4.1 Introduction

Les premiers tubes à rayons X contenaient une certaine quantité de gaz
résiduels et, par conséquent, portaient le nom de «tubes à gaz». Ils étaient
inefficaces, peu fiables et sensibles même à des petits changements de la
température ou de la pression du gaz. Ils pouvaient seulement produire des
rayons X jusqu'à des énergies d'environ 130 kV.

En 1913, William David Coolidge élaborait un nouveau tube à rayons X. Il avait
découvert que le tungstène présentait certaines caractéristiques qui en
faisaient un matériau plus intéressant que le platine. Après avoir produit un
tungstène ductile, il a réussi à couler du cuivre à vide autour d'un disque de
tungstène; cela permit d'augmenter énormément la conductivité thermique de
l'anode, ce qui augmentait énormément l'énergie et la quantité de rayons x
pénétrants. Le tungstène est maintenant couramment utilisé pour fabriquer des
cibles, sauf dans les tubes destinés à des applications particulières.

La plus grande contribution du Dr Coolidge fur la découverte qu'un tube à
rayons X pouvait être fabriqué de manière à fonctionner avec uniformité
lorsqu'un filament en spirale d'un fil de tungstène, chauffé jusqu'à
l'incandescence au moyen d'un courant électrique, était utilisé dans un tube à
vide. Ses premiers modèles fonctionnaient à des tensions de 140 kV à 200 kV.
C'étaient les ancêtres du tube à rayons X moderne.

Afin de produire des tensions encore plus élevées, le Dr Coolidge a élaboré en
1922, un tube à rayons X divisé en sections utilisant ce qu'il appelait le
principe de la cascade. Des tensions étaient appliquées à chaque partie du
tube, accélérant les électrons par paliers. En ayant recours à ce principe, il
réussit à produire un tube à rayons X d'une tension de 1 million de volts.

L'élaboration d'autres composantes nécessaires à l'appareil à rayons X se
poursuivait. Les anciens modèles résistants aux chocs utilisaient de l'huile
dans le boîtier à titre d'isolant. Toutefois, il a été constaté par la suite
que le fréon gazeux, puis plus tard, que l'hexafluorure de soufre (SF6) sous
pression étaient plus efficaces.

Par ailleurs, de nouveaux types de transformateurs à noyaux de fer ont été
élaborés, ainsi que d'autres types ayant éliminé le noyau de fer utilisé au
centre des bobines de fil de cuivre. De nouvelles formes de redresseurs ont
permis une plus grande sortie de rayons X en utilisant un courant alternatif.
D'autres circuits électriques plus efficaces ont été élaborés par des
scientifiques, en tenant compte davantage de la structure de l'atome et des
diverses particules qui le formaient, ont fini par occuper une place importante
dans la production d'appareils à rayons X modernes.