COMMENT ON PEUT PRODUIRE LES RAYONS X

Nous avons vu dans le chapitre précédent que pour produire les rayons X,

il faut faire passer un courant électrique dans un tube tel que celui

de la figure I, et qu'il est nécessaire de disposer pour cela d'une

_tension_ ou différence de potentiel élevée. Celle-ci n'est généralement

pas fournie par les distributions d'électricité dans les villes. Il

convient donc de transformer le courant de basse tension distribué par

l'usine d'électricité en courant de haute tension capable d'alimenter

l'ampoule.

Cette transformation de courant est obtenue à l'aide d'appareils

établis dans ce but par l'industrie électrique. Tous ces appareils

utilisent le phénomène de l'_induction électrique,_ mais ne l'utilisent

pas tous de la même manière. Tous possèdent cependant comme partie

essentielle deux circuits électriques, dont l'un contient une spirale

de gros fil, l'autre une spirale de fil très fin enroulée autour

de la précédente sans communiquer avec elle. Si dans le premier

circuit, nommé _primaire_, on envoie un courant, dont l'intensité

varie périodiquement,--soit le courant alternatif industriel, soit le

courant continu régulièrement interrompu par un dispositif spécial

nommé _interrupteur_,--il se produit dans le deuxième circuit nommé

_secondaire_ des courants _induits_ de haute tension circulant

alternativement, tantôt dans un sens, tantôt dans l'autre. Ce sont ces

courants induits qu'on peut employer pour actionner les ampoules.

Bien que les appareils de transformation de courant soient tous basés

sur le même principe, ils sont néanmoins de types multiples et leur

puissance peut varier dans de larges limites. Je ne décrirai ici, à

titre d'exemple, qu'un type d'appareil très couramment employé pendant

la guerre, de puissance modérée mais suffisante pour les besoins de la

radiologie de guerre.

Le transformateur de courant T (fig. 2) se compose d'un noyau de fer

doux autour duquel sont disposés deux enroulements (ou _bobines_),

l'un à gros fil pour le primaire (T_1), l'autre à fil fin

pour le secondaire (T_2); l'enroulement secondaire entoure

l'enroulement primaire mais en est entièrement séparé par un isolant. Un

courant interrompu à intervalles réguliers traverse le primaire, et le

secondaire est le siège de courants induits de haute tension produits à

chaque interruption du primaire.

Le circuit primaire est alimenté par une source d'électricité

convenable, par exemple par une distribution à 110 volts de courant

continu ou par un groupe électrogène pouvant remplacer cette

distribution. Branché aux pôles de la source (ou secteur), le circuit

comprend l'enroulement primaire T_1 du transformateur, un

rhéostat R qui règle l'intensité du courant, un ampèremètre A qui mesure

cette intensité, un coupe-circuit C et enfin une pièce essentielle:

l'interrupteur I. Le modèle d'interrupteur le plus employé est la

turbine à mercure[1].

[Illustration: Fig. 2]

Le circuit secondaire comprend l'enroulement secondaire T_2 du

transformateur, l'ampoule productrice de rayons X, une _soupape_ S et un

milliampèremètre MA; ce dernier mesure le courant utile. La soupape est

destinée à absorber parmi les courants de haute tension produits dans le

transformateur ceux dont le sens ne convient pas au fonctionnement de

l'ampoule, et qu'on nomme _courants inverses_. Quand le courant inverse

passe, le fonctionnement est défectueux et l'ampoule se détériore. La

soupape est un tube de Crookes à électrodes très dissymétriques, dont

l'une est une tige étroitement emboîtée dans une tubulure de verre,

tandis que l'autre est une spirale placée dans la partie centrale du

tube; celui-ci porte le nom de soupape, car il laisse passer le courant

très facilement de la tige vers la spirale, et très difficilement en

sens inverse, à condition que la faible pression d'air à l'intérieur

soit convenablement réglée[2].

Il ne suffit pas de disposer d'une intensité de rayons convenables, il

faut aussi que ces rayons aient un pouvoir pénétrant adapté; on dit

alors que l'ampoule a une «dureté» convenable. Il est donc nécessaire

d'avoir un dispositif qui indique la dureté de l'ampoule, ainsi qu'un

moyen de faire un réglage pour obtenir la dureté désirée. Pour se rendre

compte de la dureté, on établit aux bornes de l'ampoule une dérivation

nommée _spintermètre_ (fig. 2) Sp, comprenant une tige mobile en face

d'une pointe. Le courant secondaire peut, soit passer dans l'ampoule,

soit franchir sous forme d'étincelle l'intervalle du spintermètre. Quand

les deux passages offrent la même facilité, la dureté de l'ampoule, est

mesurée par cette étincelle dite _équivalente_. L'ampoule est d'autant

plus dure que l'étincelle équivalente est plus longue, c'est-à-dire que

la tension d'alimentation est plus élevée.

Or c'est cette tension qui détermine le pouvoir pénétrant des rayons;

une pénétration moyenne correspond à une étincelle équivalente (mesurée

avec un spintermètre à pointes mousses) d'environ 10 centimètres de

longueur, et à une tension d'environ 50.000 volts. Les rayons X obtenus

dans ces conditions ont un pouvoir pénétrant favorable à la radioscopie

et à la radiographie. Avec des tensions plus élevées, on obtient des

rayons X très durs qui trouvent leur application dans la radiothérapie.

Avec des tensions moins élevées, on obtient des rayons X mous qui

traversent difficilement le corps humain[3].

La dureté ou résistance d'une ampoule dépend de la quantité d'air qui y

est contenue. Au cours du fonctionnement il arrive que l'air résiduel

s'absorbe dans les parois de verre et ceci a pour effet de faire durcir

le tube. Pour remédier à cet inconvénient on dispose de _régulateurs_

de divers modèles qui permettent d'introduire de petites quantités de

gaz dans l'ampoule. Les soupapes ont besoin d'un réglage analogue; quand

elles contiennent trop ou trop peu de gaz, l'effet protecteur qu'on

leur demande n'est pas obtenu. Ce réglage des tubes est très délicat et

demande un opérateur habile et exercé[4]. On a représenté dans la figure

5 un régulateur de type courant adapté à une ampoule.

Si les tubes ont besoin d'un réglage particulièrement soigné,

l'appareillage au total exige aussi un entretien constant qui consiste

en un nettoyage des pièces et des contacts; c'est seulement à condition

d'observer ces soins que l'on peut obtenir un bon fonctionnement. Il ne

faudrait cependant pas croire qu'un bon appareillage radiologique doive

nécessairement être fragile; desservi par un bon opérateur, il ne risque

pas de se détériorer. La radiologie de guerre demande des appareils

robustes, facilement transportables et pouvant être installés avec

rapidité.

Un appareil correspondant au schéma de la figure 2 peut être établi

en trois pièces principales: transformateur, tableau de commande et

interrupteur, pesant respectivement environ 30, 20 et 25 kilos et

pouvant se transporter aisément. Le transformateur et le tableau sont,

à cet effet, placés dans des boîtes en bois, de forme adaptée, munies

d'anses pour le transport et disposées de manière à remplir un rôle

utile dans l'installation. Ces appareils peuvent être facilement placés

dans une voiture ou expédiés par chemin de fer. Dans le premier cas,

il suffit de les immobiliser avec des attaches. Dans le second cas,

il convient en général, de les emballer. Pourtant, il m'est arrivé, à

plusieurs reprises, de les faire voyager d'urgence, sans emballage, dans

un train, en les installant, avec l'aide des employés, dans la voiture

à bagages, avec quelques précautions faciles à réaliser et suffisantes

pour éviter les accidents.

En dehors de ces pièces fondamentales, l'appareillage complet comprend

les tubes et les accessoires indispensables. Parmi ces derniers, il

faut citer, en premier lieu, le _pied porte-ampoule_ qui sert à porter

le tube producteur de rayons X et à lui donner toutes les positions

requises par le service qu'il doit remplir. La mobilité du tube est une

condition indispensable de travail utile.

Le blessé soumis à l'examen est, le plus souvent, couché sur une

table. Celle-ci est quelquefois une table spéciale, munie d'un support

porte-ampoule. Mais quand on dispose d'un pied porte-ampoule convenable,

on peut, au besoin, se contenter d'une simple table en bois, à condition

que le plateau soit perméable aux rayons et sans défauts; pour faire une

radioscopie on place, en effet, l'ampoule sous la table et on observe

sur un écran placé au-dessus du corps l'image obtenue avec des rayons

qui traversent la table et le corps. Il est donc nécessaire que le bois

de la table soit transparent aux rayons, ce qui est le cas des bois de

faible densité sous épaisseur modérée,--et que ce bois ne contienne pas

de défauts tels que des nœuds ou des fissures qui ne manqueraient pas

d'apparaître sur l'écran. Quelquefois, la table est simplement composée

d'une planche reposant sur des tréteaux.

Un certain nombre d'accessoires de moindre encombrement achèvent

de composer un appareillage complet. Leur choix est très important

quand il s'agit d'une installation qui doit se suffire et qui est

destinée à être transportée. On peut évaluer à 250 kilos le poids

total d'un appareillage comprenant les appareils de production de

haute tension, deux ou trois ampoules, deux soupapes, une table

légère, un pied porte-ampoule, une petite provision de plaques et

produits photographiques, un écran radioscopique, quelques châssis,

des rideaux pour faire l'obscurité, quelques appareils de protection

pour l'opérateur, quelques outils, du câble isolé et un certain nombre

de petits objets dont l'utilité a été démontrée par l'usage. Le tout

peut prendre place dans une voiture d'assez petites dimensions; des

voitures de place ont même pu être utilisés avec succès pour le service

d'installations transportables.

[Footnote 1: Cet interrupteur comprend comme pièce essentielle, une

toupie percée de canaux obliques et animée d'une rotation rapide autour

de son axe. Cette toupie plonge dans un bain de mercure contenu dans une

cuve; en tournant, elle aspire le mercure par les canaux et le projette

ensuite au travers de petits orifices placés à sa partie supérieure sous

forme de filet mince qui vient frapper une palette ou _dent_ isolée

du vase à mercure. Quand le filet rencontre la palette, le courant

s'établit dans le circuit primaire, quand il ne la rencontre plus, la

toupie ayant tourné, le courant est interrompu. On a coutume d'adjoindre

à l'interrupteur un condensateur dont les deux armatures sont réunies

respectivement aux bornes de l'interrupteur, et qui est destiné à rendre

l'interruption plus brusque en absorbant l'étincelle qui se produit à la

rupture. L'interruption du courant ne doit pas avoir lieu dans l'air,

mais dans un milieu réducteur comme le gaz d'éclairage, dont on remplit

la cuve étanche de l'interrupteur.]

[Footnote 2: L'emploi de soupapes n'est pas nécessaire, si, au moyen

d'un dispositif convenable, on obtient le redressement des courants dits

inverses; ceux-ci peuvent alors servir à alimenter l'ampoule. Il existe

des types d'appareils qui fonctionnent sans interrupteur: le courant

alternatif de haute tension fourni par un transformateur est redressé à

l'aide d'un commutateur et envoyé dans l'ampoule.]

[Footnote 3: On emploie couramment, pour reconnaître la dureté des

rayons, un petit appareil très simple nommé _radiochromomètre Benoît_.

Le principe de l'appareil consiste à comparer la transparence aux rayons

X d'une mince lame d'argent à la transparence d'une série de secteurs

d'aluminium d'épaisseurs graduées. Pour se servir du radiochromomètre

on peut examiner l'ombre qu'il porte sur un écran radioscopique ou bien

reproduire son image en radiographie comme sur la planche 3. L'aspect de

l'image permet d'apprécier la dureté des rayons employés.]

[Footnote 4: Il existe un modèle perfectionné d'ampoules basé sur un

principe qui permet un réglage rapide et facile. Ce sont les tubes

Coolidge dont la cathode est constituée par une spirale de tungstène

chauffée à l'incandescence par un courant électrique. Ces tubes sont

complètement vides d'air. Les rayons cathodiques y sont produits par la

cathode incandescente et la «dureté», ou résistance du tube ne dépend

ici que de la température de la cathode qui émet d'autant plus de rayons

cathodiques qu'elle est plus fortement chauffée. Les tubes Coolidge sont

employés dans des installations de grande puissance.]

La Radiologie et La Guerre · 第 6 / 21 题