Le domaine de l'invention est celui des sources radiogènes, généralement utilisées dans des applications industrielles, scientifiques et médicales afin de fournir le flux de photons permettant notamment la réalisation des images suivant différentes techniques de reconstruction en deux ou trois dimensions spatiales. Ces sources radiogènes sont également intéressantes dans le domaine de la sureté, notamment l'inspection de bagages et colis par rayons X.

Depuis longtemps, des systèmes fixes basés sur l'imagerie X en transmission, sont utilisés pour la sécurité aéroportuaire. Depuis une dizaine d'années, les besoins de sécurisation de lieux publics vont croissant et requièrent des systèmes sur plateformes mobiles pour détecter des substances chimiques dangereuses ou des explosifs cachés dans des bagages ou colis. Les systèmes mobiles existants utilisent en particulier la rétrodiffusion de rayons X. Cependant, la capacité de détection et d'identification demeure limitée. Il est en particulier difficile de discriminer entre des substances de densités voisines. La transmission X est une autre technique utilisable. Elle donne accès à une combinaison de la densité du matériau p et de son numéro atomique effectif Z_eff, mais pas à chacune de ces deux grandeurs séparément, et de plus, les contributions de plusieurs éléments constituant le colis se superposent en fonction de l'épaisseur traversée. L'imagerie 3D par transmission à une énergie permet une cartographie du coefficient d'atténuation µ en tout point d'un objet. Cette technique permet donc de s'affranchir de l'épaisseur traversée.

Le coefficient d'atténuation µ est une fonction de la densité du matériau p, de son Z_eff et dépend de l'énergie. La transmission X multi-énergies en 3D permet finalement de déterminer ρ, et Z_eff.

Il existe un besoin réel de systèmes d'identification fiables, et de mise en oeuvre rapide et aisée. Ces systèmes nécessitent la mise en oeuvre de sources radiogènes autorisant une imagerie en trois dimensions sans déplacement mécanique du système de source.

Dans la plupart des cas, les sources radiogènes utilisent des cathodes thermo-ioniques comme émetteur d'électrons mais ces solutions présentent plusieurs limitations :

• Dans le cas des cathodes thermoïoniques à chauffage direct (figure 1a) représentant un filament Fil en regard d'une anode A, ou à chauffage indirect (figure 1b) représentant un filament Fil chauffant une cathode Cath imprégnée en regard d'une anode A, une première limitation provient de l'inertie thermique de ce type de cathode interdisant une modulation rapide du courant donc du débit de dose RX (à énergie donnée, le débit de dose est souvent commandé par le courant débité par la cathode, si les fronts de montée ou d'arrêt ne sont pas raides, cela se traduira par des phases transitoires d'émission de rayonnement X pouvant nuire à la qualité de l'image reçue sur le détecteur). Une seconde limitation est liée à la nécessité d'avoir une alimentation du filament complexe, si elle est référencée à la haute tension. Les différents passages isolants permettant de polariser grille, filament et cathode sont également plus complexes et volumineux car ils doivent supporter les tensions élevées (20 à 600kV) généralement rencontrées dans les tubes radiogènes.

Pour remédier au problème de dynamique de contrôle du courant évoqué ci-dessus, des dispositifs utilisent une grille G polarisée, formée par exemple par des fils ou grillage, ou plaque percée comme illustré en figure 2a et 2b.

Ainsi chaque source radiogène est généralement constituée d'au minimum une cathode, un filament, une grille de contrôle du courant (si celui ci est modulé), portés à différentes hautes tensions au travers d'un isolant haute tension comme représenté sur la figure 2c. La taille finale de la source radiogène est fortement conditionnée par la dimension de cet isolant. Compte tenu de ces contraintes de connexion et d'isolement électrique, il est très difficile d'envisager deux (ou plus) sources X dans une même enveloppe à vide. Ainsi les systèmes existants comprenant plusieurs sources X sont constitués de plusieurs tubes radiogènes distincts.

Dans le cas des cathodes froides à émission de champ à pointes, notamment à nanotubes de carbone, dans la version la plus simple le filament et son alimentation sont supprimés comme illustré en figure 3a. Cette disposition de type diode ne permet cependant pas de contrôler l'intensité du courant émis indépendamment de la tension d'anode. En effet, la tension est fixée par l'énergie des RX recherchée, et la distance mécanique entre l'anode et la cathode est fixe, de sorte que le champ électrique au niveau du sommet des nanotubes ainsi que le courant émis sont également fixés. Une disposition avantageuse comme illustrée en figure 3b, constituée éventuellement d'un élément de focalisation F (électrostatique ou magnétique) et d'une grille d'extraction polarisée G, peut permettre de contrôler le courant.

Parmi les principaux avantages d'une cathode froide notamment à nanotubes de carbone sur une cathode thermoïonique conventionnelle, il est à noter

• la suppression d'un délai de préchauffage d'un filament ce qui conduit à une disponibilité immédiate en opération,
• l'absence de vieillissement par fatigue liés aux cycles thermo-mécaniques rencontrés lors des séquences marche/arrêt,
• la suppression du filament porté à haute température et de l'alimentation associée conduisant à une réduction de l'énergie consommée et à une simplification de l'alimentation
• et la possibilité d'une modulation de l'émission par polarisation d'une grille d'extraction située devant la cathode à nanotubes de carbone.

Pour une cathode froide, notamment à nanotubes de carbone, associée à une grille on retrouve cependant plusieurs limitations liées à la présence de la grille dans le domaine d'application des tubes radiogènes.

Parmi ces limitations on peut noter que :

• la capacité cathode grille limite la fréquence maximale de modulation,
• le courant émis par la cathode varie exponentiellement avec la tension appliquée sur la grille dégradant la qualité de l'asservissement du courant émis par la cathode
• la grille n'étant pas intégralement transparente au flux électronique, elle intercepte de 30 à 50% du courant émis par la cathode, favorisant les variations dimensionnelles de cette grille issues de l'échauffement et par voie de conséquence générant une instabilité du courant émis par la cathode du fait de la variation exponentielle décrite précédemment. L'inertie thermique et la fragilisation sont des facteurs aggravants.

• La fraction de courant intercepté par la grille et l'échauffement de celle ci en résultant sont également des limitations pour une utilisation de ce type de cathode à des courants élevés (quelques dizaines de mA). Par exemple pour une cathode d'un tube radiogène dont la tension serait de 150kV pour un courant de 2 mA, une grille interceptant 40% du courant devrait dissiper 120W.
• Dans le cas de cathodes constituées d'une pluralité de pointes, ici des nanotubes, une faible inhomogenéité des caractéristiques géométriques des pointes conduit à une large distribution des champs au sommet et donc des courants émis sur l'ensemble des pointes, depuis des valeurs pouvant aller d'une émission faible jusqu'à la destruction du nanotube
• Il est par ailleurs nécessaire de disposer d'une alimentation complexe permettant de contrôler la tension de grille par rapport à la haute tension.

Les dispositifs d'imagerie 3D sont de deux types. Dans le premier type, ils comprennent un générateur de rayons X et un détecteur en regard, permettant de mesurer le rayonnement ayant traversé l'objet ou le patient. Afin de multiplier les angles de vue, ces systèmes nécessitent la rotation de la source et du détecteur ou de l'objet ou du patient. Ces systèmes sont généralement lourds et complexes et demandent un temps d'analyse important incompatible avec les besoins nouveaux.

Le deuxième type autorise des techniques d'imagerie 3D sans aucun déplacement du système, ni de l'objet. Ils nécessitent plusieurs générateurs de rayonnement X et plusieurs détecteurs permettant l'observation sous différentes incidences et imposant une recombinaison des images obtenues pour en extraire l'information 3D. Ces systèmes dits de tomosynthèse sont plus simples que les précédents et peuvent permettre de réduire fortement les temps d'analyse et la complexité du système.

Enfin, certains tubes radiogènes comportent en plus de la haute tension continue, un accélérateur linéaire (linac, en abrégé anglo-saxon) pour porter les électrons à très haute énergie afin de produire des rayons X eux-mêmes de très haute énergie. L'injection d'électrons dans une structure accélératrice d'un accélérateur linéaire est réalisée dans sa configuration conventionnelle à l'aide d'un canon à électrons à base de cathode à effet thermoïonique avec grille ou sans grille. L'émission électronique est contrôlée par le chauffage du filament de la cathode et/ou la polarisation de la grille de contrôle.

Pour répondre notamment aux besoins de l'imagerie médicale à rayons X, le contrôle du flux de dose (Gy/s) doit être maîtrisé. Il faut donc assurer une grande stabilité de la dose émise, laquelle dépend de la régularité du courant électronique généré et de la qualité du dispositif de régulation en courant de la photocathode.

La présente invention propose en réponse une source radiogène comprenant une source froide d'électrons soumise à un champ électrique et fonctionnant par émission de champ, et un élément photoconducteur placé en série avec l'émetteur d'électrons de sorte que le courant photogénéré par illumination dans le dispositif photoconducteur est égal à celui de l'émetteur.

Ainsi, le courant émis est contrôlé par l'illumination, directement, et non par l'intermédiaire d'une commande en tension d'une électrode d'extraction. Cette disposition garantit une dépendance linéaire du courant d'émission avec l'illumination et un asservissement très sensible et de très bonne qualité du courant émis.

Plus précisément l'invention a pour objet une source radiogène comprenant au moins une enceinte à vide, des moyens d'introduction d'une onde optique, au moins une source froide pouvant émettre des électrons dans le vide par le phénomène de l'émission de champ lorsqu'elle est soumise à un champ, au moins une alimentation fournissant une haute tension électrique, au moins une anode comprenant un matériau susceptible d'émettre des rayons X sous l'effet du bombardement électronique et au moins une fenêtre permettant la sortie des rayons X, au moins une source de lumière fournissant ladite onde optique, caractérisée en ce que la source froide comprend au moins un substrat muni d'au moins une surface conductrice, et est soumise à un champ électrique résultant de l'application de la haute tension entre au moins une surface conductrice et l'anode ; ladite source froide comprenant en outre au moins un élément photoconducteur dans lequel le courant est contrôlé par l'illumination et au moins un élément émetteur d'électrons, ledit élément photoconducteur étant électriquement connecté en série entre ledit au moins un élément émetteur et une surface conductrice, de sorte que le courant photogénéré dans ledit élément photoconducteur est égal à celui de l'émetteur ou du groupe d'émetteurs auquel il est associé, et de sorte que le flux de rayons X émis est sensiblement linéairement dépendant de l'illumination.

Avantageusement, la source froide peut fonctionner sans grille d'extraction.

Avantageusement, la source froide peut être mise ainsi à une haute tension négative, et l'anode cible à la masse électrique, simplifiant le refroidissement de l'anode cible.

Avantageusement, un tel système simplifie le découplage galvanique des dispositifs de commande en courant, par l'isolation galvanique apportée par la commande optique.

Avantageusement, les circuits de commande peuvent être à la basse tension.

Selon une variante de l'invention, la ou les surfaces conductrices, le ou les photoconducteurs et le ou les éléments émetteurs sont intégrés sur le substrat de manière monolithique. Une telle structure est ci-dessous referré comme photocathode.

Selon une variante de l'invention, la source comporte au moins une source froide d'électrons à pointes émettrices.

Selon une variante de l'invention, la source comprend une pointe émettrice pour former une source ponctuelle pour l'imagerie X, haute résolution.

On entend par là une pointe émettrice unique dont l'image nette produite par une optique électronique sur la cible X est nécessairement plus petite (sensiblement ponctuelle) que celle d'un réseau de pointes émettrices. Une image de l'objet étudié avec une telle source X sera nécessairement à plus haute résolution qu'une image obtenue avec une source X associée avec un réseau étendu de pointes.

Selon une variante de l'invention, la source comprend au moins une source froide d'électrons à pointe émettrice en nanotube de carbone ou en nanofils métalliques.

Selon une variante de l'invention, le matériau cible du bombardement électronique est en tungstène ou en composite comportant du tungstène ou tout autre matériau réfractaire à Z élevé.

Par dispositif photoconducteur, on entend dispositif dont l'état de conduction est contrôlé par l'illumination.

Selon une variante de l'invention, le dispositif photoconducteur est de type photodiode en semiconducteur à structure PIN ou P désigne une zone dopée P, I désigne une zone intrinsèque ou non intentionnellement dopée ou peu dopée, et N une zone dopée N.

Selon une variante de l'invention, le dispositif photoconducteur est une diode MIN ou M désigne une zone métallique,

Selon une variante de l'invention, l'élément photoconducteur comprend une couche métallique sur au moins une de ses faces de contact.

Selon une variante de l'invention, la source froide comprend au moins un substrat conducteur comportant au moins un émetteur d'électrons et un dispositif photoconducteur de manière à former au moins une photocathode.

Selon une variante de l'invention, la source froide comprend au moins un substrat conducteur au moins une pointe dont le sommet est à une hauteur h par rapport au substrat conducteur et au moins un élément photoconducteur disposé entre la pointe et le substrat conducteur telle que la pointe soit éloignée de ses éventuelles voisines d'une distance d sensiblement égale ou supérieure deux fois la hauteur h, et telle que les dimensions latérales phi des éléments photoconducteurs soient environ égales ou inférieure la hauteur h.

Selon une variante, les émetteurs ou groupes d'émetteurs sont disposés en réseaux réguliers.

Selon une variante de l'invention, le substrat comprend une face dite avant supportant l'élément émetteur, la source de lumière éclairant ladite face avant.

Selon une variante de l'invention, le substrat est transparent à ladite source de lumière, ladite source de lumière éclairant ledit substrat en face opposée à la face avant.

Selon une variante de l'invention, le substrat présente une zone amincie destinée à être illuminée, de manière à minimiser les phénomènes d'absorption ladite source de lumière éclairant ledit substrat en face opposée à la face avant.

Avantageusement, la source radiogène comporte en outre des moyens de réglage de la puissance optique de la source de lumière pour régler la puissance de rayons X générés.

Elle peut aussi avantageusement comprendre des moyens pour régler la focalisation de la source de lumière sur la source d'électrons.

Selon une variante de l'invention, la source comprend un mono-tube X de symétrie cylindrique comportant une enceinte, renfermant une photocathode, une cible, un miroir permettant d'illuminer la photocathode avec un faisceau lumineux perpendiculaire à l'axe du mono-tube issu de la source d'illumination, et une fenêtre optique permettant de recueillir l'émission X.

Selon une variante de l'invention, la source radiogène comprend plusieurs mono-tubes X, un support circulaire supportant lesdits mono-tubes X disposés radialement, une alimentation haute tension, des moyens de distribution de ladite alimentation haute tension sur les différents mono-tubes de manière à produire des faisceaux de rayons X, et des moyens individuels de contrôles optiques indépendants dédiés à chacun des mono-tubes.

Selon une variante de l'invention, lesdits faisceaux de contrôle optique et les faisceaux de rayons X sont tous parallèles entre eux et perpendiculaires audit support circulaire.

Selon une autre variante de l'invention, la source radiogène comprend en outre des moyens pour faire converger lesdits faisceaux de rayons X.

Selon une variante de l'invention, la source radiogène comprend une enceinte, plusieurs ensembles constitués chacun d'un couple constitué d'une photocathode associée à une cible et des moyens de distribution d'alimentation desdites photocathodes.

Selon une variante, l'enceinte présente une forme concave de manière à générer des faisceaux de rayons X convergents.

Selon une variante de l'invention, la source radiogène comporte :

• la photocathode dite étendue ou l'ensemble de photocathodes ;
• la cible dite étendue ou l'ensemble de cibles, en regard respectivement de ladite photocathode étendue ou de l'ensemble de photocathodes;
• le dispositif d'adressage de l'illumination de la photocathode étendue ou de l'ensemble de photocathodes, de manière à sélectionner différentes zones au cours du temps sur la photocathode étendue ou à sélectionner différentes photocathodes dans l'ensemble de photocathodes et corrélativement rendre les zones de la cible étendue ou d'une cible parmi l'ensemble de cible, émettrice de rayons X.

Selon une variante de l'invention, la source comprend un modulateur spatial et/ou temporel permettant de défléchir un faisceau issu de la source d'illumination, vers différentes zones de la photocathode étendue ou différentes photocathodes parmi un ensemble de photocathodes.

Selon une variante de l'invention, le dispositif d'adressage est un modulateur spatial de lumière éclairé par un faisceau étendu permettant de transférer différentes lois d'éclairement sur une zone de la photocathode étendue ou sur une photocathode dans l'ensemble de photocathodes, et d'obtenir les lois correspondantes d'émission de rayons X depuis une zone de cible étendue ou sur une cible de l'ensemble de cibles.

Selon une variante de l'invention, la source comprend un ensemble de sources d'illumination et est caractérisée en ce que le dispositif d'adressage est un déflecteur opto-mécanique ou opto-électrique et active des sources d'illumination associées de manière biunivoque à différentes zones de la photocathode étendue ou à différentes photocathodes de l'ensemble de photocathodes, lesdites zones ou photocathodes étant associées de manière biunivoque à différentes zones de la cible étendue ou à différentes cibles parmi l'ensemble de cibles.

Selon une variante de l'invention, la distribution de puissance lumineuse est réalisée au moins pour partie par propagation guidée (fibres optiques) au lieu de propagation spatiale.

Selon une variante de l'invention, l'enceinte à vide comporte des passages pour les fibres optiques

Selon une variante de l'invention, les modulateurs spatiaux sont de type à propagation guidée.

Une ou plusieurs des variantes ci-dessus peuvent être complétées et formulées comme ci-dessous :

• Selon une variante de l'invention, la source radiogène comprend une enceinte à vide, et au moins un triplet composé coaxialement et consécutivement :
  • d'une fenêtre transparente aux photons
  • d'une photocathode polarisée à la haute tension négative
  • d'une cible

Selon une variante de l'invention, la source radiogène prévoit une disposition des triplets de telle sorte qu'ils génèrent des faisceaux X spatialement convergents.

Selon une variante de l'invention, la source radiogène prévoit une disposition des triplets de telle sorte qu'ils génèrent des faisceaux X parallèles et organisés matriciellement.

Selon une variante de l'invention, la source radiogène prévoit une disposition des triplets de telle sorte qu'ils génèrent des faisceaux X parallèles et organisés circulairement.

Selon une variante de l'invention, la source radiogène prévoit une disposition des triplets de telle sorte qu'ils génèrent des groupes parallèles de faisceaux X, ces groupes étant perpendiculaires les uns aux autres.

Selon une variante de l'invention, la source radiogène comporte en outre au moins un accélérateur linéaire pour accélérer les électrons émis par la source d'électrons.

Parmi les différents avantages de l'invention, on peut citer les suivants :

• l'éclairement appliqué permet un asservissement unitaire du courant de chaque émetteur évitant ainsi les risques de destruction de ces émetteurs liés aux différences de hauteur des nanotubes et qu'on rencontre dans le cas d'un pilotage par une électrode ou plan conducteur dont on fait varier la tension.

Aucun groupe émissif (emitter array) n'a lieu d'être défini structurellement comme dans le cas d'un pilotage par une électrode ou plan conducteur dont on fait varier la tension, autorisant ainsi toutes définitions possibles des zones émissives engageant au moins une photocathode.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles :

• les figures 1a, 1b illustrent des exemples de cathodes thermoioniques de l'art connu ;
• les figures 2a, 2b, 2c illustrent des exemples de cathodes thermoioniques de l'art connu comportant en outre une grille intermédiaire ;
• les figures 3a et 3b illustrent des exemples de cathodes froides selon l'art connu ;
• la figure 4 illustre un principe de source radiogène selon l'invention ;
• la figure 5 schématise une source radiogène selon l'invention relative à un monotube X de symétrie cylindrique ;
• les figures 6a et 6b illustrent un autre exemple de source radiogène selon l'invention relatif à plusieurs monotubes X disposés radialement ;
• les figures 7a, 7b, 7c et 7d illustrent un autre exemple de source radiogène selon l'invention, relatif à une enceinte renfermant plusieurs sources disposées diversement ;
• la figure 8 présente un exemple de modulation du spot électronique sur la cible uniquement lié à la zone d'éclairement (pas de grille ni « emitter array » déterminant mécaniquement les zones d'émission);
• les figures 9a et 9b illustrent la différence de réponse en courant de l'émetteur (exponentielle en présence d'une grille de commande, linéaire en présence d'une photocathode selon l'invention) ;
• les figures 10a et 10b illustrent la capacité d'activer des zones émissives locales irradiant une cible étendue ;
• la figure 11 a présente un schéma de principe de l'invention, les figures 11b, 11c, 11d, précisent des variantes de configurations de photocathodes intégrées.

De manière générale, l'invention propose la mise en oeuvre dans une même source radiogène, d'une ou plusieurs cathodes froides dont l'émission est contrôlée par un dispositif photoconducteur, ce type de dispositif peut typiquement être de type tel que celui décrit dans la demande de brevet N°04 13340.

Ainsi de manière schématique illustrée en figure 4, la source radiogène de l'invention comporte au moins un dispositif photoconducteur de commande 10, une source d'électrons 11 venant irradier une cible 12 de façon à ce que cette dernière émette un faisceau de rayons X, 13.

Ce type de découplage optique permet d'envisager des configurations de sources multiples dans une même enceinte à vide, localisées ou spatialement réparties et produisant un rayonnement X continue ou modulé temporellement suivant l'éclairement de la photo cathode.

Nous allons décrire ci-après des exemples de réalisation de sources radiogènes selon l'invention.

Selon une première variante de l'invention, illustrée en figure 5, la source radiogène est une source mono-faisceau et comporte une enceinte sous-vide 20, des moyens d'alimentation haute tension 21 et des moyens d'isolation électrique 22, une source d'illumination 23 dirigeant un faisceau lumineux 24 en direction d'un dispositif optiquement réfléchissant 25 pour les longueurs d'onde utilisée s afin d'exciter les couches photo-sensibles d'une cathode 26 permettant de générer un flux d'électrons 27, en direction d'une cible 28. Le bombardement de ladite cible génère alors le flux de rayons X, 30 au travers d'une fenêtre 29 transparente auxdits rayons X dont est équipée l'enceinte. Avantageusement l'enceinte peut également être équipée de moyens de refroidissement 31 de la cible soumise à des échauffements intenses lors des opérations de bombardement par les flux d'électrons.

La source radiogène comporte une multiplicité de flux de rayons X, 40i, grâce à la présence d'une série d'enceintes (tubes à rayons X) 41 i distribuées dans un support circulaire 42, ledit support circulaire comporte en outre des moyens de distribution d'une alimentation haute tension 43 comme illustré en figure 6a et 6b.

La source radiogène peut également être multi-faisceaux et comprendre une enceinte unique comme illustré en figure 7a, 7b, 7c, 7d. Selon l'exemple représenté, ladite enceinte 50 peut avantageusement se présenter sous plusieurs formes intégrant des sources d'électrons disposés diversement. Les exemples non exhaustifs montrent une organisation convergente planaire (figure 7a), parallèle organisée circulairement (figure 7b), parallèle organisée perpendiculairement (figure 7c), parallèle organisée matriciellement (figure 7d).

La figure 8 illustre un exemple de moyens de modulation du spot électronique sur la cible uniquement lié à la zone d'éclairement (pas de grille ni « emitter array » déterminant mécaniquement les zones d'émission).

De manière générale, la présente invention propose en réponse une source radiogène comprenant une source froide d'électrons soumise à un champ électrique et fonctionnant par émission de champ, et un élément photoconducteur placé en série avec l'émetteur d'électrons de sorte que le courant photogénéré par illumination dans le dispositif photoconducteur est égal à celui de l'émetteur.

Ainsi, le courant émis est contrôlé par l'illumination, directement, et non par l'intermédiaire d'une commande en tension d'une électrode d'extraction. Cette disposition garantit une dépendance linéaire du courant d'émission avec l'illumination et un asservissement très sensible et de très bonne qualité du courant émis.

Les figures 9a et 9b illustrent la différence de réponse en courant de l'émetteur. Ainsi cette réponse est exponentielle en présence d'une grille de commande, et linéaire en présence d'une photocathode selon l'invention.

Les exemples précédemment décrits sont relatifs à des sources radiogènes multi-faisceaux comportant un ensemble de sources d'électrons élémentaires associées à des cibles élémentaires.

Selon l'invention, la source radiogène multi-faisceaux peut également comprendre une source d'électrons étendue, comportant des zones d'émission d'électrons, capables d'irradier une cible étendue pour générer des faisceaux de rayons X (comme illustré en figures 10a et 10b). Ce type de source associée à des moyens de balayage peut typiquement être utilisée pour une configuration d'imagerie telle que la fluoroscopie par exemple.

Afin d'éviter les rayons diffusés, on peut être amené à privilégier un balayage rapide réalisé soit par un diaphragme mobile, soit suivant un dispositif de balayage par déviateurs électrostatiques ou magnétiques comme décrit dans le Brevet N° 00 08320 De P. De Groot « Générateur de rayons X à balayage pour système d'imagerie susceptible de fonctionner à grande vitesse » du 29 06 1999.

La source radiogène est une source micro-foyer ou nano-foyer comportant des moyens optiques assurant une focalisation telle qu'un seul nanotube soit adressé pour générer un faisceau d'électrons. La cible irradiée par un seul nanotube fournit par voie de conséquence également un faisceau de rayons X de tache focale très petite. Le diamètre du spot de la micro ou nano source X peut être ajusté suivant la surface de la zone éclairée et ainsi permettre d'asservir le diamètre du spot en fonction de la densité de puissance admissible sur la cible. Eventuellement, un système de focalisation, magnétique ou électrostatique peut être utilisé pour concentrer sur la cible tous les électrons émis par l'extrémité du nanotube dans une tache thermique de taille comparable à celle de la surface émissive, soit de l'ordre de 10 à 100 nm de diamètre.

Ce type de source radiogène peut notamment avantageusement assurer l'accès à du contrôle non destructif de grille de transistor de circuit intégré, par exemple.

Les exemples précédemment décrits sont relatifs à des sources radiogènes comportant une haute tension comme moyen d'accélération des électrons. Selon l'invention, la source radiogène peut également comporter une structure accélératrice dite « linac ». associée à la source froide, un dispositif photoélectrique permettant le contrôle de l'émission d'électrons par la source froide, et une source de lumière pour commander par illumination ledit dispositif photoélectrique. Dans ce cas, l'association permet une simplification de l'accélérateur, une réduction de son volume et une amélioration de la qualité du faisceau d'électrons et du rayonnement X qu'il produit.

Les avantages spécifiques produits sont les suivants :

• une modulation temporelle initiale du faisceau à la fréquence de l'accélérateur, avec une extension en phase permettant un rendement en courant proche de 100%. La totalité du courant ainsi émis en impulsions courtes, permet une acceptance en phase maximale par l'onde hyperfréquence, sans pertes longitudinales ;
• une réduction des pertes électroniques et donc thermiques dans le linac ;
• les paquets d'électrons étant déjà produits à l'émission, la totalité des cellules de l'accélérateur est consacrée à l'accélération proprement dite du faisceau et non à une phase préliminaire de prégroupement, amenant à une simplification de la géométrie du linac, et à une réduction de sa longueur. Ainsi, les premières cavités de l'accélérateur, conventiellement dédiées à la mise en forme temporelle du faisceau peuvent être simplifiées ;
• la miniaturisation du canon, ainsi que la possibilité d'une commande du courant à haute fréquence permet son adaptation à des linacs à très haute fréquence (par exemple bande X) ;
• la courte extension en phase des paquets d'électrons produits permet de réduire la dispersion en énergie finale du faisceau ;
• avec une faible dispersion en énergie, le faisceau est aisément focalisé en sortie de l'accélérateur, permettant des sources très ponctuelles de rayonnement sur la cible de conversion ;
• l'absence d'un système de cavités de prégroupement et groupement, permet d'envisager des linacs de basse énergie (en dessous de 4 MeV) avec une bonne qualité du faisceau ;
• le contrôle du courant initial pulse à pulse, permet d'envisager des linacs à courant variable dans des applications multi-énergies pulse à pulse où une puissance faisceau constante serait nécessaire pour la qualité du rayonnement X et de l'imagerie associée.

Les figures 11a, 11b, 11c et 11d illustrent de manière détaillée un exemple de source radiogène de l'invention.

Plus précisément cette source radiogène comprend une enceinte à vide 50, des moyens 56h d'introduction d'une onde optique 56i, une source froide 52 pouvant émettre des électrons 52i dans le vide par le phénomène de l'émission de champ lorsqu'elle est soumise à un champ, une alimentation 55 fournissant une haute tension électrique, une anode 53 comprenant un matériau 53j susceptible d'émettre des rayons X, 53i sous l'effet du bombardement électronique et au moins une fenêtre 54 permettant la sortie de rayons X, au moins une source de lumière 56 fournissant ladite onde optique.

La source froide comprend également au moins un substrat 57 muni d'au moins une surface conductrice 55, et est soumise à un champ électrique résultant de l'application de la haute tension entre au moins une surface conductrice 55 et l'anode 53; ladite source froide comprenant en outre au moins un élément photoconducteur 58 dans lequel le courant est contrôlé sensiblement linéairement par l'illumination et au moins un élément émetteur d'électrons 59, ledit élément photoconducteur 58 étant électriquement connecté en série entre au moins un élément émetteur 59 et une surface conductrice 55, de sorte que le courant photogénéré dans le dispositif photoconducteur est égal à celui émis par l'émetteur ou le groupe d'émetteurs auquel il est associé, et de sorte que le flux de rayons X émis est sensiblement linéairement dépendant de l'illumination.