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放射照相

鎖定
放射照相是利用射線(區別於可見光)進行的照相技術,在醫學上具有廣泛應用。
中文名
放射照相
外文名
Radiography
射線分類
電磁輻射和粒子輻射
處    理
顯影、定影

放射照相簡介

放射照相是利用掃描顯微放射照相檢查術,連續觀察牙齒脱礦時內部礦物含量的變化,以探討齲齒脱礦的動力學。脱礦分別在溶液成分恆定和容量恆定兩種情況下進行。結果表明,當溶液成分恆定時,脱礦率恆定,脱礦量與時間呈直接線關係,而當脱礦在固定的小容量溶液中進行時,脱礦率隨時間而降低,脱礦量與時間呈指數關係,最終可停止。研究提示,齲齒脱礦主要由表面應控制,其動力主要來自外環境溶液中對釉質飽和度的降低。

放射照相放射照相過程

感光乳劑中的澳化銀晶體受到射線照射後,與光照射的情況類似,溴化銀晶體點陣中將釋放電子。這些電子可以在乳劑中移動,在感光中心處被俘獲。
感光中心是感光乳劑製作過程中,在鹵化銀晶體的角、稜邊等處形成的中性銀原子或硫化銀等聚集處。按照能帶理論,當溴化銀點陣中嵌入了銀、硫化銀等雜質質點時,由於它們的導帶位置比澳化銀的導帶稍低,並可能在溴化銀的禁帶中產生新的能級。因此,在射線照射激發下,進入溴化銀導帶的電子,可以自發地轉移至銀或硫化銀的導帶,即被感光中心俘獲。這就是潛影形成的第一階段一一電子傳導階段。 [1] 
感光中心俘獲電子以後帶負電荷,對溴化銀點陣格間的銀離子具有吸引作用,使銀離子向感光中心移動,與電子中和形成銀原子,擴大了感光中心的尺水這是潛影形成的第二階段一一離子調節階段電子階段和離子階段都是可逆的,在感光過程中上述過程不斷重複,直至曝光結束這樣產生的銀原子團稱為顯影中心(潛影中心),顯影中心的總和就是潛影。

放射照相射線

射線按其產生和特點常分為二類:電磁輻射和粒子輻射。
雖然X射線、Y射線產生的機制不同,能量也可以不同,但它們的量子都是光量子(光子),都是電磁輻射而a粒子、電子、中子和質子等都是粒子輻射。
電磁輻射通過光量子和物質相互作用。光量子不帶電,在與物質相互作用過程中,光量子的能量轉移給物質原子的電子或轉化為其它粒予在與物質原子的一次碰撞中,損失其大部分能量或全部能量在穿過物質時,其強度按指數規律減弱。對一定能區的電磁輻射,與物質的相互作用主要有光電效應、康普頓效應、電子對效應和瑞利散射。 [2] 
粒子輻射與物質的相互作用與粒子的特性密切相關。例如,帶電粒子與物質的相互作用主要有與核外電子發生非彈性碰撞、與原子核發生非彈性碰撞、與原子核發生彈性碰撞和與核外電子發生彈性碰撞。這些作用都是帶電粒子與庫侖場的作用,它們引起電離、激發、散射和各種形式的輻射損失在帶電粒子與物質的相互作用中,主要是通過與物質原子的核外電子的多次非彈性碰撞逐漸損失能量,在一次碰撞中所轉移的能量很小。因此,一定能量的帶電粒子在物質中有確定的射程。

放射照相射線衰減規律

當X射線、Y射線(電磁輻射)射入物體後,將與物質發生複雜的相互作用,射線被散射和吸收,使從物體透射的射線強度低於入射射線強度,這稱為射線強度發生了衰減。 [3] 

放射照相與可見光照相的區別

射線與可見光相比,一個基本差別是射線光量子的能量遠大於可見光,感光乳劑在射線照射下,每吸收一個射線光量子就能夠產生多個銀原子,而可見光的量子產率約為1。因此,一個射線光量子能使一個或多個鹵化銀顆粒顯影,這稱為“一次撞擊”本領。這導致射線照相效應與可見光照相效應的明顯不同是射線照相效應不存在曝光量域值,可見光照相效應存在曝光量域值;射線照相效應(直接對射線曝光)不存在互易律失效,可見光照相效應在低照度和高照度時都存在互易律失效。 [1] 

放射照相顯影與定影

對於由一般的照相過程得到的影象,需要進行顯影和定影才能得到固定的影象。
顯影本質上是一個氧化還原過程。顯影從顯影中心開始,首先顯影劑(還原劑)放出電子,自身氧化。然後,溴化銀晶體中的銀離子(氧化劑)接受電子,還原為銀原子。實際過程大體是,澳化銀晶體首先吸附溴離子,形成負電層。在負電層外吸附鉀正離子,又形成一正電層。這樣,在溴化銀晶體表面和溶液之間形成具有一定靜電位的雙電層。在顯影過程中,顯影劑必須穿過雙電層,吸附到溴化銀晶體表面,才能開始顯影過程。電極理論認為,澳化銀晶體表面的顯影中心,由於是銀的微斑,因此吸附溴離子少,其雙電層薄弱,這樣,帶負電的顯影劑容易吸附在顯影中心。銀微斑具有良好的導電性,電子通過銀微斑從顯影劑進入溴化銀晶體,與銀離子中和形成銀原子。上述過程可概括為三個基本步驟,即顯影劑吸附到已感光的溴化銀晶體表面;顯影劑釋放電子,電子轉移到顯影中心;電子與溴化銀晶體中的銀離子結合成銀原子,沉積在顯影中心。為了滿足顯影的條件,必須控制顯影液的pH值和溴離子濃度。
顯影之後在乳劑層還有相當數量的鹵化銀未被還原為原子銀,定影過程的基本作用是將保留在乳劑層中未感光的鹵化銀從乳劑層中溶解掉,並使顯影形成的影象固定下來在定影過程中定影劑硫代硫酸鈉與鹵化銀發生化學反應,生成溶於水的銀的絡合物,但對已還原的金屬銀不發生溶解作用。
參考資料
  • 1.    鄭世才.第一講 射線照相檢驗技術的基礎:無損檢測,2000
  • 2.    汪曉蓮.粒子探測技術:中國科學技術大學出版社),2009
  • 3.    陳媛.電子束放射照相的特性與參數優化:物理學報,2015