射线胶片的感光特性探究

1.黑度与曝光量

金属银使底片变黑的程度称为底片的黑度，国内也有称为光学密度的。

黑度可按下式定义

D=lg（I₀/I） （2.2-16）

式中 D——黑度；

I₀——入射光（射线）强度；

I——透射光（射线）强度。

黑度也可按下式定义

D=lg（L₀/L） （2.2-17）

式中 D——黑度；

L₀——入射光亮度；

L——透射光亮度。

曝光量是在曝光期间胶片所接收的光（射线）能量，曝光量可以用下式定义

H=It （2.2-18）

式中 H——曝光量；

I——光（射线）强度；

t——曝光时间。

在射线检测中通常所说的曝光量，与这里的定义不完全相同。例如，对X射线采用管电流与曝光时间的乘积，而对γ射线则常采用源的放射性活度与曝光时间的积。

2.互易律

互易律是光化学反应的一个基本定律。它指出，光的化学作用决定于吸收的光能，而不依赖于吸收光能的速率。

这个定律应用于射线照相则是指，在胶片感光乳剂中产生的光解银量只与总的曝光量相关，即与射线强度和曝光时间的乘积相关，而与射线强度和曝光时间的单独大小无关。如果互易律成立，则只要

It=常数 （2.2-19）

得到的射线照片将产生相同的黑度。

在射线照相检测中，使用金属增感屏或不使用增感屏曝光时，认为互易律均成立。

3.胶片的感光特性曲线

胶片的感光特性曲线，即胶片经曝光和暗室处理后得到的黑度与曝光量的常用对数之间关系的曲线。特性曲线集中地显示了胶片的主要感光特性。图2.2-41是典型工业射线胶片的特性曲线。

图2.2-41 典型工业射线胶片的特性曲线(www.xing528.com)

射线胶片的特性曲线可分为两个区域：曲线的开始部分是曝光不足区，在这部分，对应于曝光量的增加黑度的增加很慢；另一部分是正常曝光部分，即曲线中近似为直线区域，在这一部分，黑度与曝光量的对数近似成正比。

对特性曲线的正常曝光部分，黑度与曝光量对数之间满足下面的关系：

D=GlgH+K （2.2-20）

式中 D——底片黑度；

G——特性曲线（该黑度处）的斜率，也即梯度；

H——曝光量；

K——常数。

如果继续增加曝光量，使黑度达到很高的值，则射线胶片也会像普通胶片那样，出现曝光过度区和负感区。

4.胶片的主要感光特性

胶片的主要感光特性可以概括成下列四个方面：感光度、梯度、灰雾度和宽容度。

1）感光度S。感光度也称为感光速度，它定义为胶片产生一定黑度所需曝光量的倒数。显然，感光度高的胶片获得一定黑度所需的曝光量少。图2.2-42显示了具有不同感光度胶片的特性曲线。

图2.2-42 射线胶片的感光度

2）梯度G（反差系数γ）。胶片特性曲线上任一点的切线斜率，以前常称为反差系数。特性曲线上不同点的梯度不同，不同类型胶片其梯度随黑度改变的变化不同，图2.2-43给出了这种关系。为了表示胶片这方面的特性，引入了特性曲线的平均梯度（斜率），记成G，它是在特性曲线上选择的两个特定点连线的斜率，用以作为胶片特性曲线的平均梯度。

3）灰雾度D₀，定义为胶片未经曝光而显影后所得到的黑度。

4）宽容度，定义为特性曲线近似直线部分在曝光量坐标投影的对数差。

除了上面的主要感光特性外，射线胶片对不同波长射线其敏感性不同，也就是感光度不同。因而要达到同一黑度，采用不同波长（能量）的射线曝光将需要不同的曝光量，这称为胶片的光谱特性。图2.2-44是射线胶片对X射线曝光时的光谱特性。

图2.2-43 射线胶片梯度与黑度关系

A—细粒胶片 B—中粒胶片 C—粗粒增感胶片（使用荧光增感屏）

图2.2-44 X射线胶片的谱灵敏度曲线

胶片的感光度、梯度、灰雾度与存放时间和显影条件都相关，随着存放时间的延长，胶片的感光性能将要衰退，这称为感光材料的“老化”。

5.胶片粒度

粒度即胶片感光乳剂中卤化银颗粒的尺寸，它给出了胶片感光材料结构的不均匀性，是决定胶片感光特性的重要性能指标之一。感光乳剂层中的卤化银颗粒主要有三种形状，球形、三角片形和针形，它们具有不同的颗粒尺寸，随机分布在感光乳剂层中。粒度限制了感光材料所能记录的细节最小尺寸。一般说，胶片粒度越大，其感光度越高，梯度越小；反之胶片粒度越小，其感光度越低，梯度越大。

胶片粒度的基本尺寸见表2.2-14。