Film

   Tankönyv Fizikusoknak  »  A röntgendiagnosztika alapjai  »  Röntgendetektorok  »  Film

A legelső „detektor” típus, amely a röntgensugárzás felfedezése idején is már rendelkezésre állt a film. A filmek anyagát különböző ezüst-halid részecskék (AgBr, AgCl, AgI stb.) alkotják, amelyek emulzió formájában találhatóak egy vékony felületi gél (pl. zselatin) rétegben. Ezek a vegyületek eléggé instabilak és már kis intenzitású fény hatására is bomlanak:

 
A hordozó gél stabil állapotban tartja a az ezüst-halidot, azaz gátolja a kiválások létrejöttét. A semlegesség váló ezüst apró szemcsék formájában válik ki az emulzióban, aminek mértéke függ az adott részecskét ért fénynyaláb intenzitásától és spektrális összetételétől. Az exponálatlan filmben a szemcsék nagysága a film minőségétől függően 0.1 – 1 µm nagyságrendű mérettartományban van. A filmet elő kell hívni, azaz a felületet ért fényintenzitás függvényében létrejött Ag kiválásokat láthatóvá kell tenni, majd a réteget fixálni a mechanikai és kémiai hatások ellen. Az emulziós réteg valamilyen polieszter alapra van felhordva, és ezen kívül különböző egyéb védő és a minél kedvezőbb expozíciót lehetővé tevő réteg találhatóak: érzékenység növelése, mechanikai stabilitás fokozása, visszaverődést csökkentő réteg stb. Mivel a fényérzékeny szemcséket tartalmazó réteg csak mindössze 1-3 %-át képes elnyelni a beérkező röntgensugárzás fluxusának, ezért a film elé egy újabb réteget helyeznek el, amit képerősítőnek hívnak. Ez általában valamilyen nagy foszfortartalmú réteg, amely anyag a röntgensugárzás határára fényt emittál és ezt, a fényre sokkal érzékenyebb emulzió már nagy hatásfokkal képes elnyelni.
A filmek röntgendiagnosztikai alkalmazásához fontos a denzitás fogalma, ami a film röntgensugárzás hatására bekövetkező elfeketedés mértékének logaritmusát jelenti. Ez egy olyan empirikus függvény, aminek segítségével az egyes filmtípusokat össze lehet hasonlítani az érzékenységük szerint. Egy film denzitásának a megvilágítástól való függését a 14. ábra mutatja be.

14. ábra Filmek tipikus megvilágítás-denzitás görbéje.

 
A denzitás-megvilágítás görbét úgy lehet kísérletileg meghatározni, hogy a röntgenberendezést egy adott anódfeszültségen működtetve különböző anódáramokat beállítva szabályozni lehet a filmet érő röntgen-fluxust, mivel az anódárammal arányos az emittált röntgenfotonok száma. Másik megoldás, amikor egyre növekvő nagyságú, de ismert vastagságú alumínium- vagy vaslemezekből álló abszorbens sort helyeznek a film felé, aminek hatására a vastagságtól függően a film eltérő mértékben feketedik meg. Ezzel meg lehet konstruálni egy empirikus skálát.
A képeket jellemző egyik fontos fogalom a kontraszt, ami az adott képen látható maximális és minimális denzitású (legvilágosabb és legsötétebb) pontok fényességének összehasonlításából képzett függvénnyel (26) adható meg többféle módon is.

A kontraszt annál nagyobb, minél nagyobb képpontok közötti fényességkülönbség. Ez függ a leképezett tárgy egyes részeinek abszorpciós képességétől és a megvilágító röntgensugár spektrális összetételétől. Ha nagy abszorpciós ingadozások vannak a megvilágított test belsejében, akkor nagy denzitás-különbségeket azaz nagy kontrasztot lehet tapasztalni a képen. A kontrasztot fizikailag három paraméter változtatásával lehet befolyásolni: 1. a röntgencső anódjának anyaga, 2. az anód-katód feszültség, 3. a röntgennyaláb szelektív szűrése.

15. ábra. 80kV (a) és 100 kV (b) anódfeszültségekkel készített röntgenfelvételek.