Brevet FR3065813A1 — publié le 20181102

DÃ©tecteur pour radiographie Ã haute Ã©nergie et ensemble d'imagerie associÃ© La prÃ©sente invention concerne un dÃ©tecteur pour radiographie Ã haute Ã©nergie. Il est connu de l'Ã©tat de la technique des dÃ©tecteurs matriciels Ã conversion indirecte. Il est courant de les utiliser avec une source de rayons X. Le capteur transforme, par exemple, les rayons X incidents en lumiÃ¨re qui est Ã son tour transformÃ©e en signal Ã©lectrique. La mesure de l'intensitÃ© du signal Ã©lectrique permet d'obtenir l'intensitÃ© des rayons X incidents. Cependant, ces dÃ©tecteurs ne sont pas optimisÃ©s pour des sources Ã haute Ã©nergie. En particulier, un modÃ¨le courant de dÃ©tecteur comprend notamment un Ã©cran mÃ©tallique en cuivre ayant notamment pour fonction de filtrer le signal incident. Lorsque l'Ã©cran mÃ©tallique est traversÃ© par des photons, une premiÃ¨re partie de ces photons interagit avec le cuivre par effet photoÃ©lectrique et une deuxiÃ¨me partie interagit par diffusion Compton. La diffusion Compton correspond au phÃ©nomÃ¨ne observÃ© lorsqu'un photon incident entre en collision avec un Ã©lectron libre d'un atome et qu'un Ã©lectron est Ã©jectÃ© de l'atome, tandis que le photon est diffusÃ©. Le photon diffusÃ© n'a pas la mÃªme direction que le photon incident et est de moindre Ã©nergie. Ainsi, le phÃ©nomÃ¨ne de la diffusion Compton entraÃ®ne une dÃ©gradation de la rÃ©solution spatiale et un gain faible en sortie de l'Ã©cran mÃ©tallique. Au contraire, lorsqu'un photon interagit par effet photoÃ©lectrique, le photon est absorbÃ© par l'atome et toute son Ã©nergie se transmet Ã un Ã©lectron des couches profondes, qui se retrouve Ã©jectÃ© par l'atome. AprÃ¨s l'absorption du photon, le photoÃ©lectron Ã©mis a une Ã©nergie Ee= Eph - Eb oÃ¹ Eb est l'Ã©nergie de liaison du photoÃ©lectron et Eph est l'Ã©nergie du photon incident. A des Ã©nergies et des numÃ©ros atomiques oÃ¹ ce processus est important, l'Ã©lectron Ã©mis est absorbÃ© sur une distance trÃ¨s courte, de l'ordre de quelques centaines de micromÃ¨tres (lm) de telle maniÃ¨re que si un photoÃ©lectron sort de l'Ã©cran mÃ©tallique pour Ãªtre ensuite absorbÃ© par la couche du scintillateur, la perte en rÃ©solution spatiale est nÃ©gligeable en comparaison Ã la diffusion Compton. Une pluralitÃ© de facteurs intervient sur le fait que les photons vont en moyenne plus ou moins interagir par effet photoÃ©lectrique ou par diffusion Compton. Cependant, les dÃ©tecteurs connus engendrent une probabilitÃ© importante pour chaque photon d'interagir par diffusion Compton et ont une mauvaise rÃ©solution spatiale lorsque le rayon incident est Ã haute Ã©nergie. Un but de l'invention est donc d'amÃ©liorer le gain d'un dÃ©tecteur dans la cadre de la radiographie Ã haute Ã©nergie en maintenant une bonne rÃ©solution spatiale. 3065813 2 A cet effet, l'invention a pour objet un dÃ©tecteur pour radiographie Ã haute Ã©nergie, comprenant dans cet ordre: - un Ã©cran mÃ©tallique agencÃ© pour recevoir un rayonnement incident, au moins une partie du rayonnement incident Ã©tant transmis Ã travers l'Ã©cran mÃ©tallique et formant 5 un rayonnement transmis, - un composant scintillateur agencÃ© pour convertir le rayonnement transmis par l'Ã©cran mÃ©tallique en lumiÃ¨re, et - une couche de dÃ©tection agencÃ©e pour dÃ©tecter l'intensitÃ© de la lumiÃ¨re Ã©mise par le composant scintillateur, 10 dans lequel l'Ã©cran est rÃ©alisÃ© en un mÃ©tal ayant un numÃ©ro atomique strictement supÃ©rieur Ã 70 ou en un alliage comprenant au moins 50% en teneur massique d'un ou plusieurs mÃ©taux ayant un numÃ©ro atomique strictement supÃ©rieur Ã 70 et en ce que l'Ã©cran a une Ã©paisseur comprise entre 20 lm et 900 Selon des modes particuliers de l'invention, le dÃ©tecteur prÃ©sente l'une ou 15 plusieurs caractÃ©ristiques suivantes, prise(s) isolÃ©ment ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) : - le dÃ©tecteur est plan, - l'Ã©cran a une Ã©paisseur comprise entre 100 lm et 275 - l'Ã©cran mÃ©tallique est rÃ©alisÃ© en uranium, prÃ©fÃ©rentiellement appauvri, et l'Ã©cran a 20 une Ã©paisseur comprise entre 125 lm et 175 - l'Ã©cran mÃ©tallique est rÃ©alisÃ© en thorium et l'Ã©cran a une Ã©paisseur comprise entre 225 lm et 275 - l'Ã©cran mÃ©tallique est rÃ©alisÃ© en bismuth et l'Ã©cran a une Ã©paisseur comprise entre 225 lm et 275 25 - l'Ã©cran mÃ©tallique est en contact avec le composant scintillateur, - le dÃ©tecteur comprend une couche support, la couche support Ã©tant comprise entre l'Ã©cran mÃ©tallique et le composant scintillateur, - le dÃ©tecteur comprend une couche support, la couche support prÃ©sentant une Ã©paisseur comprise entre 1 lm et 300 30 - le composant scintillateur est rÃ©alisÃ© en oxysulfure de gadolinium, et - le composant scintillateur a une Ã©paisseur comprise entre 100 i..tm et 300 L'invention a en outre pour objet un ensemble d'imagerie radiographique comprenant une source de rayonnement ionisant ayant une Ã©nergie comprise entre 100 keV (kilo-Ã©lectron-volt) et 50 MeV (mÃ©ga-Ã©lectron-volt) et un comme dÃ©crit plus haut. 35 Selon des modes particuliers de l'invention, l'ensemble d'imagerie radiographique prÃ©sente la caractÃ©ristique suivante : 3065813 3 - la source est une source gamma d'Iridium 192, ayant une Ã©nergie moyenne comprise entre 370 keV et 390 keV, de sÃ©lÃ©nium 75 ou de cobalt 60. L'invention sera mieux comprise Ã la lecture de la description qui va suivre donnÃ©e uniquement Ã titre d'exemple, et faite en se rÃ©fÃ©rant aux dessins annexÃ©s, sur lesquels : 5 la figure 1 est une vue schÃ©matique en coupe d'un premier mode de rÃ©alisation d'un dÃ©tecteur selon l'invention, la figure 2 est une vue schÃ©matique en coupe d'un deuxiÃ¨me mode de rÃ©alisation d'un dÃ©tecteur selon l'invention, la figure 3 est un diagramme reprÃ©sentant un rapport de coefficients 10 d'attÃ©nuation en fonction du matÃ©riau, la figure 4 est une courbe reprÃ©sentant le gain obtenu par des exemples d'Ã©cran mÃ©tallique en diffÃ©rents matÃ©riaux et pour une Ã©paisseur comprise entre 0 et 200 i..tm, la figure 5 est un diagramme reprÃ©sentant le gain obtenu par des exemples 15 d'Ã©cran mÃ©tallique de la figure 4 pour une Ã©paisseur Ã©gale Ã 400 i..tm, la figure 6 est un diagramme reprÃ©sentant le gain obtenu pour les exemples d'Ã©cran mÃ©tallique de la figure 5 pour une Ã©paisseur Ã©gale Ã 500 iim, la figure 7 est un diagramme reprÃ©sentant le gain obtenu pour les exemples d'Ã©cran mÃ©tallique de la figure 5 pour une Ã©paisseur Ã©gale Ã 600 iim, 20 la figure 8 est un diagramme reprÃ©sentant le gain obtenu pour les exemples d'Ã©cran mÃ©tallique de la figure 5 pour une Ã©paisseur Ã©gale Ã 700 iim, et la figure 9 est un diagramme reprÃ©sentant le gain obtenu pour les exemples d'Ã©cran mÃ©tallique de la figure 5 pour une Ã©paisseur Ã©gale Ã 800 lm. L'invention concerne un ensemble d'imagerie radiographique comprenant une 25 source de rayonnement ionisant et un dÃ©tecteur. La source de rayonnement ionisant a une Ã©nergie comprise entre 100 keV (kilo- Ã©lectron-volt) et 50 MeV (mÃ©ga-Ã©lectron-volt), plus particuliÃ¨rement entre 200 keV et 20 MeV. Pour rappel, un Ã©lectron-volt est dÃ©finie comme l'Ã©nergie cinÃ©tique acquise par un 30 Ã©lectron accÃ©lÃ©rÃ© depuis le repos par une diffÃ©rence de potentiel d'un volt. Dans un mode de rÃ©alisation, la source est une source d'iridium 192, c'est-Ã -dire l'isotope de l'iridium ayant un nombre de masse Ã©gal Ã 192. La source d'iridium 192 a, par exemple, une Ã©nergie moyenne comprise entre 370 keV et 390 keV. Alternativement, la source est une source de sÃ©lÃ©nium 75 ou de cobalt 60. 35 Un premier mode de rÃ©alisation du dÃ©tecteur 10 est reprÃ©sentÃ© sur la figure 1, dans lequel le dÃ©tecteur 10 est plan. 3065813 4 Le dÃ©tecteur dÃ©finit une surface d'entrÃ©e 6 et une surface de sortie 8. La surface d'entrÃ©e 6 est sensiblement parallÃ¨le Ã la surface de sortie 8 et dÃ©finit un plan transversal. La direction perpendiculaire au plan transversal est appelÃ©e direction longitudinale X. 5 Le dÃ©tecteur comprend, dans cet ordre, un Ã©cran mÃ©tallique 12, un composant scintillateur 14 et une couche de dÃ©tection 16. Dans le premier mode de rÃ©alisation, le dÃ©tecteur 10 comprend en outre une couche support 18 sur l'Ã©cran mÃ©tallique 12 au niveau de la surface d'entrÃ©e 6 et une couche de protection 20 entre le composant scintillateur 14 et la couche de dÃ©tection 16. 10 Ainsi, dans l'ordre, le dÃ©tecteur 10 comprend : la couche support 18, l'Ã©cran mÃ©tallique 12, le composant scintillateur 14, la couche de protection 20 et 15 la couche de dÃ©tection 16. L'Ã©cran mÃ©tallique 12, le composant scintillateur 14 et la couche de dÃ©tection 16 sont agencÃ©es sous la forme de couches. Chaque couche est plane et prÃ©sente une Ã©paisseur respective, dÃ©finie comme la dimension de la couche selon la direction longitudinale, sensiblement constante. 20 La couche support 18 et la couche de protection 20 sont planes et prÃ©sentent une Ã©paisseur constante respective. L'Ã©cran mÃ©tallique 12, le composant scintillateur 14 et la couche de dÃ©tection 16 prÃ©sentent, par exemple, la mÃªme surface parallÃ¨lement au plan transversal et sont superposÃ©s. Ladite surface est, par exemple, rectangulaire. La surface a une surface, par 25 exemple, comprise entre 1 cm2 et 50 cm2. La couche support 18 et la couche de protection 20 prÃ©sentent, par exemple, la mÃªme surface parallÃ¨lement au plan transversal que l'Ã©cran mÃ©tallique 12, le composant scintillateur 14 et la couche de dÃ©tection 16. En variante, l'ensemble des couches ne prÃ©sentent pas la mÃªme surface 30 parallÃ¨lement au plan transversal et sont superposÃ©s au moins dans une zone active. La couche support 18 permet notamment de fournir un support au scintillateur. La couche support 18 est rÃ©alisÃ©e en matÃ©riau plastique et prÃ©sente une Ã©paisseur comprise entre 1 lm et 300 iim. La couche support 18 est, par exemple, rÃ©alisÃ©e en poly (tÃ©rÃ©phtalate d'Ã©thylÃ¨ne) 35 ou PET. Le PET est, par exemple, commercialisÃ© sous la marque Mylar O. Il transmet au moins 90% de la lumiÃ¨re dans le spectre du visible et plus de 95% des rayons X. 3065813 5 L'Ã©cran mÃ©tallique 12 est agencÃ© pour recevoir un rayonnement incident. Au moins une partie du rayonnement incident est transmis Ã travers l'Ã©cran mÃ©tallique 12 et forme un rayonnement transmis. L'Ã©cran 12 est rÃ©alisÃ© en un mÃ©tal pur ayant un numÃ©ro atomique strictement 5 supÃ©rieur Ã 70, notamment en tantale (Ta), en tungstÃ¨ne (W), en platine (Pt), en plomb (Pb), en bismuth (Bi), en thorium (Th) ou en uranium (U). On appelle mÃ©tal pur, un mÃ©tal dont la puretÃ© est strictement supÃ©rieure Ã 99,00%, c'est-Ã -dire que la quantitÃ© du mÃ©tal dans l'Ã©cran est strictement supÃ©rieure Ã 99,00%. Alternativement, l'Ã©cran 12 est rÃ©alisÃ© en un alliage comprenant au moins 50%, 10 prÃ©fÃ©rentiellement au moins 90%, en teneur massique d'un ou plusieurs mÃ©taux ayant un numÃ©ro atomique strictement supÃ©rieur Ã 70. L'Ã©cran 12 a une Ã©paisseur comprise entre 20 lm et 900 plus particuliÃ¨rement entre 100 lm et 400pm, notamment entre 100 lm et 275 Dans un mode de rÃ©alisation particulier, l'Ã©cran mÃ©tallique 12 est rÃ©alisÃ© en 15 uranium, prÃ©fÃ©rentiellement appauvri. L'Ã©cran a une Ã©paisseur comprise entre 125 lm et 175 lm. En variante, l'Ã©cran mÃ©tallique est rÃ©alisÃ© en thorium. L'Ã©cran a une Ã©paisseur comprise entre 225 lm et 275 En variante, l'Ã©cran mÃ©tallique est rÃ©alisÃ© en bismuth. L'Ã©cran a une Ã©paisseur 20 comprise entre 225 lm et 275 En variante, l'Ã©cran mÃ©tallique est rÃ©alisÃ© en plomb. L'Ã©cran a une Ã©paisseur comprise entre 225 lm et 275 Le composant scintillateur 14 est agencÃ© pour convertir le rayonnement transmis par l'Ã©cran mÃ©tallique 12 en lumiÃ¨re. On appelle dans la suite lumiÃ¨re toute onde 25 Ã©lectromagnÃ©tique ayant une ou des longueurs d'onde comprise dans un spectre, par exemple comprise entre 380 nm et 780 nm. Le composant scintillateur 14 est par exemple rÃ©alisÃ© en oxysulfure de gadolinium. L'oxysulfure de gadolinium a pour formule chimique Gd2O2S et est usuellement notÃ© GOS. 30 Alternativement, le composant scintillateur 14 est rÃ©alisÃ© en un des matÃ©riaux suivants : Gd202S:Tb, Csl:Na, NAI:TI, CaWO4, ZnWO4, CdWO4, Bi4Ge3O12, Lui 5Ybo2SiO5:Ce, Gd2Si05:Ce, BaFCI:Eu2+, BaSO4:Eu2+, BaFBr: Eu2+, La0Br:Tb3+, La0Br:Tm3+, La202S:Tb3+, Y202S:Tb3+, YTaO4, YTaO4:Nb, ZnS:Ag, (Zn,Cd)S:Ag, ZnSiO4:Mn2+, Csl, Lil:Eu2+, PbWO4, Bi4Si3012, Lu2Si05:Ce3+, YAI03:Ce3+, CsF, CaF2:Eu2+, 35 BaF2, CeF3, 34Gd0603:Eu3+, Pr, Gd202S:Pr3+, Ce, SCGI, HFG:Ce3+ (5%) et C14H10. Le composant scintillateur 14 a une Ã©paisseur comprise entre 100 i..tm et 300 3065813 6 L'Ã©cran mÃ©tallique 12 est en contact Ã©troit ou direct avec le composant scintillateur 14. Un tel contact Ã©troit permet notamment d'avoir un gain supÃ©rieur du dÃ©tecteur sur le rayonnement, notamment pour des Ã©nergies infÃ©rieures au mÃ©ga Ã©lectron-volt. La couche de protection 20 est rÃ©alisÃ©e en matÃ©riau plastique, par exemple, en 5 PET. La couche de protection 20 prÃ©sente une Ã©paisseur infÃ©rieure Ã 30 iim, prÃ©fÃ©rentiellement infÃ©rieur Ã 15 iim, par exemple, comprise entre 5 lm et 15 lm. Une faible Ã©paisseur permet notamment d'avoir une meilleure rÃ©solution spatiale. La couche de dÃ©tection 16 est agencÃ©e pour dÃ©tecter l'intensitÃ© de la lumiÃ¨re 10 Ã©mise par le composant scintillateur 14 sur un spectre donnÃ©. Le spectre donnÃ© est compris dans le domaine du visible, c'est-Ã -dire entre 380 nm et 780 nm, plus particuliÃ¨rement dans le domaine du visible du bleu ou du vert. La couche de dÃ©tection comprend, par exemple, une matrice de photodiodes. Le pas entre les photodiodes, couramment appelÃ© Â« pixel pitch Â», est compris entre 25pm et 15 200pm. Chaque photodiode est apte Ã convertir la lumiÃ¨re incidente en un signal Ã©lectrique. Une relation entre l'intensitÃ© de la lumiÃ¨re incidente et un paramÃ¨tre du signal Ã©lectrique, comme la tension, est connue sous la forme d'une courbe caractÃ©ristique de la photodiode. 20 Les photodiodes de la matrice sont contiguÃ«s, de sorte que l'ensemble de la lumiÃ¨re Ã©mise par le composant scintillateur est reÃ§ue par les photodiodes. La couche de dÃ©tection 16 est donc apte Ã mesurer l'intensitÃ© lumineuse reÃ§ue sur le spectre donnÃ© en un point reprÃ©sentÃ© par une photodiode. Un deuxiÃ¨me mode de rÃ©alisation du dÃ©tecteur est reprÃ©sentÃ© sur la figure 2. 25 Seuls les Ã©lÃ©ments par lesquels le deuxiÃ¨me mode de rÃ©alisation du dÃ©tecteur diffÃ¨re du premier mode de rÃ©alisation sont dÃ©crits par la suite. Les Ã©lÃ©ments similaires entre le premier mode et le deuxiÃ¨me mode de rÃ©alisation ont une mÃªme rÃ©fÃ©rence. Dans le deuxiÃ¨me mode de rÃ©alisation, la position de l'Ã©cran mÃ©tallique 12 et celle de la couche support 18 relativement aux autres Ã©lÃ©ments du dÃ©tecteur 10 sont 30 Ã©changÃ©es. En particulier, la couche support 18 est situÃ©e entre l'Ã©cran mÃ©tallique 12 et le composant scintillateur 14. Le fonctionnement de l'ensemble d'imagerie comprenant un dÃ©tecteur selon le premier mode de rÃ©alisation va maintenant Ãªtre dÃ©crit dans une application oÃ¹ cet 35 ensemble image un Ã©lÃ©ment. 3065813 7 L'Ã©lÃ©ment est tout Ã©lÃ©ment susceptible d'Ãªtre imagÃ© avec une source ayant une Ã©nergie comprise entre 100keV et 1MeV, plus particuliÃ¨rement une source gamma d'iridium 192. L'Ã©lÃ©ment est, par exemple, une soudure Ã©paisse, notamment supÃ©rieure ou Ã©gale 5 Ã 80 millimÃ¨tres (mm), ou difficile d'accÃ¨s, un composant Ã©pais, une tubulure ayant une Ã©paisseur comprise entre 75 mm et 90 mm. Alternativement, l'Ã©lÃ©ment est une piÃ¨ce de fonderie ou forgÃ©e. La source de rayonnement ionisant Ã©met des rayons en direction de l'Ã©lÃ©ment Ã imager. Les rayons interagissent avec l'Ã©lÃ©ment, de sorte que les rayons sont modifiÃ©s en 10 fonction de diffÃ©rents paramÃ¨tres de l'Ã©lÃ©ment, par exemple, le matÃ©riau, l'Ã©paisseur, la prÃ©sence de dÃ©fauts, etc. Les rayons se dirigent ensuite vers le dÃ©tecteur 10 et forment un rayonnement incident en entrÃ©e du dÃ©tecteur 10, plus particuliÃ¨rement sur la surface d'entrÃ©e 6. Le rayonnement incident en entrÃ©e du dÃ©tecteur contient le rayonnement transmis par 15 l'Ã©lÃ©ment Ã imager et celui diffusÃ© par ce dernier. L'Ã©cran mÃ©tallique 12 reÃ§oit le rayonnement incident, notamment aprÃ¨s que les rayons aient traversÃ© la couche support 18. Une partie du rayonnement incident est transmis par l'Ã©cran mÃ©tallique 12, c'est-Ã - dire qu'il traverse l'Ã©cran mÃ©tallique 12 sans interagir avec lui, et forme un rayonnement 20 transmis. Une partie du rayonnement incident interagit avec l'Ã©cran mÃ©tallique 12 principalement par effet photoÃ©lectrique, qui est le phÃ©nomÃ¨ne, qui prÃ©serve au mieux la rÃ©solution spatiale du systÃ¨me d'imagerie. Le rayonnement incident est susceptible d'interagir avec l'Ã©cran mÃ©tallique 12 par 25 d'autres phÃ©nomÃ¨nes, par exemple, par diffusion Compton. Des phÃ©nomÃ¨nes secondaires, comme la fluorescence et/ou le rayonnement de Bremstralung, sont aussi possibles. Des Ã©lectrons sont Ã©galement susceptibles d'Ãªtre gÃ©nÃ©rÃ©s et Ã©mis par l'Ã©cran mÃ©tallique 12. Le rayonnement transmis par l'Ã©cran mÃ©tallique 12 et tous les rayonnements 30 secondaires (Ã©lectrons et photons) gÃ©nÃ©rÃ©s par l'Ã©cran mÃ©tallique 12 atteignent alors le composant scintillateur 14. Ces rayonnements transmis et gÃ©nÃ©rÃ©s sont convertis par le composant scintillateur 14 en lumiÃ¨re. Plus l'intensitÃ© des rayonnements qui atteignent le composant scintillateur 14 est importante, plus l'intensitÃ© de la lumiÃ¨re est Ã©levÃ©e. Il existe, par 35 exemple, une relation linÃ©aire entre l'Ã©nergie dÃ©posÃ©e dans le composant scintillateur 14 3065813 8 par tous les rayonnements en entrÃ©e du composant scintillateur 14 et l'intensitÃ© lumineuse en sortie du composant scintillateur 14. La lumiÃ¨re traverse alors la couche de protection 20. La couche de dÃ©tection 16 dÃ©tecte ensuite l'intensitÃ© de la lumiÃ¨re sur le spectre 5 donnÃ© qu'elle reÃ§oit. Plus particuliÃ¨rement, chaque photodiode dÃ©tecte l'intensitÃ© lumineuse reÃ§ue et la convertit en un signal Ã©lectrique selon sa courbe caractÃ©ristique. Ainsi, la couche de dÃ©tection 16 mesure l'intensitÃ© lumineuse en une matrice de points et la convertit en une matrice de signal Ã©lectrique. Chaque signal Ã©lectrique est reprÃ©sentatif d'une caractÃ©ristique de l'Ã©lÃ©ment Ã 10 imager en un point ou une zone. Chaque signal Ã©lectrique est converti en une information, par exemple, en un niveau de gris, de sorte Ã former une image de l'Ã©lÃ©ment Ã imager. L'image permet notamment de repÃ©rer des dÃ©fauts dans l'Ã©lÃ©ment susceptibles de prÃ©senter des points de faiblesse, par exemple, dans une soudure. 15 Un ensemble d'imagerie comprenant un dÃ©tecteur selon le deuxiÃ¨me mode de rÃ©alisation fonctionne similairement Ã ce qui a Ã©tÃ© dÃ©crit prÃ©cÃ©demment. Pour visualiser certains avantages de l'utilisation d'un Ã©cran rÃ©alisÃ© en un mÃ©tal ayant un numÃ©ro atomique strictement supÃ©rieur Ã 70, un rapport Flp, a Ã©tÃ© calculÃ© pour 20 diffÃ©rents mÃ©taux et reprÃ©sentÃ© pour chaque mÃ©tal sur la figure 3. Le rapport Flp, est indÃ©pendant de l'Ã©paisseur de l'Ã©cran mÃ©tallique 12. La source de rayonnement est identique pour tous les calculs. Il s'agit ici d'une source gamma d'iridium 192. Le rapport Flp, est le rapport entre un coefficient d'attÃ©nuation linÃ©aire par effet 25 photoÃ©lectrique et un coefficient d'attÃ©nuation linÃ©aire par diffusion Compton. Les coefficients d'attÃ©nuation linÃ©aire par effet photoÃ©lectrique et par diffusion Compton sont calculÃ©s comme une moyenne pondÃ©rÃ©e sur le spectre de l'iridium 192 des coefficients d'attÃ©nuation, respectivement, par effet photoÃ©lectrique et par diffusion Compton aux Ã©nergies du spectre. 30 Le calcul du coefficient moyen est rÃ©alisÃ© avec la formule suivante : = ii(Ei)P(Ei) (1) avec P(Ei) la probabilitÃ© d'avoir un photon d'Ã©nergie Ei dans le spectre de l'Ir192, 35 la moyenne pondÃ©rÃ©e du coefficient d'attÃ©nuation et p(Ei) le coefficient d'attÃ©nuation 3065813 9 pour le photon d'Ã©nergie Ei. Pour le calcul des coefficients d'attÃ©nuation, on utilise, par exemple, la base de donnÃ©es XCOM de NIST. Le rapport Rpt est alors dÃ©fini ainsi : 11- / ' (2) 5 R - - r-Compton > Ainsi, plus le rapport Rp est Ã©levÃ©, plus la probabilitÃ© relative pour qu'un rayon incident interagisse avec l'Ã©cran mÃ©tallique par effet photoÃ©lectrique plutÃ´t que par diffusion Compton est Ã©levÃ©e. Le cuivre (Cu), le molybdÃ¨ne (Mo), le rhodium (Rh), l'argent (Ag) et l'Ã©tain (Sn) ont 10 respectivement un numÃ©ro atomique Ã©gal Ã 29, 42, 45, 47 et 50, c'est-Ã -dire strictement infÃ©rieur Ã 70. Chaque Ã©cran mÃ©tallique rÃ©alisÃ© en un de ces mÃ©taux a un rapport Rpt strictement infÃ©rieur Ã 0,75, c'est-Ã -dire qu'il est plus probable pour chaque photon du rayon incident qu'il interagisse par diffusion Compton que par effet photoÃ©lectrique. Le tantale (Ta), le tungstÃ¨ne (W), le platine (Pt), le plomb (Pb), le bismuth (Bi), le 15 thorium (Th) et l'uranium (U) ont respectivement un numÃ©ro atomique Ã©gal Ã 73, 74, 78, 82, 83, 90 et 92, c'est-Ã -dire strictement supÃ©rieur Ã 70. Chaque Ã©cran mÃ©tallique rÃ©alisÃ© en un de ces mÃ©taux a un rapport Rpt supÃ©rieur ou sensiblement Ã©gal Ã 2, c'est-Ã -dire qu'il est plus probable pour chaque photon du rayon incident qu'il interagisse par effet photoÃ©lectrique par rapport par diffusion Compton. 20 L'utilisation de tantale (Ta), tungstÃ¨ne (W), platine (Pt), plomb (Pb), bismuth (Bi), thorium (Th) et uranium (U) permet donc notamment de limiter la diffusion Compton dans l'Ã©cran mÃ©tallique, de sorte Ã avoir une rÃ©solution spatiale et un gain amÃ©liorÃ©s par rapport Ã un Ã©cran en cuivre ou en molybdÃ¨ne. 25 Pour visualiser l'augmentation du gain avec un Ã©cran rÃ©alisÃ© en un mÃ©tal ayant un numÃ©ro atomique strictement supÃ©rieur Ã 70 et ayant une Ã©paisseur comprise entre 20 lm et 900 iim, un gain G a Ã©tÃ© calculÃ© pour diffÃ©rents matÃ©riaux et pour diffÃ©rentes Ã©paisseurs x de l'Ã©cran mÃ©tallique. La source de rayonnement est identique pour tous les calculs. Il s'agit ici d'une 30 source gamma d'iridium 192. Le composant scintillateur 14 est ici rÃ©alisÃ© en oxysulfure de gadolinium et a une Ã©paisseur sensiblement Ã©gale Ã 208 iim. Le gain G est dÃ©fini comme le rapport entre l'Ã©nergie totale EM dÃ©posÃ©e sur le composant scintillateur 14 avec un dÃ©tecteur selon la configuration dÃ©crite dans le 35 premier mode de rÃ©alisation et l'Ã©nergie totale E0 dÃ©posÃ©e sur le composant scintillateur 14 en l'absence d'Ã©cran mÃ©tallique, soit G= EM / E0. 3065813 10 La figure 4 est une courbe reprÃ©sentant le gain obtenu pour une Ã©paisseur comprise entre 0 et 200 lm pour diffÃ©rents matÃ©riaux. Les figures 5, 6, 7, 8 et 9 reprÃ©sentent respectivement le gain obtenu pour une Ã©paisseur Ã©gale Ã 400 i..tm, 500 i..tm, 600 i..tm, 700 lm et 800 lm pour diffÃ©rents matÃ©riaux. 5 Le gain obtenu pour le cuivre (Cu), le molybdÃ¨ne (Mo), le rhodium (Rh), l'argent (Ag) et l'Ã©tain (Sn) est strictement infÃ©rieur Ã 1,10 pour toute Ã©paisseur comprise entre 0 et 800 lm. Le gain obtenu pour le tantale (Ta), le tungstÃ¨ne (W), le platine (Pt), le plomb (Pb), le bismuth (Bi), le thorium (Th) et l'uranium (U) est strictement supÃ©rieur Ã 1,15 pour toute 10 Ã©paisseur comprise entre 0 et 200 iim. Le gain obtenu pour le plomb (Pb), le bismuth (Bi), le thorium (Th) et l'uranium (U) est strictement supÃ©rieur Ã 1,15 pour une Ã©paisseur de 400 i..tm. Le gain obtenu pour le plomb (Pb), le bismuth (Bi) et le thorium (Th) est strictement supÃ©rieur Ã 1,15 pour des Ã©paisseurs de 500 lm et 600 lm et strictement 15 supÃ©rieur Ã 1,10 pour des Ã©paisseurs de 700 lm et 800 i..tm. Ainsi, l'utilisation de tantale (Ta), tungstÃ¨ne (W), platine (Pt), plomb (Pb), bismuth (Bi), thorium (Th) et uranium (U) permet notamment d'obtenir un gain supÃ©rieur par rapport Ã un Ã©cran en cuivre ou en molybdÃ¨ne. Il a notamment Ã©tÃ© calculÃ© que le gain maximal pour le tantale (Ta), le tungstÃ¨ne 20 (W), le platine (Pt), le plomb (Pb), le bismuth (Bi), le thorium (Th) et l'uranium (U) est compris entre 1,18 et 1,29 dans les conditions prÃ©alablement dÃ©crites. De plus, le gain maximal pour des Ã©crans rÃ©alisÃ©s en tantale, tungstÃ¨ne, platine, plomb, bismuth, thorium et uranium est atteint pour des Ã©paisseurs comprises entre 50 lm et 300 lm. 25 En particulier, le gain maximal pour un dÃ©tecteur comprenant un Ã©cran en uranium appauvri est obtenu pour une Ã©paisseur comprise entre 125 lm et 175 lm, et dans le cas du thorium le gain maximal est obtenu pour une Ã©paisseur comprise entre 225 lm et 275 lm. Cela permet donc de sÃ©lectionner l'Ã©paisseur de l'Ã©cran mÃ©tallique pour obtenir un 30 gain maximal en fonction de la nature du mÃ©tal prÃ©alablement choisi. Un tel ensemble d'imagerie permet donc d'obtenir un gain optimisÃ© et une bonne rÃ©solution spatiale, en particulier pour une source gamme d'iridium 192. Un gain optimisÃ© permet notamment de rÃ©duire le temps d'exposition de l'Ã©lÃ©ment Ã imager. 35 3065813 11 Alternativement, la source de l'ensemble d'imagerie est un accÃ©lÃ©rateur linÃ©aire qui Ã©met des rayons Ã haute Ã©nergie, par exemple, comprise entre 1Mey et 25 MeV. Un tel ensemble d'imagerie est notamment susceptible d'Ãªtre utilisÃ© pour un examen radiographique effectuÃ©, par exemple, avant de dÃ©buter une sÃ©ance de radiothÃ©rapie. 5 Plus gÃ©nÃ©ralement, le dÃ©tecteur de l'invention est susceptible d'Ãªtre utilisÃ© dans l'imagerie nuclÃ©aire. 10 REVENDICATIONS1.- DÃ©tecteur (10) pour radiographie Ã haute Ã©nergie, comprenant dans cet ordre: - un Ã©cran mÃ©tallique (12) agencÃ© pour recevoir un rayonnement incident, au moins une partie du rayonnement incident Ã©tant transmis Ã travers l'Ã©cran mÃ©tallique et formant un rayonnement transmis, - un composant scintillateur (14) agencÃ© pour convertir le rayonnement transmis par l'Ã©cran mÃ©tallique en lumiÃ¨re, et - une couche de dÃ©tection (16) agencÃ©e pour dÃ©tecter l'intensitÃ© de la lumiÃ¨re Ã©mise par le composant scintillateur, dans lequel l'Ã©cran (12) est rÃ©alisÃ© en un mÃ©tal ayant un numÃ©ro atomique strictement supÃ©rieur Ã 70 ou en un alliage comprenant au moins 50% en teneur massique d'un ou plusieurs mÃ©taux ayant un numÃ©ro atomique strictement supÃ©rieur Ã 70 et en ce que l'Ã©cran a une Ã©paisseur comprise entre 20 lm et 900 iim. 2.- DÃ©tecteur selon la revendication 1, caractÃ©risÃ© en ce que le dÃ©tecteur est plan. 3.- DÃ©tecteur selon la revendication 1 ou 2, caractÃ©risÃ© en ce que l'Ã©cran (12) a une Ã©paisseur comprise entre 100 lm et 275 iim. 4.- DÃ©tecteur selon l'une quelconque des revendications 1 Ã 3, caractÃ©risÃ© en ce que l'Ã©cran mÃ©tallique (12) est rÃ©alisÃ© en uranium, prÃ©fÃ©rentiellement appauvri, et en ce que l'Ã©cran (12) a une Ã©paisseur comprise entre 125 lm et 175 lm. 5. DÃ©tecteur selon l'une quelconque des revendications 1 Ã 3, caractÃ©risÃ© en ce que l'Ã©cran mÃ©tallique (12) est rÃ©alisÃ© en thorium et en ce que l'Ã©cran (12) a une Ã©paisseur comprise entre 225 lm et 275 lm. 6. DÃ©tecteur selon la revendication l'une quelconque des revendications 1 Ã 3, caractÃ©risÃ© en ce que l'Ã©cran mÃ©tallique (12) est rÃ©alisÃ© en bismuth et en ce que l'Ã©cran (12) a une Ã©paisseur comprise entre 225 i..tm et 275 iim. 7.- DÃ©tecteur selon l'une quelconque des revendications 1 Ã 6, caractÃ©risÃ© en ce que l'Ã©cran mÃ©tallique (12) est en contact avec le composant scintillateur (14). 3065813 13 8. DÃ©tecteur selon l'une quelconque des revendications 1 Ã 6, caractÃ©risÃ© en ce que le dÃ©tecteur comprend une couche support (18), la couche support (18) Ã©tant comprise entre l'Ã©cran mÃ©tallique (12) et le composant scintillateur (14). 5 9.- DÃ©tecteur selon l'une quelconque des revendications 1 Ã 8, caractÃ©risÃ© en ce que le dÃ©tecteur comprend une couche support (18), la couche support (18) prÃ©sentant une Ã©paisseur comprise entre 1 lm et 300 iim. 10.- DÃ©tecteur selon l'une quelconque des revendications 1 Ã 9, caractÃ©risÃ© en ce 10 que le composant scintillateur (14) est rÃ©alisÃ© en oxysulfure de gadolinium. 11.- DÃ©tecteur selon l'une quelconque des revendications 1 Ã 10, caractÃ©risÃ© en ce que le composant scintillateur (14) a une Ã©paisseur comprise entre 100 lm et 300 lm. 15 12.- Ensemble d'imagerie radiographique comprenant une source de rayonnement ionisant ayant une Ã©nergie comprise entre 100 keV (kilo-Ã©lectron-volt) et 50 MeV (mÃ©gaÃ©lectron-volt) et un dÃ©tecteur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 Ã 11. 13.- Ensemble d'imagerie selon la revendication 11, caractÃ©risÃ© en ce que la 20 source est une source gamma d'Iridium 192, ayant une Ã©nergie moyenne comprise entre 370 keV et 390 keV, de sÃ©lÃ©nium 75 ou de cobalt 60.