Brevet FR2831324A1 — publié le 20030425

Dispositif d'émission de rayons X perfectionné, dispositif et procédé de dégazéification d'un tel dispositif d'émission de rayons X. La présente invention concerne un dispositif d'émission de rayons X. De manière conventionnelle, un tel dispositif d'émission de rayons X comporte un tube à rayons X pourvu d'une cathode et d'une anode soumis en fonctionnement à une différence de potentielle très élevée, pouvant atteindre 150kV, et une enceinte de protection, emplie d'un liquide électriquement isolant destiné à refroidir le tube lors de son fonctionnement, telle qu'une huile électriquement isolante appropriée pour l'utilisation envisagée, dans laquelle est disposé le tube à rayons X. Le boîtier de l'enceinte est pourvu d'une fenêtre à travers laquelle les rayons X issus du tube sont délivrés en sortie du dispositif. En fonctionnement, les rayons X engendrés par le tube à rayons X se propagent dans le liquide électriquement isolant, induisent et entretiennent, au sein de ce dernier, des réactions chimiques qui produisent des gaz, tels que de l'hydrogène, du propane, du méthane,... Ce gaz se présente sous une forme dissoute dans le liquide. Toutefois, lorsque ce dernier est saturé, des bulles de gaz sont créées dans l'enceinte. Comme on le conçoit, ces dernières perturbent fortement le fonctionnement du dispositif dans la mesure où la présence de bulles de gaz altère les qualités d'isolation électrique du liquide et peut entraîner une coupure de l'émission des rayons X par apparition d'un arc électrique court-circuitant la cathode et l'anode. Elles sont en outre susceptibles d'entraîner la destruction de certains éléments constitutifs du dispositif, en particulier du tube à rayons X. Le but de l'invention est donc de palier cet inconvénient. A cet effet, conformément à l'invention, il est proposé un dispositif d'émission de rayons X comprenant un tube à rayons X et une enceinte de protection emplie d'un liquide électriquement isolant et dans laquelle est placé le tube à rayons X. Selon un aspect de ce dispositif d'émission, ce dernier comporte des moyens de dégazéification du liquide emplissant l'enceinte. On évite ainsi la formation des bulles de gaz dans le liquide, dans la mesure où celui-ci est dégazéifié avant que les bulles ne se forment. Selon un mode de réalisation particulier des moyens de dégazéification, ces derniers comportent une membrane de filtration, le fluide à dégazéifier circulant contre l'une des grandes faces de cette dernière. Selon une autre caractéristique de ce dispositif, il comporte des moyens pour faire circuler un flux de fluide dépourvu de gaz à extraire du liquide électriquement isolant, contre l'autre face de la membrane. Selon encore une autre caractéristique de ce dispositif, l'enceinte de protection étant entraînée en rotation, le flux de fluide est constitué par le flux d'air engendré au cours de la rotation de l'enceinte. Par exemple, les moyens de dégazéification sont montés sur un circuit de refroidissement du liquide électriquement isolant. Selon l'invention, il est également proposé un dispositif d'émission de rayons X, comprenant un tube à rayons X et une enceinte de protection emplie d'un liquide électriquement isolant et dans laquelle est placé le tube à rayons X Selon un aspect de ce dispositif, il comporte une chambre de dégazéification en communication avec l'enceinte de protection et pourvue intérieurement d'une membrane de filtration apte à laisser passer des molécule de gaz et délimitant dans la chambre de dégazéification un premier compartiment dans lequel circule le liquide à dégazéifier et un deuxième compartiment dans lequel circule un fluide traitement dépourvu dudit gaz. L'invention propose également un dispositif de dégazéification d'un liquide électriquement isolant emplissant une enceinte de protection d'un dispositif d'émission de rayons X pourvu d'un tube à rayons X et d'une enceinte de protection emplie d'un liquide électriquement isolant et dans laquelle est placé le tube à rayons X. Essentiellement, ce dispositif de dégazéification comporte une chambre de dégazéification destinée à être raccordée à l'enceinte de protection et pourvue intérieurement d'une membrane de filtration apte à laisser passer des molécule de gaz et délimitant dans la chambre de dégazéification un premier compartiment dans lequel est destiné à circuler le liquide à dégazéifier et un deuxième compartiment dans lequel est destiné à circuler un fluide traitement dépourvu dudit gaz. Enfin, selon l'invention, il est proposé un procédé de dégazéification d'un liquide d'un dispositif d'émission de rayons X qui comprend un tube à rayons X et une enceinte de protection emplie d'un liquide électriquement isolant et dans laquelle est placé le tube à rayons X. Selon ce procédé on prélève en continu du liquide de l'enceinte, on fait passer le liquide prélevé dans une chambre de dégazéification en communication avec l'enceinte de protection et pourvue intérieurement d'une membrane de filtration apte à laisser passer des molécule de gaz et délimitant dans la chambre de dégazéification un premier compartiment dans lequel circule le liquide à dégazéifier, et un deuxième compartiment dans lequel on fait passer un fluide traitement dépourvu dudit gaz. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un dispositif d'émission de rayons X conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation des moyens de dégazéification du liquide emplissant l'enceinte ; - la figure 3 illustre un autre mode de réalisation des moyens de dégazéification du liquide emplissant l'enceinte ; Sur la figure 1, on a représenté un dispositif d'émission de rayons X conforme à l'invention, désigné par la référence numérique générale 10. Dans l'exemple de réalisation envisagé, ce dispositif est destiné à constituer un générateur de rayons X pour un appareil de diagnostic médical par radiographie. Dans ce cas, et comme cela sera indiqué plus en détails par la suite, il est monté sur un équipage mobile dont est pourvu l'appareillage pour son déplacement autour d'une zone d'un corps d'un patient à examiner Ce dispositif 10 comporte essentiellement une enceinte de protection 12 emplie d'un liquide électriquement isolant, par exemple une huile électriquement isolante appropriée pour l'utilisation envisagée, et dans laquelle est disposé un tube à rayons X 14. Le tube à rayons X 14 comporte, comme cela est visible sur la figure 1, une cathode 16 et une anode 18 assurant conjointement l'émission de rayons X à travers une fenêtre 20 de l'enceinte de protection 12. Comme indiqué précédemment, les rayons X issus de l'anode 18 sont susceptibles d'induire des réactions chimiques dans le liquide emplissant l'enceinte 12 lesquelles produisent dans ce liquide des gaz, tels que de l'hydrogène, du propane, du méthane,... Ce gaz se présente généralement sous une forme dissoute dans le liquide. Dans le but d'éviter que la concentration du gaz dans le liquide atteigne un niveau à partir duquel des bulles de gaz apparaissent, ce qui serait susceptible de créer des arcs électriques et de perturber le fonctionnement général du dispositif, celui-ci est pourvu de moyens de dégazéification, désigné par la référence numérique générale 22. Par exemple, et comme représenté sur la figure 1, ces moyens 22 sont montés sur une conduite 24 d'un circuit de refroidissement du liquide électriquement isolant emplissant l'enceinte 12 (non représenté), lequel procède en continu à un prélèvement du liquide emplissant l'enceinte de protection et à une ré-injection de ce liquide après refroidissement. En se référant à la figure 2, ces moyens 22 de dégazéification comportent essentiellement une chambre 25 de dégazéification pourvue intérieurement d'une membrane 26 délimitant dans la chambre 25 un premier compartiment 28 dans lequel circule le liquide à dégazéifier, et un deuxième compartiment 30 dans lequel circule un fluide de traitement dépourvu de gaz à extraire du liquide électriquement isolant. Le premier compartiment 28 est pourvu d'orifices, 32 et 34, d'admission et de sortie de liquide électriquement isolant, sur lesquels vient se raccorder le conduit 24 du circuit de refroidissement, tandis que le deuxième compartiment 30 est pourvu d'orifices 36 et 38 d'admission et de sortie du fluide de traitement, raccordés à une source d'alimentation correspondante. En ce qui concerne la membrane, celle-ci est une membrane réalisée en un matériau apte à pouvoir être traversé par les molécules de gaz véhiculées par le liquide électriquement isolant. Un tel matériau peut être, par exemple, du palladium, du platine, ou une matière organique, telle que du PTFE (poly-tétrafluoro-éthylène) ou du PFA (Perfluoroalkoxy). Ainsi, en fonctionnement, les deux grandes faces mutuellement opposées de la membrane 26 sont en contact respectivement avec le liquide électriquement isolant et avec le fluide de traitement. Comme on le conçoit, sous l'effet de pression osmotique régnant de part et d'autre de la membrane 26, les molécules de gaz migrent vers le fluide de traitement, dans lequel la concentration en gaz à éliminer est nulle. On dégazéifie ainsi le liquide électriquement isolant emplissant l'enceinte de protection 12 et l'on évite, par conséquent, la formation des bulles de gaz dans cette dernière. Par exemple, le fluide de traitement utilisé pour véhiculer les molécules de gaz à extraire du liquide électriquement isolant est constitué d'azote pur ou d'air. Dans ce cas, c'est-à-dire lorsque l'on utilise de l'air pour dégazéifier le liquide électriquement isolant, en se référant à la figure 3, les moyens de dégazéification du liquide électriquement isolant peuvent être constitués par une chambre 40 pourvue d'un unique compartiment. Cette chambre est pourvue d'orifices, 42 et 44, d'admission et de sortie de liquide à dégazéifier. Elle est obturée par une membrane 46, identique à la membrane 26 décrite précédemment en référence à la figure 2, et en contact avec un flux d'air, schématisé par la flèche F. Comme indiqué précédemment, le dispositif est monté sur un support de l'équipage mobile de l'appareillage de radiologie auquel il appartient, qui est entraîné en rotation autour d'un axe sensiblement centré sur un corps à examiner. La membrane peut dès lors être positionnée de manière à entrer en contact avec le flux d'air engendré par la mise en rotation du support et donc du dispositif. On simplifie alors l'agencement du dispositif dans la mesure où il n'est plus nécessaire de prévoir un circuit d'alimentation spécifique pour la dégazéification du liquide. On notera enfin que la quantité d'hydrogène créé dans le liquide par une exposition à des rayons X est d'environ 10 cm3 par jour de fonctionnement du dispositif, pour un dispositif comportant un tube à rayons X de forte puissance. Une membrane en PTFE peut être traversée par un flux de moles d'hydrogène de 10-8. mole. s' cm''. À température ambiante, l'air ambiant contient moins de 1 % d'hydrogène. Dès lors, une membrane ayant une surface de 1 à 10 cm2 est suffisante pour supprimer tout hydrogène dans le liquide électriquement isolant. Enfin, en ce qui concerne le débit d'hydrogène à travers une membrane en PTFE, on notera que le flux de moles d'hydrogène est doublé à une température de 50 C. Dès lors, lorsque les moyens de dégazéification sont montés sur un circuit de refroidissement du liquide, de préférence, on positionne la chambre 25 en amont des moyens de refroidissement proprement dit de manière à augmenter le transfert de moles d'hydrogène à travers la membrane. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'émission de rayons X, comprenant un tube à rayons X (14) et une enceinte de protection (12) emplie d'un liquide électriquement isolant et dans laquelle est placé le tube à rayons X, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (22) de dégazéification du liquide emplissant l'enceinte. 2. Dispositif d'émission de rayons X selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (22) de dégazéification comportent une membrane de filtration (26 ; 46), le fluide à dégazéifier circulant contre l'une des grandes faces de cette dernière. 3. Dispositif d'émission de rayons X selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (30,36, 38) pour faire circuler un flux de fluide dépourvu de gaz à extraire du liquide électriquement isolant, contre l'autre face de la membrane (26). 4. Dispositif d'émission de rayons X selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'enceinte de protection étant entraînée en rotation, le flux de fluide est constitué par le flux d'air engendré au cours de la rotation de l'enceinte. 5. Dispositif d'émission de rayons X selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de dégazéification sont montés sur un circuit (24) de refroidissement du liquide électriquement isolant. 6. Dispositif d'émission de rayons X, comprenant un tube à rayons X (14) et une enceinte de protection (12) emplie d'un liquide électriquement isolant et dans laquelle est placé le tube à rayons X, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre de dégazéification en communication avec l'enceinte de protection et pourvue intérieurement d'une membrane de filtration (26 ; 46) apte à laisser passer des molécule de gaz et délimitant dans la chambre de dégazéification un premier compartiment dans lequel circule le liquide à dégazéifier et un deuxième compartiment dans lequel circule un fluide traitement dépourvu dudit gaz. 7. Dispositif de dégazéification d'un liquide électriquement isolant emplissant une enceinte de protection d'un dispositif d'émission de rayons X pourvu d'un tube à rayons X (14) et d'une enceinte de protection (12) emplie d'un liquide électriquement isolant et dans laquelle est placé le tube à rayons X, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre de dégazéification destinée à être raccordée à l'enceinte de protection et pourvue intérieurement d'une membrane de filtration (26 ; 46) apte à laisser passer des molécule de gaz et délimitant dans la chambre de dégazéification un premier compartiment dans lequel est destiné à circuler le liquide à dégazéifier et un deuxième compartiment dans lequel est destiné à circuler un fluide traitement dépourvu dudit gaz. 8. Procédé de dégazéification d'un liquide d'un dispositif d'émission de rayons X comprenant un tube à rayons X (14) et une enceinte de protection (12) emplie d'un liquide électriquement isolant et dans laquelle est placé le tube à rayons X, caractérisé en ce que l'on prélève en continu du liquide de l'enceinte, on fait passer le liquide prélevé dans une chambre de dégazéification en communication avec l'enceinte de protection et pourvue intérieurement d'une membrane de filtration (26 ; 46) apte à laisser passer des molécule de gaz et délimitant dans la chambre de dégazéification un premier compartiment dans lequel circule le liquide à dégazéifier, et un deuxième compartiment dans lequel on fait passer un fluide traitement dépourvu dudit gaz.