Détecteur de rayons X | Définition | 2 types importants

Détecteurs de rayons X

Contenu : Détecteurs de rayons X

Qu'est-ce que les rayons X ?

X Ray Définition

Les rayons X sont des rayonnements électromagnétiques dont les plages de fréquences sont comprises entre 3 × 1019 et 3 × 1016 Hertz ( et plage de longueurs d'onde entre 10-8 - 10-11 m). Les rayons X peuvent être utilisés pour plusieurs applications dans le domaine médical, les inspections de matériaux et l'utilisation industrielle telles que les machines à rayons X, l'analyse des matériaux, les irradiations alimentaires, etc.

Quelles sont les différentes sources de rayons X ?

  1. Sources de rayons X naturels
  2. Sources de rayons X artificielles

Source de rayons X

Comme nous en avons discuté, les sources de rayons X peuvent être à la fois naturelles et artificielles ou artificielles.

Sources naturelles de rayons X :

 Certaines sources naturelles de rayons X sont les sources de rayons X astrophysiques observées pendant l'astronomie aux rayons X, le fond de rayons X provenant d'émissions de rayons X galactiques, les radionucléides naturels.

Sources artificielles de rayons X:

Certaines sources de rayons X artificielles sont des produits radiopharmaceutiques présents en radiopharmacologie (comme un traceur radioactif), le rayonnement synchrotron, le tube à rayons X, le rayonnement cyclotron, un tube à vide générant des rayons X en raison du flux de courant, le laser à rayons X, les rayons X générateur, plusieurs instruments utilisant des tubes à rayons X, des lasers ou des radio-isotopes.

Que sont les détecteurs à rayons X ? | Que sont les détecteurs d'imagerie ?

Les détecteurs de rayons X sont des instruments spécialement conçus qui sont utilisés pour mesurer et analyser la distribution spatiale, le flux, le spectre et plusieurs propriétés des rayons X. Ces détecteurs à rayons X peuvent être classés en deux grandes catégories selon leur fonctionnement :

Détecteur d'images à rayons X

Des exemples de détecteurs d'imagerie sont les films radiographiques (film photographique) et les plaques photographiques.

Détecteur de rayons X pour appareil de mesure

Les appareils de mesure (tels que les chambres d'ionisation, les dosimètres et les compteurs Geiger) utilisent un détecteur de rayons X pour différentes mesures directes et indirectes.

Utilisation du détecteur de rayonnement X

Les détecteurs de rayons X sont largement utilisés pour l'analyse des rayons X, à des fins médicales, l'observation astronomique des rayons X, les expériences de physique, etc., car ils offrent une résolution énergétique élevée et une efficacité de détection très élevée.

(Machine à rayons X avec détecteurs) Source de l'image: Blausen Médical Annotations par Mikael HäggströmComposants de radiographie par projectionCC BY-SA 4.0

À quoi sert un détecteur à rayons X ?

Les détecteurs de rayons X sont capables de détecter les rayonnements X primaires et secondaires et peuvent en outre être utilisés pour analyser la distribution spatiale, le flux, le spectre et plusieurs propriétés des rayons X.

Qu'est-ce qu'un capteur à rayons X ?

Le capteur de rayons X est le même que le détecteur de rayons X.

Quels sont les types de détecteurs d'imagerie à rayons X ?

Film aux rayons X | Film photographique:

Les films radiographiques sont constitués de « grains » cristallins aux halogénures d'argent (principalement du bromure d'argent). La composition et la taille du grain sont variées pour ajuster les propriétés du film radiographique en fonction des besoins de l'utilisateur. L'halogénure est ionisé une fois que le film est exposé au rayonnement. Cela piège les électrons libres dans les défauts cristallins formant une image latente et attire les atomes d'argent qui créent alors un amas d'atomes d'argent transparents. Ces atomes transparents sont ensuite convertis en atomes d'argent opaques, ce qui conduit finalement à la formation d'une image. Cette image est sombre aux endroits où le taux de détection est élevé.

Les films radiographiques ont rapidement remplacé les plaques de verre qui étaient auparavant utilisées à des fins médicales et industrielles.

détecteur de rayons X
Un film photographique. (Détecteur de rayons X) Source de l'image: Evan-AmosFilm Kodak-Max-400-35mm, marqué comme domaine public, plus de détails sur Wikimedia Commons

Phosphores photostimulables:

La radiographie sur plaque de phosphore photostimulable est une technique utilisée pour mesurer les rayons X à l'aide de luminescence photostimulée (PSL).  Les électrons excités présents dans le matériau luminophore après avoir été radiographiés sont piégés dans les « centres de couleur » du réseau cristallin. Ceci est ensuite stimulé à l'aide d'un faisceau laser et passé sur la surface de la plaque. Le tube photomultiplicateur collecte la lumière émise lors du processus de simulation laser. Le signal produit est ensuite converti en images via un logiciel informatique.

La plaque de phosphore photostimulable (PSP) a remplacé l'utilisation de plaques photographiques. 

Comment fonctionnent les détecteurs de rayons X ?

Principe de fonctionnement du détecteur de rayons X

Il existe divers détecteurs de rayons X et le principe de fonctionnement est différent selon leurs types, mais pour la plupart, l'énergie du rayon X entrant (générée par une source de rayons X ou un rayonnement X secondaire) est absorbée par le matériau du détecteur de rayons X, excitant une molécule de le matériau du détecteur. Le matériau spécifique comme les scintillateurs peut être utilisé pour convertir l'énergie des rayons X en lumière visible et un tube photomultiplicateur est utilisé pour amplifier le signal.

Le processus de radiographie sur plaque de phosphore. (Détecteurs à rayons X)
Source de l'image: le coléoptèreProcessus de radiographie calculéeCC BY-SA 4.0

Intensificateurs d'image:

Dans le détecteur à rayons X, l'intensificateur d'image est l'un des composants importants. Un amplificateur de brillance utilise les rayons X pour une procédure en temps réel, c'est-à-dire des études de contraste en utilisant la fluoroscopie ou pour l'angiographie, l'amplificateur de brillance est un instrument spécifique comme expliqué ci-dessous.

Schéma d'un intensificateur d'image à rayons X. (Détecteurs à rayons X) Source de l'image: KieranmaherXiiSchématique, marqué comme domaine public, plus de détails sur Wikimedia Commons

Détecteurs semi-conducteurs à rayons X :

Détecteurs à semi-conducteurs sont des détecteurs ou des capteurs à semi-conducteurs qui utilisent des semi-conducteurs pour détecter les rayons X. Ces dispositifs peuvent être des détecteurs numériques directs, c'est-à-dire qu'ils transforment directement les photons de rayons X en charge électrique qui forme une image numérique. Dans le cas des détecteurs numériques indirects, les photons des rayons X sont d'abord convertis en lumière visible puis en signaux électriques. Les détecteurs numériques directs et indirects détectent et convertissent le signal électronique résultant en une image numérique à l'aide de transistors à couche mince. L'obtention d'une image numérique ne nécessite aucune étape de numérisation ou de développement manuel, contrairement au film ou au CR.

Système d'imagerie directe aux rayons X (DXIS) - affichage en temps réel. (Détecteurs à rayons X) source d'image: Cata56RotatingPanCC BY-SA 4.0

Quels sont les types de détecteurs de mesure de rayons X ?

Détecteurs à ionisation gazeuse:

Détecteurs à ionisation gazeuse sont des dispositifs dans lesquels les rayons X sont utilisés pour ioniser les gaz afin de produire des ions positifs et des électrons libres. Le nombre de paires d'ions formées dépend de l'énergie du photon incident. En présence d'un champ électrique à l'intérieur de la chambre à gaz, la direction du mouvement des ions positifs et des électrons conduit à un flux de courant à l'intérieur de la chambre. Ce flux de charges dépend de la tension appliquée et de la forme de la chambre. Sur cette base, les détecteurs de gaz peuvent être divisés en différents types tels que Chambres d'ionisation, Compteurs proportionnels, Compteurs Geiger – Müller, etc. Les détecteurs de gaz ne mesurent généralement que le débit moyen de dose sur le volume de gaz et sont donc connus sous le nom de capteurs à pixel unique.

Tracé du courant ionique en fonction de la tension appliquée pour un détecteur de rayonnement gazeux à cylindre filaire. (Détecteurs à rayons X) Source de l'image: Doug SimRégions du détecteurCC BY-SA 3.0

Cellules solaires au silicium PN | Détecteur de rayons X au silicium

Les cellules solaires en silicium PN sont utilisées pour détecter efficacement tous les types de rayonnements ionisants tels que les UV extrêmes, les rayons X mous et les rayons X durs. Ces types d'instruments fonctionnent sur le principe de photoionisation. La photoionisation, comme son nom l'indique, est un processus dans lequel le rayonnement ionisant incident sur l'atome entraîne la libération d'un électron libre par l'atome. Ces capteurs sont également appelés rayonnement ionisant à large bande sensor et ils sont mis en place en utilisant des cellules solaires, un ampèremètre et un filtre de lumière visible qui est placé au-dessus de la cellule solaire pour bloquer les longueurs d'onde indésirables tout en laissant passer le rayonnement ionisant pour frapper les cellules solaires en même temps.

Film radiochromique:

Le film radiochromique est un instrument capable de fournir des mesures à très haute résolution pour les processus de profilage et de dosimétrie. Ces films radiochromiques auto-développants sont largement utilisés en physique de la radiothérapie pour la caractérisation d'instruments radiographiques tels que linacs de radiothérapie ET Scanners CT.

Plaque d'image aux rayons X Détecteur | Détecteur de rayons X à plaque d'image

La luminescence photostimulée ou PSL fait référence au processus de libération de l'énergie accumulée dans un phosphore. Cette libération d'énergie est obtenue en utilisant la lumière visible pour stimuler le phosphore afin de produire un signal luminescent. Les rayons X peuvent également être utilisés pour induire une telle accumulation d'énergie. La plaque au phosphore photostimulable (PSP) ou plaque à rayons X est basée sur ce mécanisme.

Ces plaques sont également utilisées comme détecteur de faisceau de rayons X pour la radiographie projectionnelle. La formation de l'image est obtenue en éclairant deux fois la plaque à rayons X : d'abord, le rayonnement d'intérêt est exposé (cela « écrit » l'image), et deuxièmement, l'éclairage (généralement conduit par un laser à longueur d'onde visible) qui « lit » l'image . L'instrument utilisé pour lire ou récupérer des images d'une telle plaque est appelé un phosphorimager.

Imagerie aux rayons X. la source: Hellerhoff - Propre travail
CC BY-SA 3.0 Wikipédia

Sensibilité du détecteur de rayons X

Les détecteurs de rayons X sont largement utilisés pour plusieurs applications telles que les instruments médicaux, les tests de matériaux industriels sûrs, les opérations de centrales nucléaires, l'inspection scientifique, etc. ). Pour réduire cela, des détecteurs de rayons X à haute sensibilité sont nécessaires.

Des détecteurs de rayons X sensibles peuvent être construits à partir de monocristaux de pérovskite de plomb inorganique cultivés en solution (CsPbBr3) et en synthétisant des monocristaux de pérovskite de plomb inorganique (CsPbBr3) de haute qualité à l'aide d'une technique de solution à basse température développée.

Le détecteur peut être conçu dans une configuration d'électrode asymétrique dans laquelle la migration des ions est efficacement réduite sous l'influence d'une haute tension avec un faible courant d'obscurité et une excellente photoréponse. Ces détecteurs ont démontré une sensibilité très élevée de l'ordre de 1256 μC Gy−1 cm−2 pour la détection des rayons X à 80 kVp sous l'influence d'un champ électrique faible de 20 V mm−1. Dans le commerce, on utilise des détecteurs α-Se qui produisent un champ électrique environ 60 fois supérieur à celui mentionné ci-dessus. Cependant, de nos jours, CsPbBr3 est considéré pour la construction de détecteurs de rayons X commerciaux en raison de sa synthèse facile, de son faible coût, de sa durabilité et de sa sensibilité de détection élevée.

Quel détecteur nucléaire est utilisé pour détecter les rayons X ?

Détecteurs HPGe.

Les capteurs de rayons X sont-ils endommagés par les rayons X qu'ils détectent ?

Oui, en fait, la plupart des capteurs à rayons X sont endommagés par chaque détection de rayons X et la longévité diminuera.

Types de détecteurs à rayons X :

Détecteurs de rayons X doux

Les détecteurs de rayons X mous sont des détecteurs qui fonctionnent dans la région des rayons X de faible énergie allant de quelques centaines d'eV à environ 20 keV. Certains détecteurs directs tels que les photodiodes PIN au silicium, les APD au silicium et les dispositifs à couplage de charge ou les capteurs d'image de zone CCD sont utilisés dans les détecteurs de rayons X mous. Les détecteurs de rayons X mous sont connus pour fournir une efficacité de détection très efficace et une résolution énergétique élevée. Ces attributs rendent les détecteurs de rayons X mous adaptés à une application dans l'inspection des matériaux aux rayons X, l'observation astronomique aux rayons X, la recherche scientifique, etc.

Détecteur de rayons X à semi-conducteurs

Les détecteurs à semi-conducteurs sont construits en utilisant des semi-conducteurs pour détecter les rayons X. Ces détecteurs de rayons X à semi-conducteurs peuvent entrer dans la catégorie des détecteurs numériques directs lorsqu'ils sont capables de convertir directement les photons de rayons X en charges électriques pour former une image numérique. Parfois, les détecteurs de rayons X à semi-conducteurs font partie de systèmes indirects qui fonctionnent avec des étapes intermédiaires telles que la transformation des photons de rayons X en lumière visible d'abord, puis la conversion de la lumière visible en un signal électronique. Ces deux agencements fonctionnent généralement avec des transistors à couche mince pour lire et convertir le signal électronique en une image numérique.

On peut noter que dans ces systèmes, il n'y a aucune exigence de numérisation ou de développement manuel comme un film ou un CR pour obtenir une image numérique. Par conséquent, dans un sens plus large, ces deux arrangements peuvent être qualifiés de « directs » et servent à une compétence quantique sensiblement plus élevée que la RC.

Détecteur de sortie de rayons X

Le détecteur de sortie de rayons X est un appareil qui aide à calibrer et à dépanner les générateurs de rayons X. Le détecteur de sortie est construit de manière à pouvoir être directement relié à un oscilloscope. La forme d'onde de la radiographie est examinée pour trouver une gamme d'anomalies ou de problèmes innés dans les radiographies. Les fronts d'onde des rayons X sont ensuite enregistrés à l'aide d'un oscilloscope à mémoire, d'un oscilloscope numérique ou d'une caméra oscilloscope.

Le détecteur de rayons X est alors placé sur le trajet du faisceau de rayons X puis le détecteur est relié à l'oscilloscope standard à l'aide d'un câble. L'affichage de l'oscilloscope qui en résulte montre la relation entre l'intensité et le temps de la radiographie.

CMOS Détecteurs de rayons X à écran plat | Détecteurs plats à rayons X

Un détecteur ou capteur de rayons X à écran plat est une variante ou un type d'instrument de radiographie numérique à rayons X à semi-conducteurs. Ces détecteurs fonctionnent sur le même principe que celui utilisé par les capteurs d'images pour la photographie numérique et la vidéographie. Ces détecteurs de rayons X sont utilisés pour la radiographie projectionnelle et en remplacement des intensificateurs d'images à rayons X pour la fluoroscopie. Les détecteurs de rayons X à écran plat sont considérés comme plus rapides et plus sensibles que les films à rayons X.

La sensibilité de ces détecteurs est capable de fournir une dose de rayonnement moindre pour une qualité d'image particulière que les films radiographiques. Ils sont largement utilisés en fluoroscopie car ils sont plus légers, plus durables, compacts, plus précis, fournissent une distorsion d'image plus faible que les intensificateurs d'image et peuvent également être conçus avec de plus grandes surfaces. Cependant, comparés aux intensificateurs d'images à rayons X, ces détecteurs peuvent servir à davantage d'éléments d'image défectueux, coûter plus cher et fournir une résolution spatiale inférieure.

Image du détecteur à écran plat X Ray

Détecteurs de rayons X CMOS

Le détecteur de rayons X CMOS est une variante des détecteurs de rayons X qui utilise un capteur CMOS, une fibre optique conique et un écran intensificateur d'image. Les capteurs CMOS sont utilisés pour leur petite taille, leurs besoins en énergie réduits et leur rentabilité.  Pour utiliser le capteur CMOS dans un détecteur de rayons X, une première conversion des rayons X en lumière visible est nécessaire. Cette conversion des rayons X en rayons visibles s'effectue à l'aide d'un écran intensificateur d'image auquel est fixé une extrémité (plus large) de la fibre optique conique. L'autre extrémité (plus étroite) de la fibre optique conique est liée au capteur CMOS de 0.5 pouce. Pour obtenir une meilleure qualité d'image, un système plus flexible et adaptable, on préfère généralement un contrôleur à capteur d'image CMOS.

Le développement de systèmes aussi complexes est envisageable en raison de la formation de reconfigurations VHDL complètes et de composants programmables (appelés FPGA ou Field Programmable Gate Array). Les détecteurs de rayons X à base de CMOS sont particulièrement vérifiés pour la capture de structures osseuses.

Détecteur de rayons X portable | Détecteur de défauts à rayons X portable

Un détecteur de rayons X portable L'unité, comme son nom l'indique, est un appareil mobile qui utilise les rayons X pour former des images. Il est principalement utilisé pour naviguer facilement dans des unités de soins intensifs, des services d'urgence ou une chambre de patient surpeuplées. Ces détecteurs forment des images rapides, fiables et de haute qualité dans une configuration très compacte. Les détecteurs de rayons X portables sont faciles à utiliser et

Détecteurs de rayons X à rétrodiffusion

Détecteurs de rayons X à rétrodiffusion sont une forme d'instrument de détection de rayons X qui est basé sur une technologie d'imagerie à rayons X développée. Les anciennes machines à rayons X sont capables de détecter les objets durs et mous. Cela se fait en détectant la variation d'intensité des rayons X qui est transmise à travers le matériau sélectionné. Contrairement à cette méthode, les rayons X rétrodiffusés peuvent détecter le rayonnement réfléchi par le matériau sélectionné.

Il est principalement utilisé pour les processus qui nécessitent un contrôle moins destructif et est capable de servir même lorsqu'un seul des côtés du matériau est présent pour le contrôle. Cette technique est l'une des techniques d'imagerie du corps entier les plus utilisées. Il est utilisé pour effectuer des scans corporels complets des passagers dans les avions afin de détecter des objets cachés, des objets métalliques, des outils, des objets liquides, des substances narcotiques et d'autres objets de contrebande.

Détecteurs de rayons X directs et indirects

Détecteur de rayons X à conversion directe | Détecteur de rayons X numérique

Les détecteurs de rayons X à conversion directe sont des dispositifs de détection capables de convertir directement les photons de rayons X en charges électriques pour former une image numérique. Certains détecteurs de rayons X à conversion directe fonctionnent avec des étapes intermédiaires telles que la transformation des photons de rayons X en lumière visible d'abord, puis la conversion de la lumière visible en un signal électronique. Cependant, les étapes impliquées sont encore moindres par rapport aux détecteurs de rayons X à conversion indirecte. Les détecteurs de rayons X à semi-conducteurs et à semi-conducteurs (tels que le CdTe) sont des exemples de détecteurs de rayons X à conversion directe.

Système d'imagerie directe aux rayons X (DXIS) - affichage en temps réel. (Détecteurs à rayons X) source d'image: Cata56RotatingPanCC BY-SA 4.0

Détecteurs à rayons X pour la radiographie numérique

La radiographie numérique ou DR fait référence au processus de transformation directe de photons de rayons X en une image numérique à l'aide d'un ensemble de détecteurs à semi-conducteurs comme le silicium amorphe ou le sélénium en utilisant des techniques de traitement informatique. L'image résultante est alors affichée. Les détecteurs de rayons X numériques remplacent rapidement les films radiographiques et les plaques de radiographie numérique (CR). Cette technique implique une transmission numérique directe d'images radiographiques dans le système d'archivage et de communication d'images ou PACS. Les détecteurs à rayons X pour radiographie numérique sont disponibles à la fois pour les systèmes d'installation de salle de base statiques et pour la radiographie numérique mobile, ou pour les systèmes de radiographie numérique portables qui peuvent être transportés d'un endroit à un autre pour effectuer des inspections d'imagerie.

Où est placé le détecteur d'image lors d'une radiographie ?

Il est placé entre la personne à radiographier et la plate-forme ou la table de réception d'images.

Détecteur de rayons X à comptage de photons

Le détecteur de rayons X à comptage de photons est utilisé pour convertir chaque photon de rayons X détecté en termes d'unité d'énergie, c'est-à-dire le kilo électron-volt en une impulsion de tension ayant l'unité d'amplitude d'impulsion en millivolt. La variation entre chaque pixel dans le détecteur de comptage de photons est caractérisée et compensée en calibrant la réponse énergétique entre l'énergie du photon et la hauteur de l'impulsion.

Le détecteur de rayons X à comptage de photons est considéré comme une technique innovante pour les futurs systèmes de tomodensitométrie (CT) car il est capable d'éliminer plusieurs restrictions des détecteurs de tomodensitométrie traditionnels. Les détecteurs de rayons X à comptage de photons peuvent fournir des informations de tomodensitométrie à résolution énergétique à une résolution spatiale extrêmement élevée, moins toute forme d'intervention causée par le bruit électronique.

Détecteur de zone à rayons X

Le détecteur de zone de rayons X est un instrument utilisé pour calculer l'intensité, le gain, la linéarité, le bruit et la plage dynamique d'un flux de rayons X détecté avec une efficacité particulière, en termes de fonctions de temps, de position et d'énergie. Les facteurs de temps qui sont mesurés sont la fréquence d'images, le temps de décroissance et le temps mort de lecture. Les facteurs de position mesurés sont les distorsions spatiales, la fonction de transfert de modulation ou MTF et la fonction d'étalement de ligne ou LSF. Les facteurs d'énergie qui sont mesurés sont le seuil d'énergie et la résolution d'énergie.

Détecteur de ligne à rayons X | Réseau de détecteurs de rayons X

Les détecteurs de lignes à rayons X sont utilisés pour développer ou construire des sous-systèmes de capteurs de bout en bout pour plusieurs méthodes et structures de dépistage des rayons X. Les réseaux de détecteurs linéaires ou LDA hautes performances sont construits en appliquant des systèmes à double énergie et à énergie unique au sein des réseaux de détecteurs linéaires conventionnels. Les détecteurs de lignes de rayons X sont considérés comme utiles pour plusieurs applications d'observation d'instruments industriels et de tri de matériaux. Ces détecteurs peuvent servir d'alternative à la radiographie numérique moderne. De plus, ces détecteurs de ligne à rayons X sont capables de fournir une transmission de données solide et une harmonisation rapide entre les systèmes numériques et les unités de détection en permettant des vitesses de balayage élevées.

Détecteur de rayons X à dispersion d'énergie

La spectroscopie à rayons X à dispersion d'énergie ou détecteurs EDS (également connu sous le nom d'analyseur de rayons X à dispersion d'énergie EDXA ou EDAX) est un instrument qui effectue l'analyse élémentaire et la caractérisation chimique d'un matériau donné. Ce dispositif fonctionne sur la base d'interactions avec certaines sources d'excitation de rayons X et un matériau donné. L'instrument fonctionne sur le principe fondamental que chaque élément a sa propre configuration atomique unique qui fournit un tableau plutôt unique de maxima sur son spectre d'émission électromagnétique.

Détecteurs de rayons X flexibles

Détecteurs de rayons X flexibles sont notamment capables de former des images d'objets 3D. Ces détecteurs sont constitués d'une feuille transparente de polymère incrustée de nanoparticules luminescentes. Des détecteurs de rayons X flexibles sont en cours de développement pour remplacer l'utilisation de détecteurs de rayons X plats dans plusieurs applications telles que l'imagerie médicale. L'halogénure de manganèse organique est le matériau qui peut être utilisé pour développer des détecteurs de rayons X flexibles et peu coûteux.

Système de détecteur de fuite à rayons X

Dans le Système de détecteur de fuite à rayons X ou XLS, le tube à rayons X cible qui doit être examiné est placé au centre d'une table rotative dans un arc en plein cintre. La table est alors tournée en permanence sur 360° et simultanément XLS observe et analyse les débits de dose de chaque capteur et documente les intensités de rayonnement de l'arc semi-circulaire autour du tube à rayons X.

Fluorescence aux rayons X | Détecteur de fluorescence à rayons X

La fluorescence par rayons X ou XRF fait référence à un type de technique méthodique indirecte qui est utilisé pour déterminer les composants fondamentaux d'un échantillon donné. Les analyseurs XRF sont capables de définir la composition chimique d'un matériau en détectant et en calculant l'émission de rayons X fluorescents (ou secondaires) du matériau donné après son agitation par une source de rayons X primaire. Chaque élément constitutif du matériau est capable de produire son propre ensemble unique de rayons X fluorescents caractéristiques (également appelés empreintes digitales). C'est pourquoi la spectroscopie de fluorescence X est une méthode brillante pour analyser qualitativement et quantitativement la composition des matériaux.

Détecteur de rayons X à microcalorimètre

Détecteurs de rayons X à microcalorimètre sont des instruments capables de mesurer l'énergie d'un seul photon de rayon X à l'aide d'un capteur de bord de transition. Ce type de détecteur de rayons X a été développé par des scientifiques du NIST Boulder Laboratory. Les détecteurs de rayons X à microcalorimètre peuvent fournir une résolution d'image incroyable sur une plus large gamme de fréquences de rayons X. Mais ces détecteurs présentent des niveaux élevés de complexité qui se produisent en raison de la zone de détection minimale, des basses températures de fonctionnement, des systèmes électroniques supraconducteurs et du traitement complexe des données. Pour cette raison, ces détecteurs ne sont pas préférés commercialement.

Détecteur de rayons X à chambre d'ionisation

La chambre d'ionisation fait référence à l'une des variantes les plus simples de capteurs de rayonnement remplis de gaz. Ces appareils sont largement utilisés pour détecter et mesurer divers rayonnements d'ionisation tels que les rayons gamma, les rayons X et les particules bêta. Cette chambre travaille sur le phénomène de création de charges discrètes après les interactions d'un rayonnement électromagnétique incident avec un gaz. Contrairement à la plupart des appareils à rayonnement, la chambre d'ionisation n'utilise pas le mécanisme de multiplication des gaz.

Machines à rayons X et détecteurs de métaux

Détecteurs de métaux sont construits d'un système stable à trois bobines qui est utilisé pour détecter de minuscules particules non ferreuses et en acier inoxydable. Ces bobines sont spiralées parallèlement sur une structure non métallique et le centre de la bobine est relié à un émetteur radio à très haute fréquence. L'émetteur a deux bobines identiques présentes de part et d'autre à égales distances servant de récepteurs. Ces bobines acceptent le même signal et génèrent une tension de sortie égale. Ces bobines sont ensuite connectées dans des positions opposées de sorte que leurs sorties soient annulées, donnant une valeur résultante de zéro.

Les détecteurs de métaux utilisent-ils des rayons X ?

Lorsqu'un objet métallique traverse ces bobines de détection de métaux, il perturbe l'influence du champ haute fréquence dans l'une des bobines et réduit sa tension de quelques microvolts. En conséquence, l'équilibre établi précédemment est perdu et la sortie résultante des deux bobines n'est plus égale à zéro. C'est ainsi qu'un détecteur de métaux détecte la présence d'un objet métallique.

Différence entre les détecteurs de métaux et les détecteurs à rayons X

Les détecteurs de rayons X fonctionnent sur la base de la densité du matériau, de sa composition et des impuretés. Lorsqu'un faisceau de rayons X s'infiltre dans un matériau, il a tendance à céder une partie de son énergie. La présence d'une impureté dense ou d'un contaminant peut augmenter la quantité d'énergie perdue par les rayons X. Après avoir traversé l'échantillon, le rayon X atteint un capteur. Ce capteur est utilisé pour convertir le signal énergétique en une image numérique de la configuration interne du matériau échantillon.

La présence de toute forme d'impureté, de contaminant ou de substance étrangère est affichée sous forme d'image de la substance dans une nuance de gris plus foncé. Cela aide à identifier une substance étrangère ou suspecte. Contrairement aux détecteurs de métaux, les détecteurs à rayons X peuvent détecter tout type de substance et ne se limitent pas aux métaux.

Détecteur de métaux X Ray Machine | Détecteur de métaux à rayons X

Ce type d'appareil à rayons X est généralement utilisé pour l'entrée de l'aéroport, la gare et le lieu sécurisé pour les mesures de sécurité.

Caméra X Ray

Comment un objet peut-il échapper à une détection par rayons X ?

Il est possible de masquer un objet de la détection des rayons X. Cependant, cela dépend du type d'objet, de la taille de l'objet et des spécifications du dispositif de détection de rayons X. Il est possible de cacher un objet plus petit s'il est présenté de manière à être pratiquement indétectable.

L'effet Compton n'est-il valable que pour les rayons X ?

Non c'est aussi valable pour les rayons gamma pour plus cliquer ici.

Pour en savoir plus sur les capteurs IR, visitez ici

À propos de Sanchari Chakraborty

Je suis un apprenant passionné, actuellement investi dans le domaine de l'optique appliquée et de la photonique. Je suis également membre actif de SPIE (Société internationale pour l'optique et la photonique) et OSI (Optical Society of India). Mes articles visent à mettre en lumière des sujets de recherche scientifique de qualité d'une manière simple mais informative. La science évolue depuis des temps immémoriaux. Alors, j'essaie de ma part de puiser dans l'évolution et de la présenter aux lecteurs.

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