Grand oral du bac : Médecine LES RAYONS X

« Les rayons X '"' .5 ::J � g .!!1 ��--------------------------� Philipp Lenard (1862-1947) répéta, en 1894, les expériences de Hertz à l'aide d'un tube muni d'une «fenêtre» en aluminium.

Il confirma qu'un rayonnement mystérieux traversait bien le métal.

L'année suivante, c'était au tour de son compa­ triote Wilhelm Conrad Rêintgen (1845-1923) de faire une découverte décisive.

Né à Lennep, en Allemagne, le 27 mars 1845, Rêintgen poursuivit ses études aux Pays-Bas et en Suisse, avant de devenir professeur de physique à Strasbourg en 1876, puis à Giessen en 1879 et à Würzburg en 1888.

Là, il commença à s'intéresser au tube cathodique.

Il construisit un tube en verre aux parois particulièrement épaisses, afin de vérifier que les fameux rayons cathodiques ne parv enaient pas à le traverser.

Or, quelle ne fut pas sa surprise lorsque, au cours d'une expérien­ ce où il avait fait l'obscurité dans la pièce, une plaque de platina-cyanure de baryum se mit à luire, alors qu'elle était posée sur un établi à plus d'un mètre du tube cathodique.

À l'évidence, le flux d'électrons ne pouvait être la cause de cette phosphorescence, puisque les électrons ne se propageaient que dans le vide du tube.

Il s'agis- ' Le premier appareil à rayons X était un tube cathodique en verre, ici à droite, alimenté par un courant électrique: l'impact des électrons sur le verre déclenchait une luminescence et une émission de rayons X se propageant à travers les objets proches (comme cette main) afin d'en dessiner les contours sur une plaque photographique.

� La première photographie par rayons X prise par Wilhelm Rontgen en 1895.

Celle-ci représente la main de son épouse, qui porte une bague à l'un de ses doigts.

Une radiographie moderne d'une main, .....

réalisée avec de fausses couleurs.

sait plutôt du mystérieux rayonnement, noté pré­ cédemment par Hertz et Lenard.

Rêintgen le bap­ tisa rayonnement X, optant pour le symbole que les mathématiciens réservent à une inconnue.

À défaut d'expliquer les rayons X, le physicien en nota les propriétés dans un rapport qu'il rendit public le 28 décembre 1895.

Les propriétés des rayons X Dans son compte rendu, Rêintgen énonça les sept propriétés fondamentales du mystérieux rayonne­ ment.

Il affirma en premier lieu que tous les maté­ riaux testés se révèlent plus ou moins transparents aux rayons X.

En outre, de nombreuses sub­ stances émettent une lumière phosphorescente lorsqu'elles sont exposées aux rayons X (le plati­ na-cyanure de baryum, le calcite et les composés calcaires en général, ainsi que le verre d'ura­ nium).

Rêintgen remarqua également un phéno­ mène qui allait s'avérer d'une importance capita­ le.

En effet, il nota que les émulsions photogra­ phiques sont sensibles aux rayons X.

Ceux-ci apparaissent lorsqu'un rayonnement cathodique frappe une surface solide.

Ils ne connaissent ni diffraction, ni réflexion, ni focalisation lors de leur passage dans une lentille de verre.

De même, ils voyagent en ligne droite et ne sont pas infléchis, à la différence des électrons du rayonnement catho­ dique, lorsqu'ils sont soumis à un champ magné- tique.

Enfin, les corps chargés électriquement per­ dent leur charge lorsqu'ils sont bombardés par des rayons X.

Wilhelm Rêintgen devint célèbre de son vivant pour sa remarquable étude des rayons X.

Il reçut d'ailleurs le prix Nobel de physique en 1901.

Mais la nature même des rayons X demeura un mystère jusqu'en 1906, année où le physicien allemand Max von Laue (1879-1960) parvint à obtenir une diffraction des rayons X dans un cristal de sulfure de zinc.

Il découvrit alors qu'il s'agissait d'une onde et non pas d'une particule.

On sait aujourd'hui que les rayons X, invisibles à l'œil nu, constituent une tranche du spectre élec­ tromagnétique qui s'étend au-delà des rayons ultraviolets, et dont les longueurs d'onde sont comprises entre 10 et 10.4 nanomètres (milliar­ dièmes de mètre), pour des fréquences corres­ pondantes de 1 018 à 1 020 hertz environ.

De multiples applications C'est en médecine que les rayons X ont connu leurs premières applications pratiques : comme il transperce les tissus organiques, ce rayonnement '"' permet d'obtenir des photographies du corps E humain par transparence, les os et les cellules � malades s'avérant plus opaques que les cellules � saines.

Dès 1896, des radiographies des poumons � permettaient de déceler et de diagnostiquer la � tuberculose.

Pendant la Première Guerre mon­ !!! ��== = ----•• • � .diale, la technique fut utilisée pour localiser les balles et autres éclats dans le corps des blessés.

! Wilhelm Rontgen, a dans son laboratoire, est entouré de ses appareils de recherche.

À droite, piles et accumulateurs produisent le voltage nécessaire à l'alimentation du tube cathodique générateur de rayons X situé à gauche.

Aujourd'hui, les rayons X sont toujours utilisés en imagerie médicale, notamment pour l'observa­ tion des articulations, des os, des principaux organes et de la circulation sanguine.

Comme une exposition prolongée au rayonnement est nocive pour les cellules, on utilise également les rayons X en radiothérapie dans le but de détruire les cellules cancéreuses.

Mais les applications des rayons X ne concernent pas que la médecine.

Ils sont, en effet, aussi utilisés dans les aéroports pour contrôler les bagages et détecter d'éventuels objets métalliques, ainsi que dans l'industrie, où la réflexion et la réfraction des ondes permettent de contrôler la qualité des métaux usinés.. »