Les rayons X sont un élément courant des tests de diagnostic et de la surveillance industrielle. Ils sont utilisés pour tout, de l’examen des dents au scan de la valise à l’aéroport. Mais ces rayons à haute énergie produisent également des radiations ionisantes qui peuvent être dangereuses en cas d’exposition prolongée ou excessive. Aujourd’hui, des chercheurs qui publient dans ACS Central Science ont fait un pas vers des rayons X plus sûrs en créant un détecteur très sensible et pliable qui produit des images de bonne qualité avec de plus petites doses de rayons.
« Cette avancée réduit les limites de détection et ouvre la voie à une imagerie médicale et à une surveillance industrielle plus sûres et plus économes en énergie », explique Omar F. Mohammed, auteur correspondant de l’étude. « Elle démontre que les dispositifs conçus en cascade améliorent les capacités des monocristaux en matière de détection des rayons X. »
Tout comme la lumière visible et les ondes radio, les rayons X sont une forme de rayonnement électromagnétique. Leur état de haute énergie leur permet de traverser la plupart des objets, y compris les tissus mous de notre corps. Pour produire une image radiographique, appelée radiographie, les rayons traversent le corps et apparaissent sous forme d’ombres sur l’image, ou restent bloqués dans des tissus plus denses comme les os, laissant derrière eux une zone blanche plus claire. La quantité de rayonnement à laquelle un patient est exposé au cours d’un seul scanner n’est pas dangereuse, et il faudrait subir des milliers de scanners pour commencer à remarquer des effets cumulés. Cependant, ces expositions répétées à des rayons de haute énergie peuvent endommager l’équipement électronique ou présenter un risque pour une personne telle qu’un technicien en radiologie. Donc, moins il y a de rayons utilisés pendant un scanner, mieux c’est, n’est-ce pas ?
Malheureusement, moins de rayons signifie une radiographie de moindre qualité. Mais en augmentant la sensibilité du détecteur, il est théoriquement possible de produire une radiographie de haute qualité à faible dose. Omar Mohammed et ses collègues de l’Université des sciences et technologies du roi Abdallah (KAUST) ont donc mis au point un dispositif qui permet d’obtenir des radiographies plus sûres.
Pour accroître la sensibilité des détecteurs de rayons X, les chercheurs ont cherché à minimiser le courant d’obscurité – le bruit de fond résiduel – généré par l’appareil. Pour ce faire, ils ont créé des détecteurs à l’aide de cristaux de pérovskite de bromure de plomb méthylammonium spécialisés, puis ils ont connecté les cristaux dans une configuration électrique connue sous le nom de cascade.
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La configuration en cascade a permis de réduire de près de moitié le courant d’obscurité, ce qui a multiplié par cinq la limite de détection des rayons X par rapport aux détecteurs précédents fabriqués à partir des mêmes cristaux, mais sans la cascade. Les radiographies réalisées avec le nouveau détecteur ont révélé de fins détails, tels qu’une aiguille métallique perçant une framboise et les composants intérieurs d’un câble USB. L’équipe affirme que cette technologie est une méthode prometteuse pour développer des appareils à rayons X commerciaux pliables, plus sûrs et plus sensibles, qui permettraient de minimiser l’exposition aux rayonnements pendant les procédures médicales et de capturer des détails subtils dans le cadre de la surveillance industrielle.
Article : « Revolutionizing X-ray Imaging: A Leap toward Ultra-Low-Dose Detection with a Cascade-Engineered Approach » – DOI : 10.1021/acscentsci.4c01296
Légende illustration : Un nouveau détecteur de rayons X produit une radiographie de haute qualité qui montre une aiguille métallique (en haut à droite) et l’intérieur d’une clé USB (en bas à droite) en utilisant des doses de rayonnement électromagnétique inférieures à celles des détecteurs précédents.
Source : American Chemical Society (ACS) – Traduction Enerzine.com
