III.E.Usure du tube

1) Vieillissement de la piste.

La piste de l’anode subit par définition des chocs thermiques importants et répétés. A la longue des signes de fatigue du métal apparaissent dont le principal est le phénomène de cratérisation. Il se manifeste par l’apparition de petites crevasses en surface avec des conséquences très dommageables pour la qualité du faisceau : Les électrons incidents qui pénètrent dans ces crevasses génèrent les rayons X à des profondeurs plus élevées que normal. Pour ces rayons cela signifie des trajets de sortie plus importants et donc une atténuation plus forte.

L’intensité du faisceau se voit diminuée dans toutes les directions mais surtout vers l’arrière, ce qui se marque par un accroissement de l’effet talon. Dans le schéma ci-dessous, la distance du foyer à l’un des points d’une courbe représente l’intensité du faisceau dans cette direction.

La plupart des pistes en tungstène sont en réalité un alliage rhénium-tungstène, avec un pourcentage de rhénium assez réduit mais dont la propriété est d’améliorer la résistance au phénomène de cratérisation.

2) Les accidents.

La mort du tube peut survenir de bien des façons, soit au départ d’une faiblesse de fabrication soit qu’il cède à la longue aux conditions critiques de fonctionnement que sont les siennes.

a) Accidents de la cathode.

Un métal porté à haute température perd régulièrement des atomes en surface. Un objet aussi fin que le filament de cathode se fragilise ainsi progressivement et peut en définitive se rompre, ce qui est d’ailleurs bien connu dans le domaine des ampoules domestiques.

b) Accidents de l’anode.

Un excès de charge au niveau du foyer peut faire fondre le métal. Quand la piste est faite d’un anneau serti sur une base d’un autre métal, elle peut le cas échéant sortir de son logement et se déformer. La base elle-même peut se fendre sous l’action conjuguée des chocs thermiques et des contraintes mécaniques dues à la rotation. Etc…

c) Accidents de verrerie.

Fin très classique pour beaucoup de tubes : Le dépôt progressif de métal sur la paroi interne du tube. Il s’agit d’atomes arrachés de la piste lors de l’impact du faisceau d’électrons (sputtering). Ce dépôt ne gêne pas franchement la progression des rayons X mais il modifie la configuration spatiale du champ électrique, ce qui détériore les conditions de fonctionnement.

Le verre peut se fendre par claquage, compte tenu des très hautes tensions utilisées. Etc…