rayons X.

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rayons X. rayonnement électromagnétique dont la longueur d'onde est comprise entre
0,01 et 10 nanomètres.

Historique.
Les rayons X furent découverts de façon fortuite par Röntgen en 1895. Celui-ci observa
qu'un tube à décharge entouré d'un manchon opaque illuminait un écran fluorescent dans
son voisinage et que la plupart des corps étaient transparents pour le rayonnement
responsable de cette fluorescence. Il fallut ensuite plus de quinze ans pour que l'on
comprenne la nature électromagnétique de ce rayonnement, grâce en particulier aux
travaux de Max von Laue.

Origine des rayons X.
Les rayons X sont engendrés lors de transitions électroniques entre des niveaux atomiques
profonds. On provoque ces transitions en excitant des atomes métalliques lourds, tels le
cuivre ou le tungstène, par bombardement avec des électrons accélérés sous quelques
dizaines de kilovolts. Les raies du spectre de rayons X ainsi émis sont caractéristiques du
corps bombardé et peuvent servir à l'identifier. Le spectre comprend en outre un fond
continu. Les sources intenses de rayons X utilisées soit en radiocristallographie, soit en
radiographie médicale reposent sur ce principe. Les rayons X peuvent également être émis
lorsque des particules chargées, le plus souvent des électrons, subissent une forte
accélération. Ce type de situation se rencontre sur Terre dans les accélérateurs de
particules, en particulier lorsque des champs magnétiques intenses imposent une courbure
à la trajectoire d'électrons très énergétiques. Le rayonnement synchrotron qu'émettent
tangentiellement à leur trajectoire ces électrons constitue une source très utilisée de
rayons X de toutes longueurs d'onde. Des sources de rayonnement X synchrotron existent
aussi dans l'Univers, au voisinage d'objets ayant des champs magnétiques intenses dans
lesquels circulent des électrons de grande énergie, comme c'est le cas lorsqu'un trou noir
absorbe la matière qui l'entoure.

Propriétés et applications des rayons X.
L'énergie du photon associé au rayonnement X s'étend de 100 eV à 100 keV, et la
transparence de la matière varie en fonction de cette énergie. Différents processus
contribuent à l'absorption des rayons X par les atomes, les uns non sélectifs en énergie,
comme l'effet Compton, les autres, au contraire, très sélectifs, correspondant à l'excitation
d'une transition atomique et donnant une raie d'absorption dans le spectre. D'une façon
générale, les rayons X sont d'autant plus absorbés que les atomes qu'ils rencontrent ont
un plus grand numéro atomique : l'hydrogène, le carbone, l'oxygène et l'azote, qui sont les
constituants principaux des tissus mous des organismes vivants, sont à peu près
transparents, alors que le calcium des os est beaucoup plus absorbant, d'où l'utilisation des
rayons X en imagerie médicale.
L'absorption d'un photon X par un atome s'accompagne souvent de l'ionisation de
celui-ci, avec éjection d'électrons énergétiques, eux-mêmes ionisants. Les rayons X sont
donc des agents très destructeurs des tissus biologiques, ce qui implique de grandes
précautions d'emploi, mais permet également de les utiliser pour détruire des cellules
cancéreuses. Ces propriétés ionisantes sont mises à profit dans la détection des rayons X,
soit pour exciter des substances fluorescentes, soit pour impressionner des émulsions
photographiques, soit pour déclencher des compteurs à ionisation.
L'ordre de grandeur des longueurs d'onde des rayons X est comparable aux distances
interatomiques dans un cristal, ce qui permet de les utiliser pour explorer les structures
cristallines : un réseau cristallin se comporte comme un réseau de diffraction, qui ne laisse
passer les rayons X d'une longueur d'onde donnée que dans certaines directions
caractéristiques de l'ordre cristallin du réseau. Le repérage de ces directions sur une plaque

photographique permet de déterminer la structure du cristal diffractant.
Les rayons X d'origine cosmique sont absorbés par l'atmosphère ; on ne peut donc les
observer qu'à partir de sondes spatiales. L'importance des renseignements obtenus a
justifié la mise en orbite de détecteurs sophistiqués dont les observations ont ouvert une
nouvelle fenêtre sur la vie des étoiles et des galaxies.
Complétez votre recherche en consultant :
Les livres
rayons X - visualisation du masque de Toutankhamon, page 4246, volume 8
rayons X - contrôle des bagages par rayons X, page 4246, volume 8
recherche scientifique - le détecteur à rayons X de l'accélérateur de particules LEP,
page 4254, volume 8
Complétez votre recherche en consultant :
Les corrélats
accélérateur de particules - Utilisations des accélérateurs
Angström Anders Jonas
anticathode
astres - Les associations d'étoiles
Bragg (sir William Henry)
Compton Arthur Holly
Coolidge William David
cristal - 1.GÉOLOGIE
Crookes (sir William)
Holweck Fernand
imagerie médicale - La radiologie classique - Introduction
imagerie médicale - Le scanner
laser
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physique - La physique au XXe siècle - Les grands bouleversements : quanta et
relativité
radioactivité - La radiobiologie - Période biologique
radioactivité - Les émissions du rayonnement nucléaire
rayonnement - Classification des rayonnements
rayonnement - Le rayonnement électromagnétique - Les rayons X
Röntgen (Wilhelm Konrad von)
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Soleil - Le Soleil, tel qu'il est observé
Thomson (sir Joseph John)
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