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Concept
Détecteur de rayons X
Résumé
Les détecteurs de rayons X sont des dispositifs capables de détecter la présence de rayons X. La technologie de détection des rayons X a fortement progressé depuis leur découverte, passant du simple film photographique à des dispositifs électroniques pouvant donner le flux de rayons X et leur énergie.
Les rayons X sont des rayonnements ionisants : ils éjectent des électrons de la matière par effet photoélectrique ou effet Compton. C'est ce phénomène qui est utilisé pour la détection.
Tout d'abord, en interagissant avec certaines substances, la création d'ions par les rayons X peut amorcer des réactions chimiques. Ce phénomène est utilisé par les films photographiques. L'ionisation peut aussi provoquer une émission lumineuse par fluorescence, comme dans le cas des écrans fluorescents et des scintillateurs. La présence de charge dans la matière, qu'elle soit gazeuse ou solide, génère un courant électrique qui peut être détecté ; c'est le principe de la plupart des détecteurs à impulsion.
Les détecteurs peuvent répondre à trois questions :
la position du photon détecté ;
le dénombrement des photons ;
et l'évaluation de leur énergie.
Le nombre d'électrons éjectés par seconde est proportionnel au flux de photons.
De manière générale, la détection est perturbée par le phénomène d'absorption, décrite par la loi de Beer-Lambert. Les photons peuvent être absorbés sur leur trajet entre la source et le détecteur. Ils peuvent notamment être absorbés par la fenêtre du détecteur (écran protégeant le détecteur de l'environnement). Par contre, le matériau sensible aux rayons X doit au contraire être le plus absorbant possible, afin de détecter le plus de photons possibles.
Certains détecteurs permettent de déterminer l'énergie des photons X
détecteurs non discriminants en énergie : film photographique, écran fluorescent ;
détecteurs discriminants en énergie : compteur proportionnel à gaz, scintillateur, détecteur à semi-conducteur.
La possibilité de déterminer l'énergie permet d'obtenir un spectre, mais permet aussi de filtrer une plage d'énergie donnée et donc d'améliorer le rapport signal sur bruit.
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