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CHAMBRE DE MESURE POUR RAYONS X.
Comme on le sait, les fenêtres de glucinium ou de mica'absorbent moins les rayons X mous que les fenêtres de verre, De nombreux tubes à rayons X comportent de telles fenêtres. De ce fait, les dispositifs de mesure qui fournissent une indication relative à la quantité d'énergie absorbée par uni- té de volume d'un tissu vivant touché par des rayons X, doivent être amenés en concordance avec la composition du rayonnement X.
L'invention concerne un organe d'un tel dispositif de mesure, à savoir la chambre de mesure qui est constituée par un espace entouré de pa- rois et rempli d'un gaz ou d'un mélange gazeux ionisable, de préférence de l'air. Dans cette enceinte se trouvent deux éléctrodes entre lesquelles on applique une tension électrique. Sous l'influence de l'irradiation par des rayons X, le gaz est ionisé, ce qui provoque la circulation d'un courant élec- trique. L'intensité de ce courant constitue une mesure de la quantité d'é- nergie absorbée sous forme de rayons X.
Pour juger des propriétés d'une chambre de mesure, il faut tenir compte de la longuéur d'onde des rayons X. On peut exprimer celle-ci en cou- che de demi-intensités, expression par laquelle on entend l'épaisseur d'une plaque métallique qui, introduite dans le faisceau de rayons X, réduit de moitié l'intensité du courant d'ionisation. Dans le cas d'un faisceau hété- rogène, on détermine ainsi la dureté moyenne- du rayonnement. En général, on utilise une plaque d'aluminium et, pour des rayons très durs, du cuivre.
L'épaisseur de demi-intensité augmente avec'la dureté des rayons.
Les rayons X traversent., ' partir de l'anode du tube à rayons X, d'abord la fenêtre de rayonnement et ensuite la paroi de la chambre de mesure.
Dans les tubes à rayons X à fenêtre de verre, cette fenêtre absorbait une quantité de rayons à ondes longues si grande qu'il n'était pas difficile de réaliser la paroi de la chambre de mesure d'une façon telle que l'absorption des rayons dans cette chambre reste assez faible.
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Dans les tubes de construction plus récente, ces rayons sont bien moins ab- sorbés par la fenêtre et, de ce fait, en bien plus grande quantité, par la paroi de la chambre de mesure. On a obvié à cet inconvénient en donnant à la paroi de la chambre de mesure, du côté de l'entrée des rayons X, une très faible épaisseur. On considère comme avantageuse une paroi en feuille de polystyrène d'environ 20 # d'épaisseur. Toutefois, une telle paroi est très fragile. De plus, elle peut se déformer très facilement de sorte que le vo- lume de la chambre est sujet à variations au moindre effort exercé sur ladite paroi, ce qui fausse la mesure.
L'ionisation de l'atmosphère gazeuse est provoquée par les e'lec- trons secondaires. Ceux-ci peuvent provenir du gaz lui-même ou être libérés de la paroi de la chambre, Pour des rayons très mous, l'ionisation est due pour ainsi dire entièrement aux électrons secondaires engendrés dans l'atmos- phère gazeuse et à mesure que la dureté augmente, l'influence des électrons libérés de la paroi croît constamment. De ce fait, le fonctionnement de la' chambre de mesure varie fortement avec la longueur d'onde, En effet, lorsque le nombre d'électrons libérés par unité de volume dans l'atmosphère gazeuse diffère de celui des électrons libérés de la paroi, le courant d'ionisation de rayonnements de duretés différentes ne varie plus proportionnellement à la quantité totale d'énergie absorbée.
On peut exprimer ceci par un chiffre qui indique la sensibilité de la chambre et qui donne la relation entre l'io- nisation réelle et l'ionisation qui serait obtenue dans le même volume de gaz, sans l'effet de la paroi.
Abstraction faite de la gamme de longueur d'onde dans laquelle l'ionisation est entièrement provoquée dans le volume gazeux et de la gamme dans laquelle les électrons de la paroi contribuent à l'ionisation, il existe encore, pour les rayons durs du moins, une gamme dans laquelle l'ionisation est pour ainsi dire uniquement provoquée par les électrons de la paroi.
L'émissionélectronique des parois de la chambre de mesure dépend fortement de la composition atomique de la matière de la paroi. Elle est proportionnelle au tube du nombre atomique. Pour que la contribution à l'io- nisation des électrons de la paroi soit relativement la même que celle des électrons engendrés dans le gaz, on utilise, pour la matière de la paroi, une composition telle que le nombre atomique effectif corresponde aussi bien que possible à celui de l'atmosphère gazeuse.
Cet agencement présente un inconvénient : la majeure partie de la paroi est recouverte d'une couche conductrice. On utilise de préférence, à cet effet du graphite ou de "L'aquadag", dont le nombre atomique est plus bas- que celui de l'air et d'autres gaz qui peuvent être utilisés dans la chambre de mesure. On peut obvier à cet inconvénient en ajoutant au graphite une substance à nombre atomique plus élevé, par exemple 6% de silicium. Un mélange de ces substances tel que, par dispersion en une couche très mince, on puisse obtenir une distribution uniforme de la substance ajoutée suscite des difficultés.
La mise en oeuvre de l'invention permet de supprimer cet inconvé- nient et fournit une chambre de mesure dont le fonctionnement est pratique - ment indépendant de la longueur d'onde dans une large gamme qui couvre les rayonnements dont la couche de demi-intensité rapportée à l'aluminium va de 0,04 mm à 1,5 mm. Le pouvoir de transmission de la fenêtre du tube à rayons X n'influence plus la mesure de rayons plus durs encore.
Suivant l'invention, qui concerne une chambre de mesure dont la fenêtre d'entrée absorbe plus fortement les rayons X à grande longueur'd'on- de que ceux à courte longueur d'onde, et dont le revêtement conducteur de la paroi est constitué par une matière à nombre atomique plus bas que celui du remplissage gazeux, on obtient, pour la chambre de mesure, une sensibilité relative qui ne varie pratiquement pas entre des longueurs d'onde dont la couche de demi-intensité va de 0,04 et 1,5 mm d'aluminium, en choisissant judicieusement l'épaisseur de la fenêtre d'entrée, le nombre atomique effe@- tif de la couche conductrice et la profondeur de l'enceinte d'ionisation.
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Si le nombre atomique de la couche conductrice est plus bas que 'celui du remplissage gazeux, comme pour des rayons durs, l'ionisation est produite, dans la zone considérée, par des électrons secondaires essentiel- lement libérés de la couche conductrice, cette ionisation par cm3 est plus petite que pour une paroi ayant le même nombre atomique que le remplissage' gazeux. Dans le cas de rayons mous, l'ionisation est essentiellement provo- quée par des électrons secondaires issus du remplissage gazeux, de sorte que, par cm3, l'ionisation est plus élevée., De ce fait, la sensibilité relative de la chambre augmente avec la longueur d'onde du rayonnement.
En-choisissant l'épaisseur de la fenêtre d'entrée d"une façon telle que l'absorption de rayons qui s'y produit compense tout juste l'accroissement de la sensibilité, on obtient l'indépendance de la longueur d'onde visée. Par "fenêtre d'entrée" on entend la partie de la paroi de la chambre de mesure par laquelle les rayons
X pénètrent dans la chambre d'ionisation.
La forme la mieux appropriée de la chambre de mesure est celle d'une boîte ronde plate à deux parois parallèles planes dont chacune est re- couverte d'une couche de graphite et qui sont reliées par un bord en matière isolante. L'écartement des parois est d'environ 1 mm et la fenêtre d'entrée à une épaisseur de 0,2 à 0,5 mm. Cette forme de réalisation présente un avan- tage particulier-: l'écartement entre les électrodes est le même partout et l'absorption dans la paroi plane est la même en chaque point.
Une fenêtre de 0,2 mm d'épaisseur rend le fonctionnement'de la chambre de mesure indépendante de la longueur d'onde jusqu'à une couche de demi-intensité de 0,02 mm d'aluminium. Une fenêtre d'entrée de 0,5 mm d'é- paisseur offre l'avantage d'être plus robuste, mais l'indépendance de la longueur d'onde ne va que jusqu'à 0,04 mm d'aluminium.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
Le dessin montre une chambre de mesure conforme à l'invention de forme particulièrement bien appropriée.
La chambre de mesure plate représentée sur cette figure, est cons- tituée par une douille intérieure 1 et une douille extérieure 2 qui sont pliées en équerre et entre lesquelles subsiste un certain jeu. L'intervalle 3'est rempli d'une couche conductrice de carbone 4, par exemple du graphite ou de l'aquadag, couche dans laquelle est noyé un conducteur 5. La douille inté - rieure 1 est percée d'une ouverture centrale 6 dont la paroi est également recouverte d'une couche conductrice de carbone 7 dans laquelle est noyé le conducteur 8. L'une des extrémités de la douille intérieure 1 comporte une cavité 9 dont la profondeur est d'environ 1 mm et le diamètre, d'environ 10mm.
Pour des raisons d'ordre pratique, le volume de cette chambre est d'environ 10 mm3. Le fond de la cavité est recouvert d'une couche conductrice de car- bone 10, qui est reluée galvaniquement au carbone 7 de l'ouverture 6 et par- tant au conducteur 8. La cavité 9 est recouverte par une paroi 11. Cette paroi a une épaisseur de,par exemple, 0,2 mmo et la surface tournée vers l'in- térieur est recouverte d'une couche conductrice de carbone 12. Celle-ci est reliée électriquement au revêtement 4 de la paroi de la chambre 3 et partant au conducteur 5. La matière dont sont constituées la paroi de la chambre et la fermeture, doit être isolante et de préférence, son coefficient d'ab- sorption pour les rayons X sera à peu près le même que celui de la couche conductrice.
Le polystyrène constitue une substance particulièrement bien appropriée au but visé. La chambre est remplie d'air. Entre les conducteurs, on applique une différence de tension fournie par un appareil de mesure.
Lorsque les rayons X, qui pénètrent suivant la flèche, -Ionisent l'air dans la chambre, on obtient entre les revêtements de la paroi un courant électri- que dont l'intensité constitue une mesure pour l'énergie absorbée dans l'air, mesure qui, grâce à la construction particulière de la chambre, est pratique- ment indépendante de la longueur d'onde des rayons dans la zone utilisable pour la thérapeutique superficielle.