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Strontium

Strontium

Le strontium est un élément chimique, de symbole Sr et de numéro atomique 38. Le strontium, comme le calcium, est un alcalino-terreux. Étymologie du nom : vient de Strontian, village d'Écosse. Le strontium a été isolé par Sir Humphrey Davy (Angleterre) en 1808 après que son oxyde ait été identifié dans le minerai d'une mine près de Strontian, la strontianite SrCO₃ en 1790 par Thomas Charles Hope. C'est un métal mou, malléable, gris-jaune. Au contact avec l'air il forme un film d'oxyde protecteur. Il s'enflamme et brûle facilement dans l'air et réagit avec l'eau. Le strontium se trouve dans des minerais tels que la célestite SrSO₄ et le strontianite.

Utilisations

- Colorant rouge : Il est utilisé dans les vernis et glaçures pour céramiques et dans les pigments, les feux d'artifice et les fusées de détresse pour donner une teinte rouge. Son carbonate SrCO₃ est ajouté au verre de la dalle des tubes cathodiques couleur pour freiner les rayons X produits. Egalement, l'oxyde de strontium, la strontiane SrO, est utilisé pour extraire le sucre de la mélasse de betterave.

Dangereux et utile

Son isotope 90 est l'un des produits de fission (explosions atomiques, réacteur nucléaire) les plus dangereux. En effet, les expériences de Ringer ont montré, il y a plus de cent ans, que le strontium se substituait au calcium dans les os. En outre sa demi-vie est longue : 28 ans. Le strontium est absorbé par le tube digestif par les mêmes mécanismes que le calcium mais l'absorption du calcium est préférentielle. Les effets du strontium sur l'os peuvent se résumer ainsi :
- pris en remplacement du calcium ou en plus grande quantité que le calcium, le strontium provoque des troubles osseux rappelant ceux du rachitisme et une hypocalcémie.
- pris en même temps que le calcium, il favorise l'histogénèse et pourrait s'opposer au développement de l'ostéoporose. Des médicaments contenant strontium et calcium sont actuellement à l'étude pour la prévention de l'ostéoporose. Il serait indispensable de fournir régulièrement du Strontium aux poissons de récif élevés en aquarium.

Précautions

Il s'oxyde rapidement à l'air et son oxyde réagit avec l'eau pour produire de l'hydroxyde de strontium, corrosif, et de l'hydrogène.

Voir aussi

Catégorie:Élément chimique catégorie:Métal ja:ストロンチウム ko:스트론튬 th:สทรอนเตียม

Numéro atomique

Le numéro atomique (Z) est le terme employé en chimie et en physique pour représenter le nombre de protons du noyau d'un atome. C'est ce numéro qui détermine la position d'un élément chimique dans le tableau périodique. Catégorie:Propriété chimique Catégorie:Physique nucléaire als:Ordnungszahl ja:原子番号 ko:원자 번호 simple:Atomic number th:เลขอะตอม

Alcalino-terreux

Un métal alcalino-terreux est un élément chimique de la seconde colonne du tableau périodique des éléments. Ce nom vient du terme « métaux de terre » utilisé en alchimie et décrivant les métaux qui résistent au feu (les oxydes de métaux alcalino-terreux n'étant pas affectés par le feu). Le groupe des métaux alcalino-terreux, dit Groupe 2 (anciennement IIA) , comprend le béryllium, le magnésium, le calcium, le strontium, le baryum et le radium. Les noms de ces éléments proviennent de leurs oxydes, les terres alcalines. Les anciens termes désignant ces oxydes furent béryllia (oxyde de béryllium), magnésia, strontia, baryta et chaux vive (oxyde de calcium). La désignation « alcalino-terreux » est due au fait que ce groupe forme un intermédiaire entre les oxydes de métaux alcalins et les oxydes de terres rares. L'utilisation du terme « terreux » pour classifier des substances à l'apparence inerte remonte à des temps anciens. Le plus ancien système connu est celui de la Grèce antique, et consistait en un groupe de 4 éléments classiques, incluant la terre. Des philosophes et alchimistes évoluèrent ce modèle par la suite, soit Aristote, Paracelse, John Becher et George Stahl. En 1789, Antoine Lavoisier dans son Traité Élémentaire de Chimie, nota que ces terres étaient en fait des composés chimiques. Il les appela alors substances simples salifiables terreuses. Par la suite il suggéra que les terres alcalines seraient peut-être des oxydes de métaux, mais il admit que ceci n'était qu'une simple conjecture. En 1808, Humphry Davy continua le travail de Lavoisier et fut le premier à obtenir des échantillons de métal par électrolyse de leurs terres en fusion. Ces éléments sont caractérisés par une couleur argentée, une faible densité, une grande malléabilité, leur réaction facile avec les halogènes pour former un sel ionique, et avec l'eau (quoique celle-ci soit moins facile qu'avec les métaux alcalins) pour former des hydroxydes fortement basiques. Par exemple, alors que le sodium et le potassium réagissent avec l'eau à température ambiante, le magnésium ne réagit qu'avec la vapeur d'eau et le calcium avec l'eau chaude. Les éléments de ce groupe possèdent deux électrons sur leur couche électronique la plus extérieure et leur configuration électronique la plus stable se fait par la perte de deux électrons pour former un ion positif doublement chargé. Catégorie:métal Catégorie:Classification chimique ja:第2族元素 ko:알칼리 토금속 ms:Alkali Bumi th:โลหะแอลคาไลน์เอิร์ธ

Humphrey Davy

Sir Humphry Davy est né à Penzance (Cornouailles) en 1778 et est mort à Genève en 1829. Physicien et chimiste anglais, il isola le sodium, le potassium, le baryum, le strontium et le calcium grâce à l'électrolyse en 1807 et 1808. Il est également l'inventeur de la lampe de sûreté à toile métallique pour les mineurs, dite lampe Davy (prévention des explosions dues au grisou ou au poussier). Il a publié en 1813 à Londres un important ouvrage concernant les applications de la chimie à l'agriculture, intitulé Elements of agricultural chemistry in a course of lectures for the board of agriculture. -In-4, 10 planches hors-texte. La Royal Society lui décerne la médaille Copley en 1805, puis la Médaille Rumford en 1816. Il est lauréat en 1827 de la Royal Medal. La Médaille Davy, créée par la Royal Society en 1877, fut baptisée en son honneur.

Publications

- Elémens de chimie agricole en un cours de leçons pour le Comité d'Agriculture. Traduit de l'anglais, avec un traité sur l'art de fabriquer le vin et de distiller les eaux-de-vie par A. Bulos. Paris, Ladrange, 1819 ; 2 volumes. Ce traité est le plus important ouvrage paru sur la chimie agricole avant le travail de Jean-Antoine Chaptal. Première édition française en 1819, une seconde traduction paraîtra en 1825. Davy, Humphry Davy, Humphry Davy, Humphry Davy Davy ja:ハンフリー・デービー

Tube cathodique

Le tube cathodique (CRT ou Cathode ray tube en Anglais), fut inventé par Karl Ferdinand Braun, ce composant est un dispositif d'affichage utilisé dans la plus part des écrans d'ordinateurs, télévisions et oscilloscopes. Le tube cathodique fut développé par les travaux de Philo Farnsworth et fut utilisé dans les télévisions jusqu'aux début des années 2000 remplacé progressivement par les écrans plasmas, les écrans LCD.

Origines

La première version du tube cathodique fut une diode à cathode froide, en fait une modification du tube de Crookes avec une couche de phosphore sur la face, ce tube est parfois appelé tube Braun. La première version utilisant une cathode chaude fut développée par J. B. Johnson et H. W. Weinhart de la société Western Electric. Ce produit fut commercialisé en 1922.

Fonctionnement

Les rayons cathodiques sont des flux d'électrons à haute vitesse provenant de la cathode du tube, cette vitesse importante est due à la haute tension de l'anode. Dans un tube cathodique, les électrons sont focalisés, soit magnétiquement par une bobine ou bien électrostatiquement par une grille de manière à obtenir un mince rayon, la densité du rayon peut éventuellement être contrôlé par une grille comme c'est le cas dans les tubes TV. Ce rayon est en suite dévié soit magnétiquement par des bobines(comme dans un tube TV) ou bien électrostatiquement par des électrodes de déflections (dans la plus part des oscilloscopes). Ce rayon arrive ensuite sur l'anode recouverte d'une matière phosphorescente, souvent à base de terres rares. Quand les électrons frappent cette surface, de la lumière est émise.

L'affichage à balayage

lumière Dans le cas des télévisions et des écrans d'ordinateurs modernes, toute la face du tube est scannée selon un parcours bien défini, et l'image est créée en faisant varier l'intensité du flux d'électron (le faisceau) au long de son parcours. Le flux dans toutes les TV modernes est dévié par un champ magnétique appliqué sur le col du tube par un « joug magnétique » (magnetic yoke en anglais), qui est composé de bobines (souvent deux) enroulées sur de la ferrite et contrôlées par un circuit électronique. Cela est un balayage par déflection magnétique.

L'affichage vectoriel

écrans d'ordinateurs Dans le cas d'un oscilloscope, l'intensité du faisceau est maintenue constant, et l'image est dessinée par le chemin que parcourt le faisceau. Normalement, la déflection horizontale est proportionnelle au temps, et la déflection verticale est proportionnelle au signal. Les tubes pour ce genre d'utilisation sont long et étroit, de plus la déflection est assurée par l'application d'un champ électrostatique dans le tube à l'aide de plaques (de déflection) situées au niveau du col du tube. Ce type de déflection est plus rapide qu'une déflection magnétique, car dans le cas d'une déflection magnétique, l'inductance de la bobine empêche les variations rapides du champ magnétique (car elle empêche la variation rapide du courant qui crée le champ magnétique).

Affichage vectoriel des ordinateurs

Les premiers écrans graphiques pour ordinateurs utilisaient des tubes à commande vectorielle semblables ceux des oscilloscopes. Ici le faisceau traçait des lignes entre des points arbitraires, en répétant cela le plus vite possible. Les moniteurs vectoriels furent utilisés pour la plus part des écrans d'ordinateur de la fin des années 1970 jusqu'au milieu des années 1980. L'affichage vectoriel pour ordinateur ne souffre pas d'aliasing et de pixelisation, mais est limité, car il peut seulement afficher les contours des formes, et une faible quantité de texte, de préférence gros (car la vitesse d'affichage est inversement proportionnelle au nombre de vecteurs à dessiner, « remplir » une zone en utilisant plein de vecteurs est impossible tout comme l'écriture d'une grande quantité de texte). Certains écrans vectoriels sont capables d'afficher plusieurs couleurs, souvent en utilisant deux ou trois couches de phosphore. Dans ces écrans, en contrôlant la force du faisceau d'électrons, on contrôle la couche atteinte et donc la couleur affichée qui le plus souvent était soit le vert, l'orange ou le rouge. D'autres écrans graphiques utilisaient des tubes de stockage (storage tube). Ces tubes cathodiques stockaient les images et ne nécessitaient pas de rafraîchissement périodique.

Écrans couleurs

Principe

Les écrans couleurs utilisent trois matières regroupées en un point, la face du tube est donc recouverte de points minuscules. Chacune de ces matières produit une couleur si elle est soumit à un flux d'électrons, les couleurs sont les suivantes : le rouge, le vert et le bleu. Il y a trois canons à électrons, un par couleur, et chaque canon ne peut allumer que les points d'une couleur, un masque est disposé dans le tube avant la face pour éviter qu'un canon ne déborde sur l'autre.

Protections

Le verre utilisé pour la face du tube, permet le passage de la lumière produite par le phosphore vers l'extérieur, mais dans tous les modèles modernes il bloque les rayons X générés par l'impact du flux d'électrons à haute énergie. C'est pour cette raison que le verre de la face est chargé en plomb (c'est donc du verre cristal). C'est grâce à cela et aux autres blindages internes, que les tubes peuvent satisfaire les normes de sécurité de plus en plus sévères en matière de rayonnement.

Rendu des couleurs

Les tubes cathodiques ont une caractéristique intensité du flux d'électrons, intensité lumineuse qui n'est pas linéaire, on appelle cela le gamma. Pour les premières télévisions, le gamma de l'écran fut un avantage, car en compressant le signal (un peu à la manière d'une pédale de compression pour guitare) le contraste est augmenté (note: on ne parle pas de compression numérique, mais de compression d'un signal, qui peut être définie par une réduction de ce qui a un niveau faible et une augmentation de ce qui est plus élevé). Les tubes modernes ont toujours un gamma (plus faible), mais ce gamma peut être corrigé, de manière à obtenir une réponse linéaire, permettant de voir l'image sous ses vrais couleurs, ce qui est très important dans l'imprimerie entre autres.

Électricité statique

Certains écrans ou télévisions utilisant des tubes cathodiques peuvent accumuler de l'électricité statique, inoffensive, sur la face du tube ce qui peut entraîner l'accumulation de poussières réduisant la qualité de l'image, un nettoyage est donc nécessaire (avec un chiffon sec ou un produit adapté car certains produits peuvent abîmer la couche antireflet si elle existe).

Autres technologies

Les tubes cathodiques ont des chances de devenir obsolètes car peu à peu les écrans à plasma et les écrans à cristaux liquides remplacent les écrans à tube cathodiques. Ces nouveaux types d'écrans ont pour avantages un encombrement réduit et une consommation plus faible. De plus leur prix devient de plus en plus proche de celui des écrans à tubes. Leur rendu des couleurs est maintenant identique aux tubes. Le temps de latence de plus en plus faible permet (pour certains modèles en dessous de 12ms), d'utiliser des jeux d'action tels que Doom 3, sans avoir à subir des traînées d'affichage lors de mouvements rapides. Ces traînées étaient jusqu'a présent un frein important pour une utilisation dans les écrans d'ordinateurs grand public.

Applications

- La plupart des téléviseurs et écrans d'ordinateur
- Les oscilloscopes
- Les radars Catégorie:Tube électronique ja:ブラウン管 ko:음극선관

Rayons X

Les rayons X sont une forme de rayonnement électromagnétique à haute fréquence. La plage de longueurs d'onde correspondante est comprise approximativement entre 5 picomètres et 10 nanomètres. L'énergie de ces photons va de quelques eV (électron-volt), à plusieurs dizaines de MeV. La distinction entre les rayons X des rayons gamma (qui sont de même nature et d'énergie semblable) vient de leur mode de production : les rayons X sont des photons produits par les électrons des atomes alors que les rayons gamma sont produits par les noyaux des atomes. Les rayons X ont été découverts en 1895 par le physicien allemand Wilhelm Röntgen, qui a reçu pour cela le premier prix Nobel de physique ; il les nomma ainsi car ils étaient d'une nature inconnue (la lettre x désigne l'inconnue en mathématiques). L'importance des rayons X vient de leurs nombreuses applications pratiques.

Découverte et histoire des rayons X

A la fin du , Wilhelm Röntgen, comme de nombreux physiciens de l'époque, se passionne pour les rayons cathodiques qui ont été découverts par Hittorf en 1869 ; ces nouveaux rayons avaient été étudiés par Crookes (voir l'article Tube de Crookes). A cette époque, tous les physiciens savent reproduire l'expériences de Crookes mais personne n'a eu d'idée d'application de ces rayonnements. En 1895, Wilhelm Röntgen reproduit l'expérience à de nombreuses reprises en modifiant ses paramètres expérimentaux (types de cibles, tensions différentes, ...). Le 8 novembre 1895, il parvient à rendre luminescent un écran de platinocyanure de baryum. C'est une intuition que l'on peut qualifier de « géniale » qui va mener Röntgen dans la direction de sa découverte : il décide de faire l'expérience dans l'obscurité en plongeant son tube de Crookes dans un caisson opaque. Le résultat est identique à la situation normale. Röntgen place ensuite différents objets de différentes densités entre l'anode et l'écran fluorescent, et en déduit que le rayonnement traverse la matière d'autant plus facilement que celui-ci est peu dense et peu épais. Plus troublant encore, lorsqu'il place des objets métalliques entre le tube et une plaque photographique, il parvient à visualiser l'ombre de l'objet sur le négatif. Röntgen parvient à en déduire que les rayons sont produits dans la direction des électrons du tube et que ce rayonnement est invisible et très pénétrant. Comme il ne trouve pas de dénomination adéquate pour ses rayons, Röntgen les baptise « Rayons X ». Notons au passage que ce rayonnement est encore souvent appelé Röntgen Strahlen (litt. rayons de Röntgen) en Allemagne. Le premier cliché est celui la main de Anna Bertha Röntgen (22 novembre 1895, pose de 20 min.) ; il s'agit de la première radiographie, la radiologie est née. Un mois plus tard, Bergonié reproduit à Bordeaux l'expérience de Röntgen, avant que ce dernier publie officiellement. Le 28 décembre 1895, Röntgen publie sa découverte dans un article intitulé « Über eine neue Art von Strahlen » (« À propos d'une nouvelle sorte de rayons ») dans le bulletin de la Société physico-chimique de Würzburg. C'est cette découverte qui lui vaudra le premier prix Nobel de physique en 1901. Il tire quatre conclusions dans son article :
- « Les rayons X sont absorbés par la matière ; leur absorption est en fonction de la masse atomique des atomes absorbants.
- Les rayons X sont diffusés par la matière ; c'est le rayonnement de fluorescence.
- Les rayons X impressionnent la plaque photographique.
- Les rayons X déchargent les corps chargés électriquement.» La recherche de Röntgen est rapidement développée en dentisterie puisque deux semaines plus tard, le Dr Otto Walkhoof réalise à Braunschweig la première radiographie dentaire. Il faut 25 minutes d'exposition. Il utilise une plaque photographique en verre, recouverte de papier noir et d'une digue (champ opératoire) en caoutchouc. Six mois après, paraît le premier livre consacré à ce qui va devenir la radiologie dont les applications se multiplient - dans le cadre de la physique médicale, pour le diagnostic des maladies puis leur traitement (radiothérapie qui donne une expansion extraordinaire à ce qui était jusque-là l'électrothérapie). Röntgen laissa son nom à l'unité de mesure utilisée en radiologie pour évaluer une exposition aux rayonnements. Le symbole des röntgens est R. La découverte de Röntgen fit rapidement le tour de la terre. En 1897, Antoine Béclère, pédiatre et clinicien réputé, créa, à ses frais, le premier Laboratoire hospitalier de radiologie. Tout le monde voulait faire photographier son squelette. Mais pendant longtemps, les doses étaient trop fortes. Par exemple, Henri Simon, photographe amateur, a laissé sa vie au service de la radiologie. Chargé de prendre les radiographies, les symptômes dûs aux radiations ionisantes apparurent après seulement deux ans de pratique. On lui amputa d'abord la main (qui était constamment en contact avec l'écran fluorescent) mais ensuite, un cancer généralisé se déclara. Au début de la radiologie, les rayons X étaient utilisés à des fins multiples : dans les fêtes foraines où on exploitait le phénomène de fluorescence, dans les magasins où l'on étudiait l'adaptation d'une chaussure au pied des clients grâce au rayonnement et bien sûr, on les utilisait pour la radiographie médicale. Encore là, on fit quelques erreurs, par exemple en radiographiant les femmes enceintes. Avec les années, on diminua la durée des examens et les quantités administrées. Cent ans après leur découverte, on se sert encore des rayons X en radiographie moderne. On les utilise aussi dans les scanners, pour effectuer des coupes du corps humain. Plusieurs autres techniques sont venues compléter les appareils des médecins : les ultrasons, l'imagerie par résonance magnétique nucléaire, la scintigraphie ou encore la tomographie par émission de positrons. Mais on ne se sert pas des rayons X seulement en médecine ; les services de sécurité les utilisent pour examiner le contenu des valises ou des conteneurs aériens et maritimes sur écran. Les policiers les exploitent afin d'analyser les fibres textiles et les peintures se trouvant sur le lieu d'un sinistre. En minéralogie, on peut identifier divers cristaux à l'aide de la diffraction des rayons X.

Production des rayons X

Les rayons X sont un rayonnement électromagnétique comme les ondes radio, la lumière visible, ou les infra-rouge. Cependant, ils peuvent être produits de trois manières très spécifiques :
- par radioactivité ;
- par des changements d'orbite d'électrons provenant des couches électroniques ; du fait de l'énergie importante de photons, les rayons X sont produits par des transitions électroniques faisant intervenir les couches internes, proches du noyau ; l'excitation donnant la transition peut être provoquée par des rayons X ou bien par un bombardement d'électrons, c'est notamment le principe de la spectrométrie de fluorescence X et de la microsonde de Castaing ;
- par accélération d'électrons (accélération au sens large : freinage, changement de trajectoire) ; on utilise deux systèmes :
- le freinage des électrons sur une cible dans un tube à rayons X : les électrons sont extraits d'une cathode de tungstène chauffée, accélérés par une tension électrique dans un tube sous vide, ce faisceau sert à bombarder une cible métallique (appelée anode ou anti-cathode) ; le ralentissement des électrons par les atomes de la cible provoque un rayonnement continu de freinage (ou Bremsstrahlung, terme allemand adopté internationalement) ;
voir l'article Tube à rayons X ;
- la courbure de la trajectoire dans des accélérateurs de particule, c'est le rayonnement dit « synchrotron ». Notez que dans le cas d'un tube à rayons X, on a à la fois un rayonnement continu (Bremsstrahlung) et un phénomène de fluorescence de la cible. La photo utilisée dans l'encart ci-dessus pour illustrer à la fois sciences physique et quantique est un diffractomètre à rayons X.

Propriétés des rayons X

Les principales caractéristiques des rayons X sont les suivantes ;:
- ils pénètrent facilement la « matière molle » (matière solide peu dense et constituée d'éléments légers comme le carbone, l'oxygène et l'azote) ; ils sont facilement absorbés par la « matière dure » (matière solide dense constituée d'éléments lourds) ; : c'est ce qui permet l'imagerie médicale (radiographie, scanner) : ils traversent la chair et sont arrêtés par les os ;
- ils sont facilement absorbés par l'air, par l'atmosphère; : de fait, les télescopes à rayons X (qui détectent les rayons X émis par les étoiles) doivent être placés dans des satellites, et les radiographies médicales, la source de rayons X doit être proche du patient ;
- l'ordre de grandeur de leur longueur d'onde étant celui des distances interatomiques dans les cristaux (métaux, roches...), ils peuvent diffracter sur ces cristaux ; : ceci permet de faire de l'analyse chimique, et plus précisément de l'analyse de phase par diffraction de rayons X (ou radiocristallographie) ;
- du fait de l'énergie importante des photons, ils provoquent des ionisations des atomes, ce sont des rayonnements dits « ionisants » ; : ceci donne naissance au phénomène de fluorescence X, qui permet une analyse chimique, mais cela modifie aussi les cellules vivantes, une exposition prolongée aux rayons X peut provoquer des brûlures (radiomes) mais aussi des cancer ; les personnels travaillant avec des rayons X doivent suivre une formation spécifique, être protégés et suivis médicalement (ces mesures peuvent être peu contraignantes si l'appareil est bien « étanche » aux rayons X).

Détection des rayons X

Les rayons X sont invisibles à l'œil, mais ils impressionnent les pellicules photographiques. Si l'on place un film vierge protégé de la lumière (dans une chambre noire ou enveloppée dans un papier opaque), la figure révélée sur le film donne l'intensité des rayons X ayant frappés la pellicule à cet endroit. C'est ce qui permis à Röntgen de découvrir ces rayons. Ce procédé est utilisé en radiographie médicale ainsi que dans certains diffractomètres (clichés de Laue, chambres de Debye-Scherrer). Il est aussi utilisé dans les système de suivi des manipulateurs : ceux-ci doivent en permanence porter un badge, appelé « film dosimètre », enfermant une pellicule vierge ; ce badge est régulièrement changé et développé par les services de santé pour contrôler que le manipulateur n'a pas reçu de dose excessive de rayons X. Comme tous les rayonnement ionisants, les rayons X sont détectés par les compteurs Geiger-Müller (ou compteur G-M). Si l'on diminue la tension de polarisation du compteur, on obtient un compteur dit « proportionnel » (encore appelé « compteur à gaz » ou « compteur à flux gazeux ») ; alors que le compteur G-M travaille à saturation, dans le compteur proportionnel, les impulsions électriques générées sont proportionnelles à l'énergie des photons X. Les rayons X provoquent aussi de la fluorescence lumineuse sur certains matériaux, comme l'iodure de sodium NaI. Ce principe est utilisé avec les « compteurs à scintillation » (ou « scintillateurs ») : on place un photodétecteur après un cristal de NaI ; les intensités des impulsions électriques récoltées par le photomultiplicateur sont elles aussi proportionnelles aux énergies des photons. De même qu'ils peuvent ioniser un gaz dans un compteur G-M ou proportionnel, les rayons X peuvent aussi ioniser les atomes d'un cristal semi-conducteur et donc generer des paires électron-trou de charges. Si l'on soumet un semi-conducteur à une haute tension de prépolarisation, l'arrivée d'un photon X va liberer une charge électrique proportionnelle à l'énergie du photon. Ce principe est utilisé dans les détecteurs dits « solides », notamment pour l'analyse dispersive en énergie (EDX ou EDS). Pour avoir une résolution correcte, limitée par l' énergie de seuil nécessaire à la création de charges, les détecteurs solides doivent être refroidis, soit avec une platine Peltier, soit à l'azote liquide. Les semi-conducteurs utilisés sont en général du silicium dopé au lithium Si(Li), ou bien du germanium dopé au lithium Ge(Li). Notons au passage que la faible température n'a pas d'effet direct sur la valeur de l' énergie de seuil, mais sur le bruit de fond. Il est possible en revanche d' utiliser des supraconducteurs (supraconductivité) maintenus à très basse température afin de faire usage d' énergie de seuil vraiment petite. Par exemple l' énergie de seuil nécessaire à la création de charge « libres » dans le silicium est de l' ordre de 3 eV, alors que dans le tantale supraconducteur, disons au dessous de 1 degrés Kelvin, elle est de 1 meV, soit 1000 plus faible. La diminution de la valeur de seuil à pour effet d'augmenter le nombre de charges créées lors de la déposition d'énergie, ce qui permet d'atteindre une meilleure résolution. Cette dernière est en effet limitée par les fluctuations statistiques du nombre de charge créées. L'amplitude de ces fluctuations peut s' estimer avec la Loi_de_Poisson. Des expériences récentes de détection d' un photon X à l'aide d' un calorimètre maintenu à très basse tempèrature ( 0.1 K) permettent d'obtenir une excellent résolution en energie. Dans ce cas, l' énergie du photon absorbé permet de chauffer un absorbeur, la différence de température est mesurée à l'aide d'un thermomètre ultra sensible. Afin de comparer les approches: le Si permet une précision de la mesure de l'ordre de 150 eV pour un photon de 6000 eV. Un senseur au Ta permet d'approcher 20 eV, et un calorimètre maintenu à 0.1 K a récemment démontré une résolution d' environ 5 eV, soit un pouvoir de resolution de l' ordre de 0.1 %. Il est utile de mentionner que les méthodes de détection cryogéniques ne permettent pas encore de fabriquer des senseurs possédant un grand nombre d'éléments d'images (pixel), alors que les senseurs basés sur les semi-conducteurs offrent des « caméra » à rayons X avec plusieurs milliers d' éléments. De plus, les taux de comptage obtenus par les senseurs cryogéniques sont limité, 1000 à 10'000 cps par pixel.

Rayons X en cristallographie

L'analyse des cristaux par diffraction de rayons X est aussi appelée radiocristallographie. Ceci permet soit de caractériser des cristaux et de connaître leur structure (on travaille alors en général avec des monocristaux), soit de reconnaître des cristaux déjà caractérisés (on travaille en général avec des poudres polycristallines). diffraction Pour travailler avec un monocristal, on utilise l'appareil ci-contre:
- Les rayons X sortent par le tube vertical en haut ;
- le cristal au centre de la photo est trop petit pour être vu ; il est fixé à l'extrémité d'une fine aiguille de verre manipulée par la tête goniométrique sur la droite (qui ressemble au barillet d'une perceuse) et permet selon trois axes successifs (un vertical, un à 45° et un horizontal) de tourner le cristal dans toutes les orientations tout en le maintenant dans le faisceau de rayons X ;
- une caméra vidéo (en noir en haut à gauche) permet de contrôler que le cristal est bien centré;
- un puits en bas au mileu est tenu par une lame: le puits sert à arréter les rayons x direct qui n'ont pas interagi avec le cristal ;
- un système de refroidissement (à gauche, tube avec des lettres en rouge) permet de refroidir le cristal ;
- n'est pas visible sur la photo le détecteur rayons X qui est depuis quelques années une caméra CCD permettant de remplacer à la fois les plaques photos et les compteurs ;
- n'est pas visible aussi la source de rayons X et son monochromateur focaliseur qui est composé d'une multicouche miroir à rayons X ;
- n'est pas visible l'informatique d'acquisition des données expérimentales. Utilisé en géologie et en métallurgie, c'est aussi un outil de biophysique, très utilisé en biologie pour déterminer la structure des molécules du vivant, notamment en cristallogénèse (c'est l'art de fabriquer des monocristaux avec une molécule pure) ; dans ce cadre, un monocristal de la molécule est mis dans un faisceau de rayons X monochromatiques et la diffraction observée pour différentes position du cristal dans le faisceau de rayons X (manipulé par un goniomètre) permet de déterminer non seulement la structure du cristal, mais aussi et surtout la structure de la molécule. C'est notamment par radiocristallographie que James Watson, Francis Crick et leurs collaborateurs ont pu déterminer la structure hélicoïdale de l'ADN en 1953.

Voir aussi

- diffractomètre
- multicouche

Liens externes

- [http://www-cxro.lbl.gov/ Center for X-ray optics] (CXRO)
- [http://xdb.lbl.gov/ X-Ray Data Booklet]
- [http://physics.nist.gov/PhysRefData/Xcom/Text/XCOM.html XCOM: Photon Cross Sections Database]
- [http://www2.unil.ch/spul/allez_savoir/as1/1.1_rayonsx.html Le « rayon invisible qui pénètre les corps » a 100 ans cette année], Université de Lausanne

Autre acception

« X-ray » est aussi l'épellation de la lettre X dans l'alphabet radio international. Catégorie:Cristallographie Catégorie:Histoire de la physique Catégorie:Radiologie Catégorie:Spectre électromagnétique ja:X線 ko:X선 ms:Sinar-X

Rachitisme

Le rachitisme est une maladie de la croissance et de l'ossification observée chez le nourisson et le jeune enfant. Elle est caractérisée par une insuffisance de calcification des os et des cartilages et est due à une carence en vitamine D.

Traitement préventif

Le rachitisme carentiel reste une affection relativement fréquente en France. Sa prévention est pourtant simple; elle consiste en l'administration régulière de vitamine D depuis la naissance jusqu'à l'âge de 18 mois à 2 ans. Ceci se fait à partir des préparations pharmaceutiques qui permettent un dosage précis des apports de vitamines D (1 mg de vitamine D = 40 000 unités). Les besoins varient d'un enfant à un autre en fonction:
- du poids à la naissance et d'une éventuelle prématurité;
- de l'ensoleillement (lieu de vie, saison);
- de l' âge, les besoins sont maximum jusqu'à 18 mois. On admet que les besoins sont couverts sans risque de surdosage pour des doses de 1 300 à 1 500 UI/j selon l'ensoleillement pour un enfant à peau non pigmentée; sinon, on augmente les doses à 2 000-2 500 UI/j. Catégorie:Pédiatrie Catégorie:Carence nutritionnelle ko:구루병 simple:Rickets

Catégorie:Élément chimique

Elément chimique ja:Category:元素 ko:분류:화학 원소 simple:Category:Chemical elements th:Category:ธาตุเคมี

Assacani

ED Ashvakas

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Windows 1.0
Microsoft Windows 1.0 byl první pokus společnosti Microsoft implementovat grafické uživatelské rozhraní (GUI) na platformě PC. Windows 1.0 bylo původně pouze front-end prostředí pro MS-DOS. Obsahovalo ale i velké množství vlastních ovladačů různých zařízení, hlavně grafických, ale také myší, klávesnic, tiskáren aj., které nebyly spravovány DOSem. Prvn