FR2819098A1

FR2819098A1 - Tubes a rayons x et systemes a rayons x comportant un dispositif a gradient thermique

Info

Publication number: FR2819098A1
Application number: FR0116801A
Authority: FR
Inventors: Douglas J Snyder; Eric Chabin
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2000-12-29
Filing date: 2001-12-24
Publication date: 2002-07-05
Anticipated expiration: 2021-12-24
Also published as: US6377659B1; JP2002334675A; FR2819098B1

Abstract

Un dispositif de transfert d'énergie thermique utilisé avec un dispositif de génération de rayons X comprend un ensemble d'anode (40) comportant une cible (48), un ensemble de cathode à une certaine distance de l'ensemble d'anode (40), configuré pour émettre des électrons frappant la cible (48), pour produire des rayons X et de la chaleur, et un arbre rotatif (58) supporté par un ensemble de palier (50). Le dispositif comprend un dispositif à gradient thermique (72) au voisinage d'une extrémité de l'arbre (58) et en communication thermique avec celle-ci, le dispositif à gradient thermique (72) transférant de la chaleur pour l'éloigner de cette extrémité de l'arbre (58), et une structure à ailettes (80) au voisinage du dispositif à gradient thermique (72) et en communication thermique avec celui-ci, la structure à ailettes (80) refroidissant par convexion le dispositif à gradient thermique (72).

Description

TUBES A RAYONS X ET SYSTEMES A RAYONS X COMPORTANT UN

DISPOSITIF A GRADIENT THERMIQUE

La présente invention concerne de façon géné-

rale un dispositif de transfert d'énergie thermique destiné à être utilisé avec un dispositif de génération de rayons

X, et, de façon plus caractéristique, un dispositif à gra-

dient thermique destiné à être utilisé avec un tube à rayons X.

De façon caractéristique, un dispositif de gé-

nération de rayons X, désigné sous le nom de tube à rayons X, comprend des électrodes opposées enfermées à l'intérieur d'un récipient à vide cylindrique. Le récipient à vide est couramment fabriqué en verre ou en métal, par exemple en

acier inoxydable, en cuivre, ou en un alliage de cuivre.

Les électrodes comprennent un ensemble de cathode position-

né à une certaine distance de la piste de cible d'un ensem-

ble d'anode en forme de disque rotatif. D'une autre façon, par exemple dans les applications industrielles, l'ensemble d'anodes peut être fixe. La piste de cible, ou zone

d'impact, de l'anode, est généralement fabriquée en un mé-

tal réfractaire ayant un numéro atomique élevé, tel que le

tungstène ou un alliage de tungstène. De plus, pour accélé-

rer les électrons utilisés pour générer des rayons X, une différence de potentiel d'environ 60 kV à environ 140 kV est couramment maintenue entre les ensembles de cathode et d'anode. Le filament de cathode chaude émet des électrons

thermiques qui sont accélérés par la différence de poten-

tiel, frappant la zone cible de l'ensemble d'anode à grande vitesse. Une petite fraction de l'énergie cinétique des électrons est convertie en rayonnement électromagnétique de haute énergie, ou rayons X, le reste étant contenu dans des électrons rétrodiffusés ou converti en chaleur. Les rayons X sont émis dans toutes les directions, émanant depuis un point focal, et peuvent être dirigés hors du récipient à vide le long d'un trajet d'alignement focal. Dans un tube à

rayons X comportant un récipient à vide en métal, par exem-

ple, une fenêtre de transmission de rayons X est fabriquée dans le récipient à vide pour permettre à un faisceau de rayons X de sortir en un emplacement désiré. Apres être sortis du récipient à vide, les rayons X sont dirigés le

long du trajet d'alignement focal pour pénétrer dans un ob-

jet, tel qu'une partie anatomique humaine, aux fins d'exa-

men médical et de diagnostic. Les rayons X transmis à tra-

vers l'objet sont interceptés par un détecteur ou un film,

et une image de l'anatomie interne de l'objet est formée.

De même, les tubes à rayons X industriels peuvent être uti-

lisés, par exemple, pour inspecter les fissures de parties métalliques ou pour inspecter le contenu de bagages dans un

aéroport.

Comme la production de rayons X dans un tube à rayons X de diagnostic médical est, par sa nature même, un processus à faible rendement, les composants d'un tube à

rayons X fonctionnent à des températures élevées. Par exem-

pie, la température du point focal de l'anode peut attein-

dre jusqu'à environ 2700 degrés C, tandis que la tempéra-

ture dans les autres parties de l'anode peut atteindre jus-

qu'à environ 1800 degrés C. L'énergie thermique générée du-

rant le fonctionnement du tube est, de façon caractéristi-

que, transférée à partir de l'anode, et d'autres compo-

sants, vers le récipient à vide. Le récipient à vide est lui-même en général renfermé dans une enceinte remplie d'un

fluide de refroidissement circulant, tel qu'une huile dié-

lectrique, qui extrait l'énergie thermique du tube à rayons

X. D'une autre façon, dans les applications à la mammogra-

phie, par exemple, le récipient à vide, qui n'est pas contenu à l'intérieur d'une enceinte, peut être refroidi

directement par de l'air. L'enceinte, lorsqu'elle est uti-

lisée, supporte également et protège le tube à rayons X, et procure une structure pour monter le tube. De plus, l'enceinte est couramment revêtue de plomb pour assurer un

blindage contre les rayonnements parasites.

Comme décrit ci-dessus, le faisceau d'élec-

trons primaire généré par la cathode d'un tube à rayons X dépose une charge thermique importante dans l'ensemble de rotor et de cible d'anode. En fait, la cible est chauffée au rouge lors du fonctionnement. De façon caractéristique, moins de 1 % de l'énergie du faisceau d'électrons primaire

est convertie en rayons X, le reste étant converti en éner-

gie thermique. Cette énergie thermique venant de la cible chaude est conduite et rayonnée vers d'autres composants à l'intérieur du récipient à vide. Le fluide circulant autour de l'extérieur du récipient à vide transfère une partie de cette énergie thermique hors du système. Cependant, les températures élevées provoquées par cette énergie thermique soumettent les composants du tube à rayons X à des contraintes thermiques élevées et sont problématiques pour le fonctionnement et la fiabilité du tube à rayons X. Ceci est vrai pour un certain nombre de raisons. Tout d'abord, l'exposition de composants dans le tube à rayons X à des températures élevées cycliques peut diminuer la durée de vie et la fiabilité des composants. En particulier, l'ensemble d'anode est soumis à une croissance thermique et à un éclatement de la cible. L'ensemble d'anode comprend

également, de façon caractéristique, un arbre qui est sup-

porté de façon à pouvoir tourner par un ensemble de palier.

Cet ensemble de palier est très sensible aux charges ther-

miques élevées. La surchauffe de l'ensemble de palier peut

produire un frottement accru, un bruit accru, et, finale-

ment, la défaillance de l'ensemble de palier. Ce problème est particulièrement aigu pour les systèmes de mammographie

en résultat des températures d'impact élevées et des exi-

gences de bruit acoustique étroites mises en jeux. A cause des températures élevées qui sont présentes, les billes de

l'ensemble de palier sont, de façon caractéristique, revê-

tues d'un lubrifiant solide. Un lubrifiant préféré est le plomb, mais, toutefois, le plomb a un bas point de fusion, et n'est, de façon caractéristique, pas utilisé dans un en-

semble de palier exposé à des températures de fonctionne-

ment supérieures à environ 330 degrés C. A cause de cette limite de température, un tube à rayons X avec un ensemble de palier comprenant un lubrifiant en plomb est limité à

des expositions aux rayons X plus courtes et moins puissan-

tes. Au-dessus d'environ 400 degrés C, l'argent est généra-

lement le lubrifiant choisi, permettant des expositions

rayons X plus longues et plus puissantes. Cependant, l'ar-

gent augmente le bruit généré par l'ensemble de palier. De

façon idéale, si la température de fonctionnement des pa-

lier pouvait être suffisamment réduite, une graisse à vide pourrait être utilisée pour lubrifier les paliers, de façon à diminuer le bruit et à augmenter la vitesse du rotor et

la durée de vie des paliers.

Les températures élevées rencontrées à l'inté-

rieur d'un tube à rayons X réduisent également les perfor-

mances de balayage ou le débit de sortie du tube, qui est fonction de la température de fonctionnement maximale, et, de façon spécifique, des températures de la cible d'anode

et des paliers, du tube. Comme décrit ci-dessus, la tempé-

rature de fonctionnement maximale d'un tube à rayons X est fonction de la puissance et de la durée de l'exposition aux rayons X, ainsi que du temps entre les expositions aux rayons X. De façon caractéristique, un tube à rayons X est conçu pour fonctionner à une certaine température maximale, correspondant à une certaine capacité thermique et à une certaine capacité de dissipation de la chaleur pour les

composants à l'intérieur du tube. Ces limites sont en géné-

ral établies en ayant à l'esprit les procédures pour rayons X habituelles. Cependant, de nouvelles procédures sont

continuellement développées, et ces procédures peuvent re-

pousser les limites des capacités des tubes à rayons X

existants. Des techniques utilisant une puissance instanta-

née plus élevée, des expositions aux rayons X plus longues, et un débit de sortie vers le patient accru sont requises pour produire de meilleures images et permettre d'offrir de meilleurs soins au patient. Par conséquent, il existe un besoin d'extraire autant de chaleur que possible des tubes à rayons X existants, aussi rapidement que possible, pour augmenter la durée et la puissance d'exposition aux rayons

X avant d'atteindre les limites de fonctionnement du tube.

La technique existante s'appuyait principale-

ment sur l'extraction de l'énergie thermique du tube à rayons X par l'intermédiaire du fluide de refroidissement

circulant autour du récipient à vide. Elle s'appuyait éga-

lement sur l'augmentation du diamètre et de la masse de la cible d'anode pour augmenter la capacité de stockage de

chaleur et la surface de rayonnement de la cible. Cepen-

dant, ces approches ont eu une efficacité marginale, et el-

les sont limitées. Les procédés à fluide de refroidisse-

ment, par exemple, ne sont pas adéquats lorsque l'extrémité d'anode du tube à rayons X ne peut pas être suffisamment exposée au fluide en circulation. De même, les procédés de modification de la cible ne sont généralement pas adéquats,

car le diamètre potentiel de la cible d'anode est finale-

ment limité par les contraintes d'espace sur le système de balayage. De plus, une quantité de temps finie est requise pour que la chaleur soit conduite à partir de la piste de cible, o le faisceau d'électrons frappe effectivement la

cible d'anode, aux autres régions de la cible.

Par conséquent, ce qui est requis sont des

dispositifs procurant des paliers de tube à rayons X fonc-

tionnant à une température plus froide, permettant d'utili-

ser des lubrifiants tels que la graisse à vide. Ceci rédui-

rait le bruit de palier et permettrait d'atteindre des vi-

tesses de rotor plus élevées. Les vitesses de rotor plus

élevées réduiraient elle-mêmes considérablement la tempé-

rature d'impact de la cible de tube à rayons X créée par le faisceau d'électron, augmentant la durée de vie du tube à rayons X. La présente invention remédie aux problèmes précédemment mentionnés et permet d'obtenir un débit de

sortie de tube à rayons X plus élevé en proposant des pa-

liers fonctionnant à une température plus basse avec des

capacités de puissance en régime permanent plus élevées.

Dans une réalisation, un dispositif de généra-

tion de rayons X pour générer des rayons X comprend un ré-

cipient à vide comportant une surface intérieure formant

une chambre à vide; un ensemble d'anode disposé à l'inté-

rieur de la chambre à vide, l'ensemble d'anode comprenant une cible; un ensemble de cathode disposé à l'intérieur de la chambre à vide à une certaine distance de l'ensemble d'anode, l'ensemble de cathode étant configuré de façon à émettre des électrons qui frappent la cible de l'ensemble d'anode, produisant des rayons X et une énergie résiduelle sous la forme de chaleur; un arbre couplé au récipient à

vide par un ensemble de palier, l'arbre comportant une pre-

mière extrémité et une deuxième extrémité, la première ex-

trémité de l'arbre comportant un support pour supporter la cible; un dispositif à gradient thermique positionné au

voisinage de la deuxième extrémité de l'arbre et en commu-

nication thermique avec celle-ci, le dispositif à gradient thermique fonctionnant de façon à transférer de la chaleur afin de l'éloigner de la deuxième extrémité de l'arbre; et

une structure à ailettes positionnée au voisinage du dispo-

sitif à gradient thermique et en communication thermique avec celui-ci, la structure à ailettes agissant de façon à

refroidir par convexion le dispositif à gradient thermique.

Dans une autre réalisation, un dispositif de transfert d'énergie thermique destiné à être utilisé avec

un dispositif de génération de rayons X, comprenant un en-

semble d'anode comportant une cible, un ensemble de cathode à une certaine distance de l'ensemble d'anode configuré

pour émettre des électrons qui frappent la cible, produi-

sant des rayons X et de l'énergie résiduelle sous la forme de chaleur, et un arbre rotatif supporté par un ensemble de

palier, comprend un dispositif à gradient thermique posi-

tionné au voisinage d'une extrémité de l'arbre et en commu-

nication thermique avec celle-ci, le dispositif à gradient thermique agissant de façon à transférer de la chaleur afin

de l'éloigner de cette extrémité de l'arbre, et une struc-

ture à ailettes positionnée au voisinage du dispositif à

gradient thermique et en communication thermique avec ce-

lui-ci, la structure à ailettes agissant de façon à refroi-

dir par convexion le dispositif à gradient thermique.

Dans une autre réalisation, un système à

rayons X comprend un récipient à vide comportant une sur-

face intérieure formant une chambre à vide; une source d'électrons disposée à l'intérieur de la chambre à vide, la

source d'électrons agissant de façon à émettre des élec-

trons; une source de rayons X disposée à l'intérieur de la chambre à vide, la source de rayons X agissant de façon à

recevoir des électrons émis par la source d'électrons, pro-

duisant des rayons X et de l'énergie résiduelle sous la forme de chaleur; un arbre couplé au récipient à vide par

un ensemble de palier, l'arbre comportant une première ex-

trémité et une deuxième extrémité, la première extrémité de l'arbre comportant un support pour supporter la source de

rayons X; et un dispositif de transfert d'énergie thermi-

que positionné au voisinage de la deuxième extrémité de l'arbre et en communication thermique avec celle-ci, le

dispositif de transfert d'énergie thermique agissant de fa-

çon à transférer la chaleur afin de l'éloigner de la

deuxième extrémité de l'arbre.

La présente invention sera mieux comprise à la

lecture de la description détaillée suivante, faite en ré-

férence aux dessins joints, dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'une

unité d'ensemble de tube à rayons X qui contient un dispo-

sitif de génération de rayons X, ou tube à rayons X; la figure 2 est une vue en perspective en

coupe d'un tube à rayons X avec le stator écorché pour ré-

véler une partie de l'ensemble d'anode; la figure 3 est une vue en coupe transversale d'une réalisation d'un ensemble d'anode d'un tube à rayons X, comprenant un caloduc et le dispositif de transfert d'énergie thermique selon la présente invention; et

la figure 4 est un graphique du profil de tem-

pérature d'un tube à rayons X avec et sans le dispositif de

transfert d'énergie thermique selon la présente invention.

Dans la présente invention, un dispositif de transfert d'énergie thermique est positionné au voisinage de l'arbre et de l'ensemble de palier d'un tube à rayons X et en communication thermique avec celui-ci. Le dispositif

de transfert d'énergie thermique, qui peut être, par exem-

ple, un dispositif à gradient thermique tel qu'un disposi-

tif Peltier, pompe la chaleur depuis l'arbre et l'ensemble de palier, augmentant la capacité de puissance en régime permanent du tube à rayons X. Si l'on se réfère à la figure 1, une unité

d'ensemble de tubes à rayons X 10 qui contient un disposi-

tif de génération de rayons X, ou tube à rayons X 12, com-

prend une extrémité d'anode 14, une extrémité de cathode

16, et une section centrale 18 positionnée entre l'extré-

mité d'anode 14 et l'extrémité de cathode 16. Le tube à

rayons X 12 est disposé à l'intérieur de la section cen-

trale 18 de l'unité d'ensemble 10 dans une chambre remplie d'un fluide 20 formée par une enceinte 22. L'enceinte 22 peut, par exemple, être réalisée en aluminium. La chambre 20 peut, par exemple, être remplie d'huile diélectrique qui circule dans toute l'enceinte 22, refroidissant le tube à

rayons X opérationnel 12 et isolant l'enceinte 22 des char-

ges électriques élevées à l'intérieur du tube à rayons X 12. L'enceinte 22 peut, de façon optionnelle, être revêtue de plomb. D'une autre façon, dans les applications à la mammographie, par exemple, le récipient à vide peut être refroidi directement par de l'air. L'unité d'ensemble 10

comprend également, de préférence, un radiateur 24, posi-

tionné d'un côté de la section centrale 18, qui refroidit le fluide en circulation 26. Le fluide 26 peut être déplacé à travers la chambre 20 et le radiateur 24 par une pompe appropriée 28, telle qu'une pompe à huile. De préférence, une paire de ventilateurs 30, 32 sont couplés au radiateur 24, produisant une circulation d'air de refroidissement vers le radiateur 24 lorsque le fluide chaud 26 circule à travers celui-ci. Les connexions électriques de l'unité

d'ensemble 10 sont réalisées par l'intermédiaire d'un ré-

ceptacle d'anode optionnel 34 et d'un réceptacle de cathode 36. Des rayons X sont émis à partir de l'unité d'ensemble de tube à rayons X 10 par l'intermédiaire d'une fenêtre transmettant les rayons X 38 dans l'enceinte 22 au niveau

de la section centrale 18.

Si l'on se réfère à la figure 2, un dispositif de génération de rayons X, ou tube à rayons X 12, comprend

un ensemble d'anode 40 et un ensemble de cathode 42 dispo-

sés à l'intérieur d'un récipient à vide 44. Le récipient à

vide 44 peut, par exemple, être réalisé en acier inoxyda-

ble, en cuivre ou en verre. L'ensemble d'anode 40 peut, de façon optionnelle, pour les applications médicales, être rotatif. Un stator 46 est positionné au-dessus du récipient à vide 44 au voisinage de l'ensemble d'anode 40. Lors de l'excitation d'un circuit électrique connectant l'ensemble d'anode 40 et l'ensemble de cathode 42, qui produit une différence de potentiel d'environ 20 kV à environ 140 kV entre l'ensemble d'anode 40 et l'ensemble de cathode 42, des électrons sont dirigés de l'ensemble de cathode 42 à

l'ensemble d'anode 40. Les électrons frappent un point fo-

cal disposé à l'intérieur d'une zone de cible de l'ensemble d'anode 40 et produisent des ondes électromagnétiques à haute fréquence, ou rayons X, des électrons rétrodiffusés

et de l'énergie résiduelle. L'énergie résiduelle est absor-

bée par les composants à l'intérieur du tube à rayons X 12

sous la forme de chaleur. Les rayons X sont dirigés à tra-

vers le vide existant à l'intérieur de la chambre à vide 44, et hors de l'enceinte 22 (figure 1) par l'intermédiaire de la fenêtre de transmission 38 (figure 1), vers un objet dont on désire réaliser l'image, le long d'un trajet d'alignement focal. La fenêtre de transmission 38 peut être réalisée en béryllium, en titane, en aluminium, ou en tout

autre matériau transmettant les rayons X approprié. La fe-

nêtre de transmission 38, et, de façon optionnelle, une ou-

verture et/ou filtre associés, effectuent une collimation

des rayons X, de façon à réduire par conséquent le do-

sage de rayonnements reçus, par exemple, par un patient. A

titre d'illustration, dans les applications à la tomogra-

phie informatisée, la plage d'énergie de diagnostic utile pour les rayons X est comprise entre 60 keV et environ 140 keV. Dans les applications à la mammographie, la plage

d'énergie de diagnostic utile pour les rayons X est com-

prise entre environ 20 keV et environ 50 keV. Un système à rayons X utilisant un tube à rayons X 12 peut également

être utilisé pour les applications des rayons X à la mammoo-

graphie, à la radiographie, à l'angiographie, à la fluoros-

copie, vasculaires, mobiles, et industrielles, entre au-

tres.

Si l'on se réfère à la figure 3, dans une ré-

alisation, un ensemble d'anode 40 d'un tube à rayons X 12 (figures 1 et 2) comprend de façon caractéristique une ci- ble 48 et un ensemble de palier 50. L'ensemble de palier 50 comprend un support de palier 52, des billes de roulement à billes 54, et des pistes de roulement à billes 56. La cible

48 est un disque métallique réalisé en un métal réfrac-

taire, de façon optionnelle avec du graphite brasé sur ce-

lui-ci. La cible 48 est de préférence fabriquée en un métal réfractaire ayant un numéro atomique élevé, tel que le tungstène ou un alliage de tungstène. La cible 48 constitue une surface que frappent les électrons venant de l'ensemble de cathode 42 (figure 2), produisant des rayons X et de l'énergie thermique résiduelle. De façon optionnelle, la cible 48 tourne sous l'effet de la rotation d'un arbre 58 couplé à la cible 48 par un connecteur 60. La rotation de la cible 48 répartit la surface de la cible 48 qui reçoit l'impact des électrons. Le support de palier 52 est un tube cylindrique qui procure un support pour l'ensemble d'anode 40. Les billes de roulement à billes 54 et les pistes de

roulement à billes 56 sont disposées à l'intérieur du sup-

port de palier 52 et permettent le mouvement de rotation de la cible 48 en assurant un mouvement de rotation de l'arbre 58. Les billes de roulement à billes 54 et les pistes de

roulement à billes 56 sont, de façon caractéristique, ré-

alisées en acier à outil ou en un autre métal approprié, et peuvent devenir ramollies, et même déformées, par un excès de chaleur. En résultat, la distribution de la chaleur de façon à l'éloigner des billes de roulement à billes 54 et des pistes de roulement à billes 56 est importante pour le mouvement de rotation correct de l'ensemble d'anode 40 et, par conséquent, pour le fonctionnement correct du tube à

rayons X 12.

L'ensemble d'anode 40 peut, de façon option-

nelle, comprendre un caloduc 62 disposé de façon concentri-

que à l'intérieur de l'arbre 58. Le caloduc 62 peut être, par exemple, un tuyau en métal scellé évacué partiellement

rempli d'un fluide de travail. Le caloduc 62 peut être ré-

alisé en cuivre, en titane, en Monel, en tungstène, ou en tout autre matériau approprié aux températures élevées et thermiquement conducteur. Le caloduc 62 peut contenir, par exemple, de l'eau, de l'alcool, de l'azote, de l'amoniac,

du sodium ou tout autre fluide de travail approprié suppor-

tant la plage de températures comprise entre les températu-

res cryogéniques et le lithium fondu. Les caloducs ont connu une large plage d'application dans les applications au refroidissement de dispositifs électroniques spatiaux, et autres applications à flux thermique élevé. Par exemple, on peut les trouver dans les satellites, les ordinateurs

portables, et les générateurs d'énergie solaire. Les calo-

ducs ont la capacité de dissiper des charges thermiques et des flux thermiques très élevés avec de petites surfaces de section transversale. Ils ont une conductivité thermique efficace très importante, supérieure à environ 10 à environ

10.000 fois plus qu'un conducteur en cuivre plein compara-

ble, et ils peuvent acheminer une grande quantité de cha-

leur d'une source à un radiateur. De façon avantageuse, les caloducs sont complètement passifs et sont utilisés pour transférer de la chaleur d'une source à un radiateur avec des gradients de température minimaux ou à des surfaces rendues isothermes. Le caloduc 62 utilise une structure de

mèche capillaire, lui permettant de fonctionner à l'en-

contre de la gravité en transférant un fluide de travail depuis une extrémité de condenseur 68 vers une extrémité d'évaporateur 70. Dans l'ensemble d'anode 40, la chaleur venant de l'alésage interne de l'arbre de palier 58 entre dans l'extrémité d'évaporateur 70 du caloduc 62 o le

fluide de travail est évaporé, créant un gradient de pres-

sion dans le caloduc 62. Le gradient de pression force de la vapeur résultante à travers le coeur creux du caloduc 62 vers l'extrémité de condenseur plus froide 68 o la vapeur

se condense et libère sa chaleur latente. Le fluide est en-

suite repompé par les forces de capillarité à travers la structure de mèche capillaire des parois du caloduc 62 vers

l'extrémité d'évaporateur 70, et le cycle continue.

Un ensemble d'anode 40 utilisant un caloduc 62

peut également, de façon optionnelle, comprendre des souf-

flets ondulés 64 et un bouchon 66 disposé à l'intérieur du

support de palier 52. Le soufflet ondulé 64 est une struc-

ture métallique positionnée au voisinage de l'extrémité de condenseur 68 du caloduc 62 et entourant celle-ci de façon

concentrique. Le soufflet ondulé 64 procure un joint élas-

tique avec le caloduc 62. Le soufflet ondulé 64 joue égale-

ment le r8le de dissipateur de chaleur, extrayant la cha-

leur de la cible 48 et de l'ensemble de palier 50. Le souf-

flet ondulé 64 peut être réalisé en n'importe quel matériau thermiquement conducteur approprié. De même, le bouchon 66

est une structure métallique réalisée en un matériau ther-

miquement conducteur, tel que le cuivre, positionnée au

voisinage du soufflet ondulé 64 et en communication thermi-

que avec celui-ci. Le bouchon 66 joue également le r8le de dissipateur thermique, extrayant la chaleur de la cible 48 et de l'ensemble de palier 50. Le soufflet ondulé 64 et le bouchon 66 peuvent être disposés à l'intérieur d'une cavité

remplie d'un liquide conduisant la chaleur, tel que le gal-

lium, et former celle-ci.

Comme décrit ci-dessus, le faisceau d'élec-

trons primaire généré par l'ensemble de cathode 42 d'un tube à rayons X 12 dépose une charge thermique importante dans la cible 48. En fait, la cible 48 est chauffée au rouge lors du fonctionnement. De façon caractéristique, moins de 1 % de l'énergie du faisceau d'électrons primaire

est convertie en rayons X, le reste étant converti en éner-

gie thermique. Cette énergie thermique venant de la cible chaude 48 est conduite et rayonnée vers d'autres composants à l'intérieur du récipient à vide 44 (figure 2). Le fluide 26 (figure 1) circulant autour de l'extérieur du récipient à vide 44 transfère une partie de cette énergie thermique

hors du système. Cependant, les températures élevées provo-

* quées par cette énergie soumettent le tube à rayons X 12 et ses composants à des contraintes thermiques élevées qui sont problématiques pour le fonctionnement et la fiabilité

du tube à rayons X 12 et qui réduisent son débit de sortie.

Si l'on se réfère à nouveau à la figure 3, le

dispositif de transfert d'énergie thermique selon la pré-

sente invention comprend un dispositif à gradient thermique

72 et peut comprendre une structure à ailettes 80 pour re- froidir par convexion le dispositif à gradient thermique 72. Le dispositif

à gradient thermique est un dispositif pouvant fonctionner pour transférer ou pomper de la chaleur depuis un côté froid 74 du dispositif 72 vers un côté chaud 76 du dispositif 72. Le côté froid 74 du dispositif 72 est positionné au voisinage de l'extrémité de l'arbre 58, correspondant à l'extrémité de condenseur 68 du caloduc 62, et en communication thermique avec celle-ci. Le bouchon 66 et la paroi 78 du récipient à vide 44 peuvent également

être disposés entre le côté froid 74 du dispositif à gra-

dient thermique 72 et l'extrémité de l'arbre 58. Le côté chaud 76 du dispositif de transfert d'énergie thermique 72

peut être positionné au voisinage d'une structure à ailet-

tes 80 et en communication thermique avec celle-ci. La structure à ailettes 80 est une structure comportant une

pluralité de nervures ou d'ailettes surélevées alignées ho-

rizontalement, verticalement ou radialement. D'une autre

façon, la structure à ailettes 80 peut comprendre une plu-

ralité de tiges, de creux, de disques ou de n'importe quel-

les autres structures à saillie/cavité. Les saillies suré-

levées ou les parties en cavité de la structure à ailettes 80 sont configurées de telle sorte qu'elles augmentent la

surface qui vient en contact avec un milieu de refroidisse-

ment 81 circulant sur la structure à ailettes 80, refroi-

dissant par convexion la structure à ailettes 80. La struc-

ture à ailettes 80 peut être réalisée en cuivre ou en tout autre matériau approprié. Le milieu de refroidissement 81 peut être, par exemple, de l'air, de l'eau, de l'huile ou tout autre fluide approprié. Le milieu de refroidissement 81 peut être délivré à la structure à ailettes 80 par

convexion libre ou convexion forcée. Dans le cas o le mi-

lieu de refroidissement 81 est délivré à la structure à ai-

lettes 80 par convexion forcée, un ventilateur ou une pompe

peut être utilisé.

Le dispositif à gradient thermique 72, décrit

ci-dessus, est de préférence un dispositif Peltier. Un dis-

positif Peltier est un dispositif qui utilise un courant électrique et l'effet Peltier pour créer un gradient de température. Ce gradient de température peut produire une

différence de température atteignant jusqu'à environ 70 de-

grés C entre le côté froid 74 et le côté chaud 76 du dispo-

sitif Peltier. Le dispositif Peltier, qui a été découvert

au début du dix-neuvième siècle, se produit lorsqu'un cou-

rant électrique circule à travers deux conducteurs diffé-

rents. En résultat de phénomènes physiques complexes au ni-

veau subatomique, la jonction entre les deux conducteurs absorbe ou libère de la chaleur. Les dispositifs Peltier sont couramment réalisés en tellurure de bismuth, ou en un autre semiconducteur approprié. Des dispositifs Peltier sont disponibles dans le commerce, par exemple, chez Tellurex Corporation (à Traverse City, dans le Michigan),

et chez Melcor (à Trenton, dans le New Jersey). Les dispo-

sitifs Peltier ne comportent pas de parties mobiles, et né-

cessitent par conséquent peu ou pas de maintenance. Les dispositifs Peltier fonctionnent, de façon caractéristique, avec une alimentation 82 d'environ 1 à environ 15 volts et un courant de plusieurs ampères, et sont susceptibles de transférer une puissance atteignant jusqu'à environ 80 W. A

titre d'exemple, dans une application à des tubes vasculai-

res, les exigences de puissance pour un dispositif Peltier sont d'environ 10 W à environ 30 W. Si l'on se réfère au graphique 84 de la figure 4, l'utilisation d'un dispositif à gradient thermique 72, tel qu'un dispositif Peltier, et d'une structure à ailettes en association avec un tube à rayons X 12, diminue la température de fonctionnement du tube à rayons X 12, et, de

façon caractéristique, de l'arbre 58 (figure 3) et de l'en-

semble de palier 50 (figure 3), d'environ 40 degrés C à en-

viron 100 degrés C, comme montré par la différence 86 entre la courbe avec un dispositif Peltier 88 et la courbe sans dispositif Peltier 90. Cette diminution de température est obtenue parce que le dispositif Peltier pompe de la chaleur

hors du tube à rayons X, faisant devenir la structure à ai-

lettes 80 plus chaude, ce qui permet un refroidissement par

convexion accru, tandis que l'arbre 58 et l'ensemble de pa-

lier 50 deviennent plus froids, améliorant les performances

du tube à rayons X 12.

Bien que la présente invention ait été décrite

en se référant à des réalisations préférées, d'autres ré-

alisations peuvent atteindre les mêmes résultats. Des va-

riations et des modifications à la présente invention appa-

raîtront de façon évidente aux personnes ayant une bonne

connaissance de la technique, et les revendications qui

suivent visent à couvrir tous ces équivalents.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de génération de rayons X (12) pour générer des rayons X, le dispositif de génération de rayons X (12) étant caractérisé en ce qu'il comprend: un récipient à vide (44) comportant une sur- face intérieure formant une chambre à vide; un ensemble d'anode (40) disposé à l'intérieur de la chambre à vide, l'ensemble d'anode (40) comprenant une cible (48);

un ensemble de cathode (42) disposé à l'inté-

rieur de la chambre à vide à une certaine distance de l'en-

semble d'anode (40), l'ensemble de cathode (42) étant configuré pour émettre des électrons qui frappent la cible (48) de l'ensemble d'anode (40), produisant des rayons X et de l'énergie résiduelle sous la forme de chaleur; un arbre (58) couplé au récipient à vide (44) par un ensemble de palier (50), l'arbre (58) comportant une première extrémité et une deuxième extrémité, la première

extrémité de l'arbre (58) comportant un support pour sup-

porter la cible (48); et

un dispositif à gradient thermique (72) posi-

tionné au voisinage de la deuxième extrémité de l'arbre

(58) et en communication thermique avec celle-ci, le dispo-

sitif à gradient thermique (72) agissant de façon à trans-

férer de la chaleur pour l'éloigner de la deuxième extré-

mité de l'arbre (58).

2. Dispositif de génération de rayons X (12) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend

de plus une structure à ailettes (80) positionnée au voisi-

nage du dispositif à gradient thermique (72) et en communi-

cation thermique avec celui-ci, la structure à ailettes

(80) agissant de façon à refroidir par convexion le dispo-

sitif à gradient thermique (72).

3. Dispositif de génération de rayons X (12)

selon la revendication 1, caractérisé en ce que le disposi-

tif à gradient thermique (72) comprend deux conducteurs

différents et reçoit un courant électrique.

4. Dispositif de génération de rayons X (12) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le disposi-

tif à gradient thermique (72) comprend un dispositif Pel-

tier.

5. Dispositif de génération de rayons X (12) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre (58) comprend de plus un caloduc (62) disposé à l'intérieur

de l'arbre (58).

6. Dispositif de génération de rayons X (12) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le caloduc (62) comprend de plus un tuyau métallique scellé évacué

partiellement rempli d'un fluide.

7. Dispositif de génération de rayons X (12) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le caloduc (62) comprend de plus une extrémité d'évaporateur (70), une extrémité de condenseur (68), et des parois internes ayant une structure de mèche capillaire, la structure de mèche capillaire assurant le transfert de fluide de l'extrémité

de condenseur (68) à l'extrémité d'évaporateur (70) du ca-

loduc (62).

8. Dispositif de génération de rayons X (12)

selon la revendication 1, caractérisé en ce que le disposi-

tif à gradient thermique (72) et la structure à ailettes

(80) réduisent la température de fonctionnement de l'ensem-

ble de palier (50) et de l'arbre (58) d'environ 40 degrés C à environ 100 degrés C.

9. Dispositif de génération de rayons X (12)

selon la revendication 1, caractérisé en ce que le disposi-

tif à gradient thermique (72) et la structure à ailettes

(80) réduisent la température de fonctionnement de l'ensem-

ble de palier (50) et de l'arbre (58) d'une ampleur telle que du plomb ou de la graisse à vide peuvent être utilisés

pour lubrifier l'ensemble de palier (50) durant le fonc-

tionnement du dispositif (12).

10. Dispositif de génération de rayons X (12) pour générer des rayons X, le dispositif de génération de rayons X (12) étant caractérisé en ce qu'il comprend:

un récipient à vide (44) comportant une sur-

face intérieure formant une chambre à vide; un ensemble d'anode (40) disposé à l'intérieur de la chambre à vide, l'ensemble d'anode (40) comprenant une cible (48);

un ensemble de cathode (42) disposé à l'inté-

rieur de la chambre à vide à une certaine distance de l'en-

extrémité de l'arbre (58) comportant un support pour sup-

porter la cible (48);

un dispositif à gradient thermique (72) posi-

tionné au voisinage de la deuxième extrémité de l'arbre

(58) et en communication thermique avec celle-ci, le dispo-

sitif à gradient thermique (72) agissant de façon à trans-

férer de la chaleur pour l'éloigner de la deuxième extré-

mité de l'arbre (58); et une structure à ailettes (80) positionnée au voisinage du dispositif à gradient thermique (72) et en

communication thermique avec celui-ci, la structure à ai-

lettes (80) agissant de façon à refroidir par convexion le

dispositif à gradient thermique (72).

11. Dispositif de génération de rayons X (12)

selon la revendication 10, caractérisé en ce que le disposi-

tif à gradient thermique (72) comprend deux conducteurs

différents et reçoit un courant électrique.

12. Dispositif de génération de rayons X (12) selon la revendication 11, caractérisé en ce que le dispo-

sitif à gradient thermique (72) comprend un dispositif Pel-

tier.

13. Dispositif de génération de rayons X (12) selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'arbre (58) comprend de plus un caloduc (62) disposé à l'intérieur

de l'arbre (58).

14. Dispositif de génération de rayons X (12) selon la revendication 13, caractérisé en ce que le caloduc (62) comprend de plus un tuyau métallique scellé évacué

partiellement rempli d'un fluide.

15. Dispositif de génération de rayons X (12) selon la revendication 14, caractérisé en ce que le caloduc (62) comprend de plus une extrémité d'évaporateur (70), une extrémité de condenseur (68), et des parois internes ayant une structure de mèche capillaire, la structure de mèche capillaire assurant le transfert de fluide de l'extrémité

de condenseur (68) à l'extrémité d'évaporateur (70) du ca-

loduc (62).

16. Dispositif de génération de rayons X (12)

selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispo-

sitif à gradient thermique (72) et la structure à ailettes

(80) réduisent la température de fonctionnement de l'ensem-

17. Dispositif de génération de rayons X (12)

selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispo-

sitif à gradient thermique (72) et la structure à ailettes

(80) réduisent la température de fonctionnement de l'ensem-

ble de palier (50) et de l'arbre (58) d'une ampleur telle que du plomb ou une graisse à vide peuvent être utilisés

pour lubrifier l'ensemble de palier (50) durant le fonc-

tionnement du dispositif (12).

18. Dispositif de transfert d'énergie thermi-

que destiné à être utilisé avec un dispositif de génération

de rayons X (12), comprenant un ensemble d'anode (40) com-

portant une cible (48), un ensemble de cathode (42) à une certaine distance de l'ensemble d'anode (40), configuré pour émettre des électrons qui frappent la cible (48), de façon à produire des rayons X et de l'énergie résiduelle sous la forme de chaleur, et un arbre rotatif (58) supporté par un ensemble de palier (50), le dispositif de transfert

d'énergie thermique étant caractérisé en ce qu'il com-

prend:

un dispositif à gradient thermique (72) posi-

tionné au voisinage d'une extrémité de l'arbre (58) et en

communication thermique avec celle-ci, le dispositif à gra-

dient thermique (72) agissant de façon à transférer de la chaleur pour l'éloigner de cette extrémité de l'arbre (58); et une structure à ailettes (80) positionnée au voisinage du dispositif à gradient thermique (72) et en

communication thermique avec celui-ci, la structure à ai-

lettes (80) agissant de façon à refroidir par convexion le

dispositif à gradient thermique (72).

19. Dispositif de transfert d'énergie thermi-

que selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'ar-

bre (58) est réalisé en un matériau thermiquement conduc-

teur.

20. Dispositif de transfert d'énergie thermi-

que selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'ar-

bre (58) comprend de plus un caloduc (62) disposé à l'inté-

rieur de l'arbre (58).

21. Dispositif de transfert d'énergie thermi-

que selon la revendication 20, caractérisé en ce que le ca-

loduc (62) comprend de plus un tuyau métallique scellé éva-

cué partiellement rempli d'un fluide.

22. Dispositif de transfert d'énergie thermi-

que selon la revendication 20, caractérisé en ce que le ca- loduc (62) comprend de plus une extrémité d'évaporateur

(70), une extrémité de condenseur (68), et des parois in-

ternes ayant une structure de mèche capillaire, la struc-

ture de mèche capillaire assurant le transfert de fluide de l'extrémité de condenseur (68) à l'extrémité d'évaporateur

(70) du caloduc (62).

23. Dispositif de transfert d'énergie thermi-

que selon la revendication 18, caractérisé en ce que le dispositif à gradient thermique (72) comprend un dispositif

Peltier.

24. Dispositif de transfert d'énergie thermi-

que selon la revendication 18, caractérisé en ce que le

dispositif à gradient thermique (72) et la structure à ai-

lettes (80) réduisent la température de fonctionnement de l'ensemble de palier (50) et de l'arbre (58) d'une ampleur telle que du plomb ou de la graisse à vide peuvent être

utilisés pour lubrifier l'ensemble de palier (50).

25. Dispositif de transfert d'énergie thermi-

que destiné à être utilisé avec un dispositif de génération

de rayons X (12), comprenant un ensemble d'anode (34) com-

portant une cible (48), un ensemble de cathode (42) à une certaine distance de l'ensemble d'anode (34), configuré pour émettre des électrons qui frappent la cible (48), de façon à produire des rayons X et de l'énergie résiduelle sous la forme de chaleur, et un arbre rotatif (58) supporté par un ensemble de palier (50), le dispositif de transfert

d'énergie thermique étant caractérisé en ce qu'il com-

prend: un dispositif Peltier positionné au voisinage

d'une extrémité de l'arbre (58) et en communication thermi-

que avec celle-ci, le dispositif Peltier agissant de façon

à transférer de la chaleur pour l'éloigner de cette extré-

mité de l'arbre (58); et une structure à ailettes (80) positionnée au

voisinage du dispositif Peltier et en communication thermi-

que avec celui-ci, la structure à ailettes (80) agissant de

façon à refroidir par convexion le dispositif Peltier.

26. Dispositif de transfert d'énergie thermi-

que selon la revendication 25, caractérisé en ce que l'ar-

bre (58) est réalisé en un matériau thermiquement conduc-

teur.

27. Dispositif de transfert d'énergie thermi-

que selon la revendication 25, caractérisé en ce que l'ar-

bre (58) comprend de plus un caloduc (62) disposé à l'inté-

rieur de l'arbre (58).

28. Dispositif de transfert d'énergie thermi-

que selon la revendication 27, caractérisé en ce que le ca-

loduc (62) comprend de plus un tuyau de métal scellé évacué

partiellement rempli d'un fluide.

29. Dispositif de transfert d'énergie thermi-

que selon la revendication 28, caractérisé en ce que le ca-

loduc (62) comprend de plus une extrémité d'évaporateur

(70), une extrémité de condenseur (68), et des parois in-

ternes ayant une structure de mèche capillaire, la struc-

(70) du caloduc (62).

30. Dispositif de transfert d'énergie thermi-

que selon la revendication 25, caractérisé en ce que le

dispositif Peltier et la structure à ailettes (80) rédui-

sent la température de fonctionnement de l'ensemble de pa-

lier (50) et de l'arbre (58) d'une ampleur telle que du plomb ou de la graisse à vide peuvent être utilisés pour

lubrifier l'ensemble de palier (50).

31. Système à rayons X, caractérisé en ce qu'il comprend:

un récipient à vide (44) comportant une sur-

face intérieure formant une chambre à vide; une source d'électrons disposée à l'intérieur

de la chambre à vide, la source d'électrons agissant de fa-

çon à émettre des électrons; une source de rayons X disposée à l'intérieur

de la chambre à vide, la source de rayons X agissant de fa-

çon à recevoir des électrons émis par la source d'élec-

trons, de façon à produire des rayons X et de l'énergie ré-

siduelle sous la forme de chaleur; un arbre (58) couplé au récipient à vide (44) par un ensemble de palier (50), l'arbre (58) comportant une première extrémité et une deuxième extrémité, la première

extrémité de l'arbre (58) comportant un support pour sup-

porter la source de rayons X; et un dispositif de transfert d'énergie thermique positionné au voisinage de la deuxième extrémité de l'arbre

(58) et en communication thermique avec celle-ci, le dispo-

sitif de transfert d'énergie thermique agissant de façon à

transférer de la chaleur pour l'éloigner de la deuxième ex-

trémité de l'arbre (58).

32. Système à rayons X selon la revendication 31, caractérisé en ce que le dispositif de transfert

d'énergie thermique comprend de plus un dispositif à gra-

dient thermique (72) positionné au voisinage de la deuxième extrémité de l'arbre (58) et en communication thermique avec celle-ci, le dispositif à gradient thermique (72)

agissant de façon à transférer de la chaleur pour l'éloi-

gner de la deuxième extrémité de l'arbre (58).

33. Système à rayons X selon la revendication 31, caractérisé en ce que le dispositif de transfert

d'énergie thermique comprend de plus une structure à ailet-

tes (80) positionnée au voisinage du dispositif à gradient thermique (72) et en communication thermique avec celui-ci, la structure à ailettes (80) agissant de façon à refroidir par convexion le dispositif à gradient thermique (72).

34. Système à rayons X selon la revendication 31, caractérisé en ce que l'ensemble de palier (50) assure un mouvement de rotation de l'arbre (58) et un support pour supporter la source de rayons X.

35. Système à rayons X selon la revendication 31, caractérisé en ce que l'arbre (58) comporte de plus un

caloduc (62) disposé à l'intérieur de l'arbre (58).

36. Système à rayons X selon la revendication , caractérisé en ce que le caloduc (62) comprend de plus un tuyau en métal scellé évacué partiellement rempli d'un fluide.

37. Système à rayons X selon la revendication , caractérisé en ce que le caloduc (62) comprend de plus

une extrémité d'évaporateur (70), une extrémité de conden-

seur (68), et des parois internes ayant une structure de mèche capillaire, la structure de mèche capillaire assurant le transfert de fluide de l'extrémité de condenseur (68) à

l'extrémité d'évaporateur (70) du caloduc (62).

38. Système à rayons X selon la revendication

31, caractérisé en ce que le dispositif à gradient thermi-

que (72) comprend un dispositif Peltier.

39. Système à rayons X selon la revendication 31, caractérisé en ce que le dispositif de transfert

d'énergie thermique (72) réduit la température de fonction-

nement de l'ensemble de palier (50) et de l'arbre (58) d'une ampleur telle que du plomb ou de la graisse à vide peuvent être utilisés pour lubrifier l'ensemble de palier

(50) durant le fonctionnement du système.

40. Système à rayons X selon la revendication 31, caractérisé en ce que ledit système à rayons X comprend

un système sélectionné parmi le groupe comprenant les sys-

tèmes à rayons X de mammographie, de radiographie, d'angio-

graphie, de tomographie informatisée, de fluoroscopie, vas-

culaires, mobiles et industriels.

41. Système à rayons X, caractérisé en ce qu'il comprend:

un récipient à vide (44) comportant une sur-

de la chambre à vide, la source d'électrons agissant de fa-

de la chambre à vide, la source de rayons X agissant de fa-

çon à recevoir des électrons émis par la source d'élec-

trons, de façon à produire des rayons X et de l'énergie ré-

siduelle sous la forme de chaleur; un arbre rotatif (58) couplé au récipient à

vide (44) par un ensemble de palier (50), l'arbre (58) com-

portant une première extrémité et une deuxième extrémité, la première extrémité de l'arbre (58) comportant un support pour supporter la source de rayons X;

un dispositif à gradient thermique (72) posi-

tionné au voisinage de la deuxième extrémité de l'arbre

(58) et en communication thermique avec celle-ci, le dispo-

sitif à gradient thermique (72) agissant de façon à trans-

férer de la chaleur de façon à l'éloigner de la deuxième extrémité de l'arbre (58); et une structure à ailettes (80) positionnée au voisinage du dispositif à gradient thermique (72) et en

communication thermique avec celui-ci, la structure à ai-

lettes (80) agissant de façon à refroidir par convexion le

dispositif à gradient thermique (72).

42. Système à rayons X selon la revendication 41, caractérisé en ce que l'arbre (58) comprend de plus un

caloduc (62) disposé à l'intérieur de l'arbre (58).

43. Système à rayons X selon la revendication 42, caractérisé en en ce que le caloduc (62) comprend de plus un tuyau en métal scellé évacué partiellement rempli

d'un fluide.

44. Système à rayons X selon la revendication 43, caractérisé en ce que le caloduc (62) comprend de plus

une extrémité d'évaporateur (70), une extrémité de conden-

seur (68) et des parois internes ayant une structure de mè-

che capillaire, la structure de mèche capillaire assurant le transfert de fluide de l'extrémité de condenseur (68) à

l'extrémité d'évaporateur (70) du caloduc (62).

45. Système à rayons X selon la revendication

41, caractérisé en ce que le dispositif à gradient thermi-

que (72) comprend un dispositif Peltier.

46. Système à rayons X selon la revendication

41, caractérisé en ce que le dispositif à gradient thermi-

que (72) et la structure à ailettes (80) réduisent la tem-

pérature de fonctionnement de l'ensemble de palier (50) et de l'arbre (58) d'une ampleur telle que du plomb ou de la

graisse à vide peuvent être utilisés pour lubrifier l'en-

semble de palier (50) durant le fonctionnement du système.

47. Système à rayons X selon la revendication 41, caractérisé en ce que ledit système à rayons X comprend

un système sélectionné parmi le groupe comprenant les sys-

tèmes à rayons X de mammographie, de radiographie, d'angio-

graphie, de tomographie informatisée, de fluoroscopie, vas-

culaires, mobiles et industriels.