Enregistrement de l'image radiographique

L'image radiographique est formée par les modulations du faisceau émergent résiduel de rayons X ayant traversé l'objet. Les paramètres à prendre en compte pour l'exposition sont :

• la tension, mesurée en kilovolts (kV), elle règle l'énergie du rayonnement et donc sa pénétration dans la matière,

• l'intensité, en milliampères (mA), et le temps, dont le produit détermine la quantité totale de rayonnements reçus par l'objet,

• la distance séparant la source de rayonnements du récepteur,

• la sensibilité du récepteur

• la présence éventuelle de filtration dans le faisceau, d'écrans renforçateurs disposés contre le film,

• la nature de l'objet (numéro atomique des éléments constitutifs), et son (ou ses) épaisseurs(s).

La plus importante restriction dans l'emploi de la radiographie est la mauvaise discrimination de deux éléments de numéro atomique très proches. Ce phénomène provient du fait que la distribution de l'absorption du rayonnement ne présente pas de discontinuité entre un élément et ses voisins immédiats. On constate sur la courbe suivante la constance du coefficient d'absorption des rayons , et les variations de plus en plus affirmées pour des rayons x de plus basse énergie.

Figure 7. Absorption des rayons X
(d'après Neutronographie industrielle, A. Laporte, CEA / IRDI / DERPE / Service des piles de Saclay, éditions Papillon SARL, 1982).

Il existe trois moyens complémentaires de visualiser et d'enregistrer l'image radiographique :

- le film radiographique : c'est un film photographique spécial, muni d'une forte épaisseur d'émulsion sensible, très chargée en halogénures d'argent. Il est généralement bicouche (une demi-émulsion sur chaque face) pour faciliter le développement de l'image. Plus l'énergie du rayonnement est élevée, plus l'oxydation des sels métalliques contenus dans l'émulsion photographique est importante, et le noircissement du film important. Les photons ont de rares interactions, mais celles-ci produisent des électrons qui sont par contre très actifs pour le noircissement du film. On utilise souvent les films emballés dans une pochette en papier, étanche à la lumière, ou bien dans une cassette en alliage léger (transparente aux rayons X), munie d'écrans renforçateurs ou au plomb, ou encore dans un emballage plastique sous vide avec des écrans au plomb. Les écrans renforçateurs (dits salins, ou fluorométalliques) comportent un matériau fluorescent qui atténue légèrement la netteté de l'image, mais raccourcissent énormément la durée d'exposition nécessaire (jusqu'à 24 fois). Les écrans au plomb se composent d'une feuille de carton recouverte d'une fine épaisseur de plomb qui atténue l'effet des rayons diffusés et renforce l'image au dessus de 100 kV par émission d'électrons (gain sur la durée d'exposition: environ 3 fois).

- la radioscopie : la fluorescence d'écrans sensibles aux rayons X forme l'image visible de l'objet. Cette image était naguère observée directement derrière l'écran, ce qui était très dangereux pour l'observateur non protégé, et a entraîné au début du siècle de nombreuses maladies chez les radiologues (nécrose des mains par exemple), et même plusieurs décès. De nos jours, cette image est reprise par une caméra de télévision, l'observation se fait donc loin des rayonnements dangereux. L'écran fluorescent constitue souvent la face d'entrée d'un amplificateur de brillance, dans lequel les électrons produits à la surface de l'écran par les rayons X sont accélérés puis transformés en lumière visible par un écran phosphorescent qui fournit une image lumineuse à l'objectif de la caméra. Cette amplification diminue fortement les doses de rayonnement nécessaires (c'est le type de matériel utilisé pour le contrôle des bagages). L'image de l'écran peut être enregistrée sur bande magnétique, imprimée, ou numérisée.

- la numérisation directe : un capteur sensibilisé aux rayons X transforme l'intensité du rayonnement en valeur numérique. Deux voies parallèles existent :

• les capteurs en forme de barrette, qui nécessitent l'exploration de la surface de l'image par défilement soit de l'objet, soit du support de la barrette,

• les capteurs plans, en forme de matrice, qui analysent en bloc la surface de l'image. Une voie détournée consiste à effectuer la numérisation d'après un film radiographique déjà existant, ou en sortie de la radioscopie télévisée.

Classification

La radiographie est une technique non destructive. Les doses de rayonnement émises sont plusieurs milliers de fois plus faibles que celles utilisées pour la désinfection des matériaux.