II. Formation de l'image : l'effet photoélectrique

 Il existe plusieurs effets dus au passage des rayons X dans la matière :

                 La probabilité qu’un rayon X d’énergie donnée produise un effet Compton lorsqu’il traverse la partie à radiographier ne dépend que de la densité (masse volumique des tissus) mais pas du numéro atomique de l’atome cible. Ce dernier élément constitue une différence majeure entre les deux effets dont la conséquence sur la formation de l’image est très importante : l’effet Compton est responsable d’un contraste moins marqué que l’effet photoélectrique.

             La probabilité qu’un rayon X d’énergie donnée produise un effet photoélectrique lorsqu’il traverse la partie à radiographier dépend de la densité (masse volumique des tissus) et du numéro atomique de l’atome cible. La probabilité d’interaction est proportionnelle au cube du numéro atomique (Z). Les atomes de numéro atomique élevés, comme l’iode (Z=53), le barium (Z=56) ou le plomb (Z=82) arrêtent plus facilement les rayons X par un effet photoélectrique que les atomes de numéros atomiques faibles (carbone, hydrogène, oxygène, azote) composant la matière organique. Par exemple, pour un rayon X d’énergie donnée, la probabilité d’intéraction par un effet photoélectrique est (53/16)³ = 36 fois plus grande pour un atome d’iode (Z=53) que pour un atome d’oxygène (Z=16).