Quels sont les équipements utilisés pour une radiographie ?

Les équipements à rayons X sont généralement répartis selon trois catégories de tension :

1. Jusqu'à 320 kV, principalement utilisés pour les tâches mobiles intermittentes. Ces tubes fonctionnent gén
éralement avec un courant alternatif unipolaire. Ce type d'équipements permet rarement d'atteindre de
s tensions supérieures en raison de problèmes d'isolation.

2. Jusqu'à 450 kV, principalement utilisés pour des taches fixes ou semi-mobiles continues en
raison de leurs dimensions, de leur portabilité limitée et de leur poids.
Ces tubes fonctionnent avec un courant continu bipolaire.

3. Jusqu'à 10 MeV, pour les équipements qualifiés de « mégavolt ».
Presque exclusivement réservés aux taches stationnaires.

Les deux premières catégories sont adaptées à la pratique de la radiographie sur la plupart des objets courants. Certains
objets très épais exigent toutefois une énergie supérieure à 450 kV. Un équipement
mégavolt devra alors être utilisé, si des sources alternatives telles que Cobalt60 s'avèrent insuffisantes.
Il s'agit généralement d'installations fixes lourdes et de grande taille. Plus réce
mment, des versions portables destinées à une utilisation mobile ont été développées.

Types de tubes à rayons X

En fonction de la forme de l'anode, les tubes à rayons X produisent :
a. un faisceau de rayonnement dans une direction (tube directionnel)
b. un faisceau annulaire (tube panoramique)
Les tubes à rayons X peuvent être unipolaires ou bipolaires.

Tubes bipolaires

La figure 1a-5 présente un tube bipolaire. Le tube bipolaire présente l'avantage suivant : la diffé
rence de potentiel avec la masse au niveau de l'anode et de la cathode est égale à la moi
tié de la tension du tube, ce qui simplifie considérablement l'isolation. La fenêtre
de sortie est située au milieu du tube. Les tubes bipolaires fonctionnent généralement sur un
courant continu et sont refroidis à l'air, l'huile ou l'eau. Ils sont conçus pour fonctionner à des tensions comp
rises entre 100 à 450 kV et un courant de tube jusqu'à 20 mA.

Tubes unipolaires

Comme illustré par la figure 1b-5, dans ces tubes (plus courts), l'anode est maintenue au potentiel de masse et
la cathode a uniquement une différence de potentiel avec la masse. Cela simplifie le refroidissement
de l'anode. Une source de haute tension unique suffit ainsi pour des installations avec une tension de l'ordr
e du kilovolt faible/moyenne (jusqu'à environ 300 kV), communément utilisées pour les applications mobiles.
La fenêtre de rayonnement est placée dans une position asymétrique, ce qui peut représenter un avantage.

Autres types de tubes à rayons X

Les tubes à rayons X unipolaires, avec une anode longue et creuse, comme illustré à la figure 1c-5, sont communément appelés « 
tube à anode en forme de tige » et peuvent être introduits dans des tuyaux ou réceptacles. Ces tubes produisent un fa
isceau annulaire (panoramique) à 360° et permettent ainsi de radiographier une soudure circonférentiel
le complète en une seule exposition.
La figure 2-5 présente ainsi l'anode coni
que d'un tube panoramique (à 360°), qui pe
rmet de radiographier une soudure circonfére
ntielle de manière centralisée, et donc uni
formément, de l'intérieur. Avec cet
te anode, l'axe du faisceau él
ectronique doit frapper le haut
du cône de sorte que le centre du
faisceau de rayonnement généré
soit perpendiculaire à l'axe lon
gitudinal du tube.
Remarque : l'utilisation d'anodes g
énérant un faisceau de rayonnement
dont le centre n'est pas perpendicu
laire (oblique) à la ligne médiane
du tube (autrefois considérée comme acc
eptable) n'est désormais plus confo
rme aux normes officielles.
Certains tubes panoramiques permettent de focaliser le faisceau d'électrons sur une longueur ét
endue grâce à une lentille magnétique ou électrostatique (cylindre de Wehnelt) afin de produire une t
ache focale de très petite taille. Ces tubes microfoyer à tige d'anode permettent d'obten
ir une tache focale de très petite taille : moins de 10 micromètres. L'anode peut fac
ilement être endommagée par une surchauffe. C'est pourquoi elle est généralement interchangeable.
Un système de vide indépendant sera nécessaire pour restaurer le vide après remplacement de l'anode. Il s
'agit d'un autre avantage présenté par cette construction : l'utilisation de différents types d'anodes permet d'obtenir différentes
configurations de rayonnement et donc de s'adapter à diverses applications. Le niveau d'énergie maximal est généralement
inférieur à 150 kV.
Certains tubes microfoyer de 150 kV disposent toutefois d'une anode fixe à des fins d'agrandissement et
de contrôle (voir la section sur les techniques de grossissement d'images). Le courant du tube ne pourra alors pas être augmenté en raison des restrict
ions de dissipation de chaleur de l'anode qui ne pourra pas être remplacée.
Certains tubes à rayons X utilisés pour la radiographie de plastiques et d'aluminium sont doté
s d'une fenêtre en béryllium qui laisse passer le rayonnement plus mou associé à des tensions in
férieures, de 5 à 45 kV.