Brevet FR2490480A1 — publié le 19820326

"Dispositif de radioscopie opérant à l'aide d'un rayonnement dispersé." La présente invention concerne un dispositif servant à déterminer la structure interne d'un corps, comportant au moins une source de rayonnement pour l'émission d'un faisceau de rayons primaire traversant le corps qui présente au moins dans une région une section pratiquement ponctuelle, et au moins un dispositif détecteur-collimateur pour la détection sélective du rayonnement partant de la région de la section ponctuelle qui est dispersé dans un angle solide et qui est dirigé dans un sens s'écartant de celui du rayonnement pri- maire. Un tel dispositif est décrit dans la demande de brevet allemand publiée OS 2 4 61 877. Un collimateur forme alors un mince faisceau primaire traversant le corps tandis qu'un détecteur placé derrière le collimateur mesure l'intensité de l'ensemble du rayonnement dispersé traversant le collima- teur pour établir une valeur distincte associée à un point correspondant du corps et concernant la densité de ce corps en ce point. Le détecteur fournit donc chaque fois un signal de sortie de détecteur pour un point envisagé du corps. Pour représenter une région plus importante du corps, on considère plusieurs points du corps disposés les uns à côté des autres et, pour ces points, des valeurs de densités correspondantes établies au moyen du rayonnement dispersé qui est chaque fois mesuré. A cet effet, le dispositif détecteur- collimateur de même que le faisceau primaire sont déplacés par rapport au corps. On n'examine donc toujours que des points du corps qui sont traversés par le faisceau primaire. Le dis- positif ne convient par conséquent pas pour déterminer la structure interne de régions du corps qui ne sont pas traver- sées par le faisceau primaire. L'invention a pour but de procurer un dispositif d'exa- men radioscopique qui, à l'aide d'un rayonnement dispersé, permette également d'établir la structure interne de régions du corps se trouvant en.dehors du trajet des rayons du-fais- ceau primaire. On atteint ce but, conformément à l'invention, par le fait que le dispositif détecteur est conçu pour mesurer sé- parément un rayonnement dispersé s'étendant dans des direc- tions différentes à l'intérieur de l'angle solide. Le dispositif détecteur présente à cet effet un pouvoir de résolution locale suffisamment élevé de sorte qu'à par- 1O tir d'une région ponctuelle, qui peut être considérée ici comme source de rayonnement virtuelle, la région du corps se trouvant entre cette région et le dispositif collimateur peut être mesurée et qu'une silhouette de cette région du corps peut être formée. La région ponctuelle peut alors être amenée par déplacement de la source de rayonnement et du dispositif collimateur-détecteur près d'une partie du corps à examiner, de sorte qu'il suffit chaque fois de soumettre une partie proportionnellement petite du corps à l'action des rayons. Ceci est intéressant parce qu'il est ainsi possible de n'a- mener que des parties du corps réellement importantes pour l'examen dans le trajet du rayonnement dispersé et que l'ima- ge de radioscopie n'est pas perturbée par des parties voisi- nes du corps. L'invention convient aussi pour l'examen de matériaux, par exemple pour déceler des défauts comme des occlusions d'air dans par exemple des pièces en aluminium coulé. A cet effet, la région ponctuelle (ou la source de rayonnement virtuelle) est amenée par exemple au voisinage d'une région à soumettre à de fortes charges mécaniques, cette région étant alors traversée par le rayonnement dispersé partant de la région ponctuelle. Sur l'image de radioscopie, on peut alors voir assez facilement si à cet endroit des occlusions d'air limitant l'intensité sont présentes ou non. Des formes d'exécution de l'invention sont illustrées au dessin annexé dans lequel - la figure 1 illustre un dispositif de radioscopie opérant à l'aide d'un rayonnement dispersé produit par un mince faisceau de rayons X primaire; - la figure 2 illustre un dispositif de radioscopie opérant au moyen d'un rayonnement dispersé produit par un faisceau de rayons gamma focalisé, et - la figure 3 illustre un dispositif de radioscopie opé- rant au moyen d'un rayonnement dispersé produit par une source de rayons gamma combinée avec un dispositif détecteur. Le dispositif représenté à la figure 1 comporte une source 1 de rayons X dont les rayons X 2 sont diaphragmés au moyen d'un diaphragme 3 en un faisceau de rayons X primaire 4 de section mince qui traverse un corps 6 posé sur une table 5, par exemple un ouvrage à examiner. Pour la représentation des structures 7 du corps à examiner ou pour un examen visant à déterminer si des structures particulières sont effective- ment présentes dans une région déterminée du corps, par exem- ple des occlusions d'air dans un ouvrage coulé, le corps 6 et la source 1 de rayons X sont déplacés l'un par rapport à l'autre d'une-manière telle que leur faisceau primaire 4 s'étende au voisinage des structures 7 du corps à examiner. A coté du faisceau primaire 4 se trouve un dispositif détecteurcollimateur 8, 9 qui détecte le rayonnement à l'extérieur du faisceau primaire, partant d'une région ponc- tuelle 10 du corps située dans le trajet du faisceau primai- re 4 et dispersé dans une région d'angle solide 11. Le dispo- sitif détecteur a à cet-effet un pouvoir de résolution local élevé de telle façon que les rayons parasites qui s'étendent dans diverses directions ou suivant divers trajets de rayon- nement parasite dans la région 11 de l'angle solide puissent être mesurés séparément. Le dispositif détecteur-collimateur 8, 9 est en outre monté déplaçable par rapport au faisceau primaire 4 de sorte que des régions du corps chaque fois différentes peuvent être examinées. Le dispositif détecteur-collimateur 8, 9 permet donc d'obtenir des silhouettes des structures 7 du corps à exami- ner sans que des régions plus étendues du corps doivent être traversées par les rayons. La région ponctuelle 10 du corps diaphragmée au moyen du dispositif collimateur 9 peut alors être considérée comme "source de rayonnement virtuelle". Pour diaphragmer cette région, le dispositif collimateur 9 comporte par exemple des lamelles de plomb 9a, disposées dans des plans, ces plans se recoupant suivant une ligne qui passe par la région ponctuelle 10 du corps, transversalement, par exemple perpendiculairement à la direction du rayonnement primaire. Le dispositif collimateur peut cependant aussi être formé d'une trame à rayonnement dispersé bidimensionnelle qui est focalisée sur la région ponctuelle et qui sert à mieux supprimer la dispersion multiple. Le dispositif détecteur 8 est constitué par exemple d'un convertisseur d'image opto-électronique comportant un amplificateur d'image de rayons X qui est connecté à une uni- té électronique 12 pour la préparation des signaux de sortie du détecteur et à un moniteur 13 pour la représentation des images radioscopiques. Le dispositif détecteur 8 peut alors être formé d'une manière telle qu'il entoure complètement ou partiellement le faisceau primaire 4. Les différences d'in- tensité du rayonnement parasite qui résultent de l'influence angulaire sur la dispersion peuvent naturellement être corri- gées au moyen de l'unité électronique 12 par un traitement correspondant des signaux de sortie de détecteurs. Les silhouettes peuvent ainsi également être enregistrées sur un film ou au moyen d'un autre détecteur adéquat présen- tant un pouvoir de résolution local par exemple au moyen d'un champ détecteur (matrice détectrice) formé de scintilla- teurs ou de détecteurs à semi-conducteurs. - Le dispositif représenté sur la figure 2 comporte, à titre de source de rayonnement, une source de rayons gamma plate 14 qui est installée dans un étui 15 de protection contre le rayonnement. Devant la source de rayons gamma 14, qui est par exemple constituée de 137Cs (662 keV) se trouve un collimateur 16 qui ne laisse passer que les rayons gamma 17 provenant du plan et pointés sur la région ponctuelle 10' du corps, c'est- à-dire que le collimateur 16 focalise les rayons gamma sur la région ponctuelle 10' du corps. Pour obtenir des silhouettes des structures 7' du corps à examiner, il est prévu un dispositif détecteur 8' à pouvoir de résolu- tion local qui, de même que la source de rayon gamma 14, est monté déplaçable par rapport au corps 6 pour modifier la position de la région ponctuelle 10'. Il va de soi que la 1O position du corps 6 peut aussi être modifiée par des déplace- ments correspondants de la table 5 par rapport à l'ensemble source de rayonnement-dispositif détecteur. Les plans dans lesquels sont disposées les lamelles de collimateur 9'a se re- coupent également ici suivant une ligne qui passe par la région ponctuelle 10' et est transversale à la direction du rayonnement primaire par exemple perpendiculaire à l'axe de symétrie du faisceau de rayons primaire. Naturellement, le dispositif collimateur 9' peut également dans ce cas-ci avoir la forme d'une trame à rayonnement dispersé bidimen- sionnelle qui est focalisée sur la région ponctuelle. Un ensemble source de rayonnement-dispositif détecteur 14', 8" est représenté sur la figure 3 et permet de mesurer le rayon- nement dispersé 19 (rétrodispersion) sous de très grands angles par rapport à la direction 18 du rayonnement primaire. La source de rayonnement 14' est faite d'une matière radioactive en forme de disque par exemple du 137Cs (662 keV) tandis qu'au centre du disque annulaire se trouve le dispo- sitif détecteur à pouvoir de résolution local 8". Un dispo- sitif collimateur 9" est prévu en dessous de la totalité de l'ensemble source de rayonnement-dispositif détecteur et ses lamelles 9"a sont coniques et sont imbriquées les unes dans les autres de manière à ne laisser passer que le rayonnement gamma qui traverse (18) une région ponctuelle 10" venant se placer dans le corps 6 ou qui sort (19) de cette région 10". Le dispositif collimateur 9" est donc focalisé sur la région ". Sur la base d'une géométrie particulière du rayonnement (un très grand angle entre les directions du rayonnement pri- maire et du rayonnement dispersé) ce dispositif détecte le rayonnement dispersé dans une partie relativement grande de la région de focalisation du rayonnement primaire, ce qui donne une forte intensité de la source de rayonnement vir- tuelle. Il en est de même aussi pour le dispositif représen- té sur la figure 2 lorsque l'angle entre le faisceau de ra- yons gamma 17 et le dispositif détecteur 8' est très grand ou très petit. Le pouvoir de résolution du dispositif n'en est pas altéré parce que l'extension de la région de foca- lisation perpendiculairement à la direction du rayonnement est comparativement faible. La région 10" peut en outre être considérée comme une source de rayonnement isotrope parce que, pour des angles de dispersion aussi grands, il n'existe pratiquement plus de dépendance angulaire du rayonnement dispersé. On peut visualiser les structures 7" du corps à examiner au moyen du rayonnement parasite (19) partant de la région 10" et on peut les détecter au moyen du disposi- tif détecteur 8". Le dispositif détecteur 8" est alors suf- fisamment protégé contre le rayonnement qui provient direc- tement de la source de rayonnement 14I. REVENDICATIONS 1.- Dispositif pour déterminer la structure interne d'un corps, comportant au moins une source de rayonnement pour l'émission d'un faisceau de rayons primaire traversant le corps qui présente au moins dans une région, une section pratiquement ponctuelle (10), et au moins un dispositif dé- tecteur-collimateur pour la détection sélective du rayonne- ment partant de la région de section ponctuelle qui est dis- persé dans un angle solide et qui est dirigé dans un sens s'écartant de celui du rayonnement primaire, caractérisé en ce que le dispositif détecteur (8, 8', 8") est conçu pour mesurer séparément un rayonnement dispersé s'étendant dans différentes directions à l'intérieur de l'angle solide. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la source de rayonnement est une source (1) de rayons X comportant un dispositif collimateur (9) diaphrag- mant le rayonnement jusqu'à un mince faisceau de rayons (4), un point de focalisation du dispositif collimateur se trou- vant sur le trajet du faisceau de rayons primaire. 3.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la source de rayonnement est une source de rayon- nement radio-active plate (14) dont le rayonnement partant du plan est focalisé de manière ponctuelle au moyen d'un collimateur (16). 4.- Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la source de rayonnement radio-active plate -(14') présente une ouverture centrale destinée à recevoir le dispositif détecteur (8").