquides qui absorbent les rayons X plus efficacement que les tissus environnants. Afin de visualiser les organes du système digestif et endocrinien, le patient avale un mélange d'agents de contraste, généralement un mélange de baryum. Si les médecins souhaitent examiner des vaisseaux sanguins ou d'autres éléments du système circulatoire, ils injectent des produits de contraste dans le sang du patient.
Un agent de contraste est souvent utilisé en conjonction avec un fluoroscope. En fluoroscopie, les rayons X traversent le corps sur un écran fluorescent, créant une image animée. Les médecins peuvent utiliser la fluoroscopie pour suivre le passage des produits de contraste à travers une personne. Les médecins peuvent également enregistrer l’image radiographique sur vidéo.
Les rayons X sont-ils nocifs ?
Les rayons X sont un merveilleux ajout au monde de la médecine : ils permettent aux médecins d’examiner l’intérieur d’un patient sans aucune intervention chirurgicale. Il est beaucoup plus facile et plus sûr d’examiner un os cassé à l’aide de rayons X que d’utiliser une méthode invasive. 
Mais les rayons X sont-ils nocifs ? Aux débuts de la science des rayons X, de nombreux médecins exposaient leurs patients et eux-mêmes aux rayons X pendant de longues périodes. Finalement, les médecins et les patients ont commencé à développer un mal des rayons, et la communauté médicale a compris que quelque chose n'allait pas.
Le problème est que les rayons X sont une forme de rayonnement ionisant.
La charge électrique de l’ion peut entraîner des réactions chimiques anormales au sein des cellules. Entre autres choses, cette charge peut briser les brins d’ADN. Une cellule avec un brin d’ADN cassé mourra ou l’ADN commencera à muter. Si de nombreuses cellules meurent, diverses maladies peuvent se développer dans le corps. Si l’ADN mute, la cellule peut devenir cancéreuse et le cancer peut se propager. Si la mutation se produit dans un spermatozoïde ou un ovule, elle peut entraîner des malformations congénitales. En raison de tous ces risques, les médecins utilisent les rayons X en tenant compte de certaines normes.
Même avec ces risques, la radiographie reste une option plus sûre que la chirurgie. Les appareils à rayons X sont un outil précieux en médecine, ainsi qu'un atout en matière de sécurité et de recherche scientifique. Ils sont vraiment parmi les plus utiles et.