Un photon est, en termes simples, une particule élémentaire porteuse de force c’est-à-dire un boson 2 (obéit à la loi statistique de Bose-Einstein). Il a une masse nulle (masse au repos) et se déplace à, c, la vitesse de la lumière dans le vide. Il est défini comme stable, sans charge électrique, et présente des propriétés à la fois ondulatoires et particulaires (dualité onde-particule). L’énergie des photons est directement proportionnelle à la fréquence (E = hν) et inversement proportionnelle à la longueur d’onde (E = hc/λ). Dans le cadre de cet article, un photon désigne une particule non chargée utilisée pour décrire la partie particule d’une onde électromagnétique.

Photon de rayons X

Les photons sont appelés rayons X s’ils sont produits par des interactions entre électrons. Un photon de rayons X a une longueur d’onde de 0,01 à 10 nanomètres, avec une fréquence de 3×1016 Hz à 3×1019 Hz. Il possède suffisamment d’énergie (100 eV à 100 keV) pour rompre les liaisons moléculaires et ioniser les atomes ce qui en fait, par définition, un rayonnement ionisant.

Ces photons de rayons X vont interagir avec la matière par diffusion Compton, absorption photoélectrique et diffusion Rayleigh.

La longueur d’onde d’un photon est identique à la longueur d’onde de l’onde électromagnétique dont il est décrit comme faisant partie.

Production de photons de rayons X

Les photons de rayons X sont le plus souvent générés dans un tube à rayons X scellé sous vide, en utilisant un potentiel de haute tension pour accélérer les électrons d’une cathode à une anode tournante, souvent composée de tungstène.

L’énergie du photon de rayons X est définie par la tension dans le tube multipliée par la charge de l’électron par exemple 100 kV ne créera que des photons de rayons X avec une énergie maximale de 100 KeV.