Brevet FR2389228A1 — publié le 19781124

L'invention concerne un tube de Röntgen avec une enveloppe comportant une fenêtre de sortie et contenant une cathode et une anode pour engendrer un faisceau de rayonsX. Les tubes de Röntgen connus du type précise ci-dessus sont affectés par un rayonnement de dispersion qui est surtout gênant lors de l'analyse par voie de fluorescence, en raison de ce que ledit rayonnement et un faisceau de rayonnement analyseur pénètrent dans le champ de mesure à travers la fenêtre de sortie du tube, le rayonnement de dispersion limitant ainsi la précision de l'analyse. Un rayonnement de dispersior gênant est engendré entre autres par des électrons qui frappent un matériau autre que le matériau de la plaque d'impact de l'anodes et qui l'ibèrent audit endroit des quanta de rayonnement, par des électrons qui, après etre réfléchis, sont captes ailleurs tout er engendrant der quanta de rayonnement, par des quanta de rayonnement qui frappent la paroi du tube et qui à l'endroit frappe engendrent des quanta de rayonnement secondaire, etc. L'invention a pour but de réduire l'existence de rayons nement de dispersion dans le faisceau de mesure. A cet effet, un tube de Röntgen du genre mentionné dans le préambule est remar quable en ce que au moins certaines parties du tube qui so@t@isi- bles depuis l'anode et qui sont situées près de la fenêtre d'entree, sont formées par un matériau de blindage électriquement conducteur dont au moins un constituant principal est formé par un élénent n nombre atomique relativement bas-. Du fait que dans un tube de Röntgen conforme à l'in- vention, certaines parties de ce tube sont couvertes d'un matériau ou formées par un matériau qui principalement est formé par des éléments légers, la longueur d'onde des quanta de rayonnement de Rörtgen engendré dans ledit matériau se situe dans une plage po@@ laquelle le caractère absorbant de la fenêtre de sortie est grand. Suivant un mode de réalisation préféré d'un tube de Röntgen conforme à l'invention, le matériau de blindage est formé par une couche de revêtement en aluminium. Suivant un autre node de réalisation préféré d'un tube de Röntgen conforme à l'invention, certaine parties, sont formées par un matérian électriquement conducteur qui principale ment comporte un élément à bas nombre atomique. La description suivante, en regard du dessin annexé, Je tout donné à titre d'exemple, fera bien comprendre conet l'invention peut être róclisée. La figlrre unique du dessin est une coupe longitudi- nale schématique d'un tube de Röntgen préféré conforme à l'invention. Un tube de P.8ntgen convenant en particulier pour la spectronétrie par rayons X et représenté sur ladite figure comporte une enveloppe 1 avec une fiche de connexion 2 qui permet les diverses alimentations nécessaires une ouverture d'admission 3 et lino ouverture d'évacuation 4 pour l'écoulement d'un liquide refroidisseur, ainsi qu'une ouverture de fenêtre 5 permettant la sortie du rayonnement.L'ouverture de fenêtre est obturée par une fenêtre qui de préférence est en béryllium et dont l'épaisseur est par exemple égale à 0,15 mm, ou par une fenêtre dont l'épaisseur n'est pas la même partout et qui est decrite dans la demande de brevet que la Demanderesse introduit simultanément avec la présente demande et qui est déposée le 25 Avril 1977 sous le n 77 04473. L'enveloppe contient une cathode 7 munie de lignes d'admission 6, ainsi qu'une électrode de blindage 9. En face de la cathode se trouve une anode 10, à plaque d'impact 11. Dans le pressent cas, l'anode forme le fond d'une douille anodique cylindrique 12 qui comporte une partie cylindrique 13, orientée vers la cathode. Une paroi 14 forme ici une separation entre un espace cathode-anode 15 et un espace 16, rempli d'huile. Un tel espace rempli d'huile est devenu superflu dans d'autres tubes de Röntgen conntls, par exemple ceux décrits dans la demande de brevet français publiée sous le n 2 293 054 , grace au perfectionnement de l'isolation de l'ensemble. Or, erre qui concerne le mode de réalisation préféré en voie de description et conforme à l'invention, une partie de la surface interne 17 anode de la douille anodique 12 est revêtue d'une couche en matériau électriquement conducteur constitué ou forme par des éléments à nombre atomique relativement bas, par exemple un nombre atomique inférieur à 20, ce qui est le cas des elements aluminium et carbone. A partir de l'anode il suffit qu'au-delà de la fenêtre de sortie, la couche couvrant la surface interne des cylindres 12 et 13 continue sur une distance minimale égale à quelques diamètres de fenêtre ou égale- à quelques diamètres de cylindre.En effet, le rayonnement qui provient des parties s5.- tuées plus près de la cathode n1 est quand mgme pas capable d'atteindre la fenetre. Suivant un mode de réalisation préféré, au moins la partie do douille anodique située près de la fenêtre et de l'anode est en aluminium. A cette douille en aluminium se raccorde à son tour le corps anode. Ce corps d'anode est également réalisable en aluminium ou estrevêtu d'aluminium.Le fait d'utiliser une douille anodique entièrement en aluminium ou en un autre élément léger, offre de grands avantages du point de vue cons trlctif. Ce qui constitue un avantage supplémentaire est que l'aluminium, utilisé comme matériau de blindage, convient pour utilisé en combinaison avec tous les matériaux utilises couramment pour former la plaque d'impact de l'anode. Du fait que les quanta de rayonnement engendres dans l'aluminium sont relativement doux, le blindage du tube contre le. rayonnement de fuite peut avoir bien de façon plus simple, de sorte que la sécurité de fonctionnement du tube de Röntgen augmente.Dans le cas où l'on utilise du rhodium pour former la plaque d'impact de l'anode, l'emploi de ce meAme matériau en guise de matériau de blindage constitue un inconvénient, en raison de ce que l'usinage du rhodium est coûteux et difficile. Du fait que lors de l'emploi d'un tube de Röntgen conforme à l'invention, il existe moins de rayonnement de dispersion dans le faisceau de mesure, on peut respecter une plus grande précision au cours d'une analyse à effectuer à l'aide du faisceau de mesure. Dans ce cas, il est favorable que dans au moins une direction, la dimension du spot d'impact des électrons sur l'anode soit relativement peutite.De ce fait, on augmente d'avantage l'homogénéité d'orientation -des rayons formant le faisceau de mesure, de sorte que la precision de la mesure augmente. Pour obtenir un spot d'impact à dimensions relativement faibles dans un tube de Röntgen co@forme é l'invention, on peut utiliser avantageusement une catbode chauffée indirectement, comme décrit par exemple dans le brevet américain n 3,497,757 A l'aide d'une telle cathode, durant un long intervalle de temps, on peut disposer d'un faisceau électronique à desnité de coirant relativement forte. Pour prolonger la durée de vie dans un tel trbe de Röntgen, et cela également en cas d'emploi d'un spot d'électrons peu étendu et a forte densité de courants il est intéressant d'u- tiliser une anode connue dont la plaque d'impact comporte des évidements formés par exemple par des pyramides équivalentes et destinés à favoriser le refroidissement déctite dans le brevet français n 2.204.883. Pour obtenir, à l'gard du faisceau, une géométrie optimale, il est souhaitable que durant une a@alyse, le spot d'impact ne se déplace pas sur l'anode Un déplacement du spot d'impact résulte par exemple de phénomènes d'établissement de charge électrique que l'on combat efficacement par l'emplo@ de la douille anodique électriquement conductrice (12-13) et de la douille cathodique 9, égal@ment électriqument conductrice. Un déplacement tel que précisé ci-dessus peut résulter également de champs magnétiques extérieurs, et en pa@ticulier ceux qui sont actifs dans le voisinage de la cathode, c'est-à-dire a l'endroit ou la vitesse des électrons est relativement faible.A côté du champ magnétique terrestre, d'autres champs magne tiques perturbateurs sont par exemple ceux qui proviennent de moteurs entraînés électriquement, de composants inductifs, de bobines de déviation de tubes de télévi- sion dont est équipé l'appareillage de mesure, et de substances magne tiques. En utilisant en particulier de l'aluminium comme matériau de construction dans un tube de Röntgen conforme à 3'inven- tion, ce dernier pourrait devenir plus sensible à l'influence desdits champs magnétiques perturbateurs. D'un autre côté, la précision avec laquelle a lieu la mesure peut Nitre augmentée sensihlement par l'emploi d'un tube de Röntgen conforme à l'invention. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, pour empê- cher les inconvénients éventuels des champs magnétiques perturba teurs sur l@ géométrie du faisceau, on a ajouté du matériau ferromagnétique a la partie 13 de la douille d'anode, orientée vers la cathode, Dans ce cas, on peut utiliser aussi bien une couche supplémentaire en matériau ferromagnétique qu'un me lange formé par un matériau électriquement conducteur et un matériau ferro-magné- tique. Aussi bien une partie de la douille anodique qu'une partie de la douille cathodique peuvent être réalisées en matériau ferromagnétique.Dans ce cas, une particularité favorable est que le matoriau ferromagnétique soit incorporé a une douille qui e- toure d'assez près le faisceau, ce qui augmente l'efficacité du matériau ferromagnétique. Potr empêcher l'existence d'un rayonnement de fuite pourrait ttre engendré sous forme de rayons relativement durs dans le matériau ferromagnétiques il est favorable d'utiliser de l'aluminium pour former les parties de douille anodique et de douille athodique qui sont visibles de l'extérieur. Pour empêcher dans le douille anodique la formation de rayons ralativement durs émis par le matériau ferromagnétique, il est favorable de réaliser en aluminium ou en carbone les parties du cylindre d anode auxquelles les électrons de dispersion, ont faciliement accés, ou de revêtir d'aluminium ou de carbone les parties en question.On obtient un ensemble favorable par l'emploi d'un matériau ferromagnétique blindé de toutes parts0 Lorsque, pour le blindage magnétique, on utilise la douille cathodique, le revêtement en question peut être omis du fait que les électrons ont difficilement accès à ladite douille. L'épaisseur du matériau à rôle de blindage contre l'exis tence de rayonnement de dispersion dans le faisceau de mesure doit être suffisante pour absorber au moins quasi entièrement le rayonnement engendré dans le matériau de support situé sous le matériau de blindage.Surtout en ce qui concerne le bloc d'anode, il est intéressant par exemple environ 99% du nombre d'électrons incidents soient absorbés dans l'aluminium, et qu'également environ 99 % des quanta de rayonnement, engendres dans le matériau de support par le restant des électrons, soient absorbes. Lors de l'emploi d'un revêtement dtaluminium par exemple sur un support en cuivre ou en laiton, on a constaté que les exigences en question sont respectées convenablement avec une couche en aluminium dont l'épaisseur est égale a 0,5 mm. Si l'on utilise du carbone ce dernier doit entre utilisé en une plus forte épaisseur, étant donné la plus faible absorption que le carbone présente aussi bien à l'égard d'élec- trons qu'à l'égard des quanta de rayonnement. Du fait que ses rayons sont relativement doux, le rayonnement caractéristique engendré dans le matériau de blindage est capte par la fenêtre en béryllium dans une mesure aussi grande que l'on n'en éprouve aucune influence perturbante dans 10 fais cean de mesure. REVENICATIONS : 1. Tube de Röntgen avec une enveloppe comportant une fenêtre de sortie et contenant une cathode et une anode pour engendre un faisceau de rayons X, caractérisé en ce qu' au moins certains Tarties du tube qui sont visibles depuis l'anode et qui sont situées près de la fenêtre d'entrée, sont formées par un matériau de blindage électriquement conducteur dont au moins un constituant principal est formé par un élément à nombre atomique relativement bas. 2. Tube de Röntgen selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anode forme le fond d'une douille dont une face ouverte s'étend vers la cathode et qui, près de l'anode, est munie d'une ouverture de fenêtre, les parties de ladite douille, limitrophes de-l'anode et de la fenêtre de sortie, tant réalisées en ma tériau de blindage. 3. Tube de Röntgen selon la revendication 2, caracté- risé en ce que le matériau de blindage constitue une couche de revêtement sur les parties situées près de l'anode et de la fenêtre de sortie. 4. Tube de Röntgen selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins la partie de douille anodique orientée vers l'anode et une partie de douille anodique comportant l'ouverture de fenêtre sont en matériau de blindage. 5. Tube de Rontgen selon l'une quelconque des revendications I, 2, 3 et 4, caractérisé en ce que le matériau de blindage est principalement de 11 aluminium. 6. Tube de Röntgen selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 et 4, caracterisé en ce que le matéiau de blinda- ge est principalement du carbone. 7. Tube Röntgen selon l'une quelconque des revendications 2, 3, 4, 5 et 6, caractérisé en ce qu'au moins une partie de douille anodique orientée vers la cathode comporte du matériau fer @omagnétique. 8. Tube de Röntgen selon l'une quelconque des revendications precedentes, caractérisé en ce qu'au moins une partie de la douille blindant la cathode, comporte du matériau ferromagnéti- que. 9. Tube de Röntgen selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cathode est munie d'un élément post-émetteur, chauffé indirectement. 10. Tube Röntgen selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque d'impact de l'anode est principalement en @hodium.