射线照相颗粒度σD对灵敏度的影响

热度 3已有 1068 次阅读2010-10-26 09:26 |

      我的知识增长过程,总是伴随着不断修改自己错误认识的过程。1995年前,我认识到:用射线照相颗粒度(即微观黑度起伏)代替胶片银盐(主要是溴化银)粒度的“粗”、“细”,要科学、准确,但又认为“起”或“伏”的范围和银盐粒度有关,并推断起伏范围约为1~10μm,因为它们小于总不清晰度Ut,所以在Ut区也应有微观黑度起伏显示。1995年元月无锡阿尔梅胶片鉴定会改变了我这一看法。

      在这次会上,我见到有黑度差的两个宏观黑度均匀区测微光度计的扫描曲线,即沿横向类似波状起伏的曲线。测量者为太原工大的危昭才先生,仪器为美国生产的PDS扫描测微密度计,光孔直径似为50μm25μm?记不清了。请注意:这些波状起伏曲线,不是在不清晰度区(本例总不清晰度UtUi=56μm),即不在黑度过渡区,在这个区域内扫描不出黑度起伏变化的状态来。“纸上得来终觉浅”,所以我从这个扫描曲线上衍生了一些问题、猜想,出于抛砖引玉的目的,我于1997年全国射线学术交流会上发表了《关于射线照相颗粒度的探讨》一文。也许是人微言轻,也许是偏见不值一驳,此文至今并未引起什么的反应。现在我想利用远东网这个空间,再次谈谈“颗粒度对灵敏度的影响”,希望专家、读者朋友指教或讨论。

1关于颗粒度研究中的一个问题

      射线胶片法照相法颗粒度σD,似只研究了微观黑度沿底片平面的起伏。如果将这一列波状曲线视为波的话,我们研究的σD,似仅局限于波幅(波的高差),那么这个看起来随机的、杂乱的一列波,难道没有个大体的、近似的波长么?为什么在黑度过渡区(不清晰度区)测不出微观黑度起伏呢?我按比例测量了这列波的波峰到波峰、或波谷到波谷的距离(波长,记作λ),发现它们大多数相同,λ110μm2Ui=2X56μm。当然,也有少数例外。我认为:因为大多数波长λ大于Ui,且黑度过渡区的黑度变化梯度快,所以在表示不清晰度黑度的斜线上,测不出微观起伏状态。

      固有不清晰度大小表示二次电子(电离电子)的飞行距离;但二次电子飞行这一现象,不只在影像边界上有,在宏观黑度均匀处也有,被射线光子击中银盐颗粒中溅散的电子,其半径r约为Ui。由于边界两侧二次电子非等量迁移,才表现出有宏观上的黑度过渡区;而正常部位,从宏观统计上测量,因二次电子等量迁移,所得结果是宏观黑度相同。但正常部位的微观黑度是起伏的,如果把“起”看作山,把“伏”看作谷,它们不但有高差,还有范围。由山峰到谷底的距离约为Ui,山峰到山峰约为2Ui,是谁把不足1μm的银盐颗粒串成波长λ110μm一列波的呢?是二次电子。估计它在飞行中,速度越来越慢,电离作用会越来越差,到Ui距离时,电离作用消失,速度为零。

      不论本例λ110μm正确与否,不研究射线照相颗粒度的横向尺寸,是无法将它和射线照相灵敏度相联系的,只能笼统地认为:

                                           ?D≥(3~5)σD                       (1)

      其实当缺陷横向尺寸W较大时,如W≥Ut,它的检出不受不清晰度的影响,更不受颗粒度的影响。笔者大胆地做了如下猜想:当缺陷横向尺寸

                                            W<0.5λ=Ui                      (2)

时,颗粒度才会对缺陷检出有影响。

2颗粒度对灵敏度的影响

      设微观黑度起伏高差σc=2σD,当缺陷横向尺寸W<Ui时,按小缺陷形成的黑度差处于颗粒度的谷底猜想,射线照相灵敏度的公式应为:

                               (W/Ut).?D-2σD≥?Dmin              (3)

      式中:W一小缺陷的横向尺寸,mmW<Ui

                 Ut一射线照相总不清晰度,mmUt=(Ui2+Ug2)1/2

               ?D一缺向横向尺寸W≥Ut时的对比度:

               σD一射线照相颗粒度;

               ?Dmin一最小可见对比度,它不但取决于由观片灯经底片后进入人眼的透射光强(亮  L),还与缺陷横向尺寸W有关。日本的研究成果认为:当W<0.5mm后,?Dmin大约与W成反比。笔者怀疑这一结论,但认为有些逆反关系。

        变换公式(3),可得

                              (W/Ut).?D≥?Dmin+2σD(3~5)σD

                                           =?Dmin                    (4)

      式中:〔?Dmin〕一受颗粒度影响的最小可见对比度。

                     〔?Dmin=?Dmin+2σD(3~5)σD          (5)

3说明

      科技人员应遵循的原则是“大胆假设、小心求证”。可惜我所处的环境缺少小心求证的条件,没有仪器,更没有亲自动手试验过,达不到“绝知此事要躬行”。所以我一直认为上面论述可能是“偏见或瞎想”。十三年过去了,我再一次希望有关专家们在这方面做些试验,使颗粒度对灵敏度的影响问题,有个确切说法。

      最后,要说明的是:本文所述的“在不清晰度区域扫描不出波状起伏来”,其实在强天鹏先生主编的2007版《射线检测》第78页“图37不清晰度试验曲线”中,已有明显反应。只在该图的d)图高能X射线中,因为Ui很大,才出现了“少数例外”。 当然,总不清晰度Ut很大(Ut≥1.5Ui),似也有可能出现“起伏”状态。

                                                                梁金昆  20101014日;25日又改。


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