Ecran de conversion de rayonnement X en photons lumineux

Abstract

 La présente invention concerne un panneau d'écran de conversion de rayonnement X en photons lumineux. Le panneau comprend une plaque de mousse rigide (2), une première couche (1) de matériau composite située sur une première face de la plaque de mousse rigide (2) et une deuxième couche (3) de matériau composite située sur une deuxième face de la plaque de mousse rigide parallèle à ladite première face.
L'invention s'applique, par exemple, à la radiologie médicale et au contrôle non-destructif de colis de stockage de déchets nucléaires.

Description

Domaine technique et art antérieur

[0001] L'invention concerne un écran de conversion de rayonnement X en photons lumineux.

[0002] L'invention concerne également un panneau d'écran de conversion de rayonnement X en photons lumineux ainsi qu'un dispositif de radiologie comprenant un tel écran de conversion.

[0003] L'invention s'applique dans les domaines qui mettent en oeuvre une conversion de rayonnement X en photons lumineux tels que, par exemple, le domaine de la radiologie médicale ou le domaine du contrôle non destructif de colis de stockage de déchets nucléaires.

[0004] Dans le domaine de la radiologie médicale, un écran de conversion de rayonnement X en photons lumineux est associé à des moyens d'émission de rayonnement X et à des moyens d'acquisition et d'affichage d'image pour réaliser un dispositif de radiologie.

[0005] De façon connue, un dispositif de radiologie comprend un générateur de rayons X associé à un tube à rayons X, un support (sur lequel est placé un patient ou un objet) et un film radiographique. Un flux de rayons X est émis par le tube à rayons X. Ce flux de rayons X est atténué par le patient ou l'objet. Le flux résiduel transmis à travers le patient ou l'objet est mesuré par le film radiographique. Il y a alors interaction des photons X non atténués avec le film radiographique.

[0006] Dans le domaine de l'imagerie médicale, des écrans de conversion de grandes dimensions sont souvent nécessaires. Par exemple, des écrans de 43 cm x 43 cm sont nécessaires pour effectuer des acquisitions « grand champ », telles que les radiographies pulmonaires, et des écrans de 80cm x 60 cm sont nécessaires pour le contrôle non destructif.

[0007] Outre leurs grandes dimensions, les écrans de conversion destinés à l'imagerie médicale doivent être précis et aussi performants que possible, c'est-à-dire qu'ils doivent fournir le plus grand nombre de photons lumineux possible, pour chaque photon X interagissant avec l'écran.

[0008] De façon connue, de tels écrans comprennent un panneau rigide (tôle métallique ou feuille de verre) recouvert, sur une de ses faces, d'une couche d'un matériau scintillateur tel que l'oxysulfure de gadolinium ou l'iodure de sodium (CsI) qui assure la conversion des rayons X en lumière visible. La tôle métallique ou la feuille de verre assure la rigidité de l'écran de conversion. Un tel écran de conversion est alors placé dans le dispositif de radiologie de façon que la lumière de l'image radiante X puisse être émise vers le capteur numérique.

[0009] Une telle technologie ne permet pas de réaliser des écrans de grandes dimensions ayant de bonnes performances. En effet, pour de grandes dimensions d'écran, par exemple des dimensions d'écran supérieures ou égales à 40cm x 40cm, des flexions apparaissent au centre de l'écran.

[0010] Dans le cas où, par exemple, les optiques utilisées imposent une distance focale fixe et une profondeur de champ dont la précision doit atteindre plus ou moins 100 microns au niveau de l'écran, la moindre déformation mécanique provoque alors un flou sur l'image captée.

[0011] Les déformations de l'écran peuvent être partiellement corrigées en augmentant l'épaisseur du panneau mais alors, le panneau absorbe une partie des rayons X et la résolution de l'image se trouve fortement dégradée.

[0012] Dans le cas de l'utilisation d'un panneau de verre, un autre inconvénient est la présence de réflexions lumineuses multiples internes au panneau, lesquelles réflexions perturbent également le fonctionnement du dispositif.

[0013] L'invention ne présente pas ces inconvénients.

Exposé de l'invention

[0014] En effet, l'invention concerne un panneau d'écran de conversion de rayonnement X en photons lumineux. Le panneau comprend une plaque de mousse rigide, une première couche de matériau composite située sur une première face de la plaque de mousse rigide et une deuxième couche de matériau composite située sur une deuxième face de la plaque de mousse rigide parallèle à la première face.

[0015] L'ensemble composé par la première couche de matériau composite, la plaque de mousse rigide et la deuxième couche de matériau composite apporte une solution au problème de la réalisation d'un écran de grande dimension. Cet ensemble permet en effet de réaliser un panneau très rigide par rapport aux déformations et peu atténuant aux rayons X. La mousse elle-même est rigide et ne contribue pas à la réduction de tension ou au placage de l'écran. La plaque de mousse a un rôle de maintien mécanique entre les couches de matériau composite qui l'entourent de façon à garantir une très bonne rigidité de l'ensemble du panneau. La mousse présente l'avantage d'être peu atténuante aux rayons X et d'avoir une structure homogène vis à vis des rayons X.

[0016] L'invention concerne également un écran de conversion de rayonnement X en photons lumineux comprenant un panneau et une couche active pour la conversion du rayonnement X en photons lumineux déposée sur une face du panneau. Le panneau est un panneau selon l'invention.

[0017] L'invention concerne encore un dispositif de radiologie comprenant un écran de conversion de rayonnement X en photons lumineux, caractérisé en ce que l'écran de conversion est un écran selon l'invention.

[0018] Selon l'invention, les déformations de l'écran sont avantageusement compatibles avec la précision de la profondeur de champ des dispositifs optiques utilisés.

Brèves descriptions des figures

[0019] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention fait en référence aux figures jointes parmi lesquelles :

• la figure 1 représente une vue en coupe d'un panneau d'écran de conversion de rayonnement X en photons lumineux selon l'invention,
• la figure 2 représente un écran de conversion de rayonnement X en photons lumineux selon l'invention.

Description détaillée d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention

[0020] La figure 1 représente une vue en coupe d'un panneau d'écran de conversion de rayonnement X en photons lumineux selon l'invention.

[0021] Le panneau d'écran de conversion comprend une première couche de matériau composite 1, une plaque de mousse rigide transparente aux rayons X 2 et une deuxième couche de matériau composite 3. Le pourtour du panneau est renforcé par une armature 4. La plaque de mousse rigide 2 et les couches de matériau composite 1 et 3 sont assemblées par collage.

[0022] La mousse rigide utilisée est une mousse rigide à haute densité, telle que, par exemple, la mousse structurale polyméthacrylique vendue, par exemple, sous le nom commercial de Mousse ROHACEL et fabriquée par la société ROHM. Les couches de matériau composite 1 et 3 sont réalisées, par exemple, par une matrice de fibres de verre ou de carbone prises dans de la résine. Pour un écran de dimensions, par exemple, égales à 45cm x 45cm, l'épaisseur de la plaque de mousse peut être égale à 7mm et l'épaisseur des couches de fibres de verre ou de carbone 1 et 3 égale à 0,5mm. De façon plus générale, l'épaisseur de la plaque de mousse peut représenter sensiblement 2% de la longueur d'un écran. L'armature 4, préférentiellement réalisée par le même matériau que les couches 1 et 3, est particulièrement utile pour consolider la structure des écrans de grandes dimensions.

[0023] De façon alternative, la plaque de mousse peut être remplacée par une plaque en nids d'abeille à base de papier ou de matière plastique choisi pour atténuer faiblement les rayons X. Une telle plaque en nids d'abeille permet d'obtenir les mêmes caractéristiques mécaniques qu'une plaque de mousse rigide. La plaque de mousse rigide sera cependant préférée car elle présente une atténuation plus faible et plus homogène aux rayons X.

[0024] La figure 2 représente un écran de conversion de rayonnement X en photons lumineux selon l'invention.

[0025] L'écran comprend, outre le panneau représenté en figure 1, un cadre 5 déposé sur la face active qui opère la conversion. Le cadre 5 est déposé en périphérie de la face active. L'épaisseur du cadre 5 est sensiblement égale à l'épaisseur de la couche active de conversion 6.

[0026] La présence du cadre 5 permet avantageusement le dépôt direct de la couche de conversion sur le panneau. La technique de dépôt de la couche de conversion permet également une fabrication simple d'écran haute énergie par insertion d'une feuille de tungstène entre le panneau et la couche de conversion.

[0027] Des éléments de fixation (poignées, reprises de fixation) et des contacts électriques (non représentés sur la figure) peuvent être insérés dans le cadre 5.

[0028] Un écran de conversion selon l'invention est avantageusement rigide, léger et utilisable en position verticale, horizontale ou intermédiaire. Un tel écran peut avantageusement atteindre de grandes dimensions. Par ailleurs, un contrôle de l'épaisseur de la couche active 6 est facilement réalisable lors du dépôt de la couche. L'ajout de couches intermédiaires entre le panneau et la couche active de conversion est également facilement réalisable en fonction des applications envisagées.

Revendications

1. Panneau d'écran de conversion de rayonnement X en photons lumineux, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque de mousse rigide (2), une première couche (1) de matériau composite située sur une première face de la plaque de mousse rigide (2) et une deuxième couche (3) de matériau composite située sur une deuxième face de la plaque de mousse rigide parallèle à ladite première face.

2. Panneau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une armature (4) située sur le pourtour de la plaque de mousse rigide (2).

3. Panneau selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'armature (4) est faite d'une matrice de fibres de verre ou de carbone prises dans de la résine.

4. Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la mousse rigide est une mousse à haute densité et en ce que le matériau composite est fait d'une matrice de fibres de verre ou de carbone prises dans de la résine.

5. Ecran de conversion de rayonnement X en photons lumineux comprenant un panneau et une couche active pour la conversion du rayonnement X en photons lumineux située sur une face du panneau, caractérisé en ce que le panneau est un panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.

6. Ecran de conversion selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un cadre (5) situé en bordure de la face du panneau sur laquelle est située la couche active de sorte que la couche active se situé à l'intérieur du cadre (5).

7. Ecran de conversion selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend une couche de tungstène située entre ladite face du panneau et la couche active.

8. Dispositif de radiologie comprenant un écran de conversion de rayonnement X en photon lumineux, caractérisé en ce que l'écran de conversion est un écran selon l'une quelconque des revendications 5 à 7.

Dessins