Publication : Laboratoire d'essais

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  - RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
  - LABORATOIRE D’ESSAIS y
  - SUR LA RADIOGRAPHIE
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  - PAR RÉFLEXION
  - par A. Guinier et J. Devaux
  - PUBLICATION N° 56
  - (Extrait des Comptes Rendus de l’Académie des Sciences
  - T. 214 - P. 223 à 225 - 2 Février 1942)
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  - RAYONS X. — Sur la radiographie par réflexion. Note de MM. ANDRÉ GEINIER et JEAN DEVAUX.
  - Nous avons étudié l’action des rayons X sur une couche sensible photographique placée au contact de la surface d’un solide. Depuis longtemps on a songé à utiliser les rayonnements diffusés par un écran placé derrière une pellicule pour renforcer l’impression produite par les rayons directs. J.-J. Trillat (1), utilisant des rayons X de très courte longueur d’onde, a montré que les détails de structure d’une surface étaient reproduits sur la pellicule photographique appliquée sur celle-ci, par l’intermédiaire des photoélectrons, émis en nombre variable et avec une énergie variable par les différents éléments. Dans ce même but, obtenir des images par réflexion, nous avons utilisé des rayons X de grande longueur d’onde; le mécanisme du phénomène et les résultats sont alors différents.
  - Une pellicule photographique, dont une partie est appliquée contre un échantillon plan d’une substance de poids atomique moyen, en fer par exemple, est exposée à un rayonnement X de longueur d’onde définie (rayonnement émis par des anticathodes variées, monochromatisé par réflexion sur un cristal ou simplement filtré). Nous avons étudié, en fonction de la longueur d’onde du rayonnement incident, le contraste entre les deux plages de la pellicule, l’une ne recevant que les rayons primaires, l’autre recevant, en outre, les rayonnements diffusés par le support. Tant que la longueur d’onde des rayons primaires X est supérieure à la longueur d’onde de la discontinuité d’absorption K du fer (XK 1,74 Â), il n’y a pas de différence appréciable entre les deux plages; dès que X est plus petit que 7R, l’image de l’échantillon apparaît très nettement. Ce noircissement est dû au rayonnement de fluorescence du fer (raies K); nous l’avons montré en interposant des absorbants entre le fer et la pellicule (cellophane, aluminium) et en évaluant le coefficient d’absorption du rayonnement diffusé. Comme le rapport des intensités reçues par les
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  - deux plages est déterminé, il existe une exposition qui rend le contraste maximum; en particulier, une surexposition du cliché annule le contraste. Les émulsions à couche mince sont les plus avantageuses : le contraste, faible avec les films spéciaux pour rayons X, est plus grand avec des pellicules photographiques ordinaires; on obtient les résultats les meilleurs avec les papiers photographiques contraste et les films spéciaux Microradio Kodak. Pour le fer irradié par le rayonnement CuKa, la différence de densité atteint o,3.
  - Avec un rayonnement incident de longueur d’onde plus courte (MoKa), on obtient sensiblement le même contraste. Mais, pour des longueurs d’onde encore plus courtes (rayonnement d’une anticathode de tungstène filtré par imm de laiton : AmoyenA 0,25 Â), le phénomène change : on obtient encore entre les deux plages un contraste du même ordre, mais l’interposition d’une feuille de cellophane de 2/100e de millimètre d’épaisseur le fait disparaître complètement; ce n’est donc plus le rayonnement K de fluorescence du fer qui agit, mais les photoélectrons. Enfin, d’après les résultats de Trillat, un rayonnement très pénétrant (de 100 à 200 kV) n’impressionne presque plus la pellicule photographique; seule, la partie au contact du support est impressionnée par les photoélectrons émis par la surface.
  - L’effet renforçateur du support sur la couche sensible est donc la somme de deux effets dont l’importance relative varie avec la longueur d’onde des rayons incidents. Considérons un élément de nombre atomique moyen : seul intervient le niveau d’absorption K (pour les éléments lourds, les autres niveaux interviennent et compliquent le phénomène). Pour une intensité donnée de rayonnement tombant sur la pellicule et son support, l’intensité du rayonnement K diffusé, nulle pour À > 7R, a sa valeur maximum pour À=7k et décroît avec A. Le nombre de photoélectrons émis varie de la même manière, mais leur énergie, au contraire, est proportionnelle à (I/A) — (I/AR) : leur action photographique, qui dépend de ces deux facteurs, est donc nulle pour les grandes longueurs d’onde, passe par un maximum et décroît pour les très courtes longueurs d’onde. D’autre part, la sensibilité de la pellicule diminue avec la longueur d’onde. A l’aide de ces données, on peut expliquer que l’effet renforçateur du support commence pour la longueur d’onde ÀR; il est alors dû uniquement au rayonnement X de fluorescence; il reste à peu près constant pour les longueurs d’onde moyennes, puis devient plus grand pour les courtes longueurs d’onde; ce sont alors uniquement les électrons qui agissent sur
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- - l’émulsion. Enfin, on a effectivement constaté avec les rayons très pénétrants (au-dessus de 200 kV) et les rayons Y une diminution de l’effet des écrans métalliques renforçateurs ( Seemann, Journ. of applied Physics, 1937).
  - Ge qui rend utile la radiographie par réflexion, c’est la différence d’action des divers éléments juxtaposés sur la surface étudiée; les résultats à cet égard, sont très variables avec la longueur d’onde du rayonnement incident. Considérons deux cas extrêmes simples; si la longueur d’onde est assez courte pour que les niveaux K de tous les éléments soient ionisés, le noircissement de la pellicule croît régulièrement avec le nombre atomique; avec une grande longueur d’onde, au contraire, seuls les éléments dont le niveau K est excité produisent un noircissement de la pellicule phothographique.
  - Ainsi, quoique l’effet renforçateur soit bien plus faible avec les radiations de grande longueur d’onde, le contraste maximum entre deux éléments de poids atomique voisin est réalisé en employant un rayonnement d’une longueur d’onde intercalée entre leurs discontinuités d’absorption.
  - L’emploi de longueurs d’onde variées étend donc les possibilités de la radiographie par réflexion; en outre on peut, dans certains cas, identifier les éléments de la surface d’un échantillon. En effet, en comparant les images obtenues successivement avec divers rayonnements, on arrive à déterminer la limite d’absorption de l’élément inconnu : c’est une méthode d’analyse particulièrement simple, qui nécessite seulement un tube à rayons X à anticathodes interchangeables, mais pas de spectro-graphe : elle s’adapte particulièrement aux métaux du chrome au zinc.
  - Notons enfin que l’utilisation pour la formation de l’image de rayons X de fluorescence et non d’électrons permet d’effectuer la radiographie par réflexion d’une surface masquée par une couche mince opaque à la lumière, comme certains vernis, pourvu que ceux-ci ne renferment pas d’éléments trop lourds.
  - (Extrait des Comptes rendus des séances de l'Académie des Sciences, t. 214, p. 223-225, séance du 2 février 1942.)
  - GAUTITIER-VILLARS, IMPRIMEUR-LIBRAIRE DES COMPTES RENDUS DES SÉANCES DE L'ACADÉMIE DES SCIENCES.
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  - Paris. — Ouai des Grands-Augustins, 55.
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