Как выбрать усиливающие экраны

Как выбрать усиливающие экраны

________________
24 сентября 2018

Усиливающие экраны превращают часть рентгеновского излучения в свет или электроны, за счёт чего сокращается время экспозиции. Они делятся на три типа: металлические, флюоресцентные и металлофлюоресцентные. Все типы сокращают время экспозиции, но при этом некоторые ухудшают качество снимка. Разберёмся, как не ошибиться при выборе экрана.

 

 

 

Выбор экрана зависит от напряжения на аноде рентгеновского аппарата. При напряжении до 100 кВ усиливающие экраны не используются, применяются только защитные. Такое напряжение используется при контроле изделий малой толщины или изделий из алюминия и других «лёгких» материалов. В подавляющем большинстве случаев используется напряжение более 100 кВ.

На выборе скажется нужная производительность и требуемая чувствительность. Выбрав один экран можно сократить время экспозиции, но потерять в качестве снимка. Снижение качества изображения может быть таким, что чувствительность контроля превысит требуемые значения по ГОСТ 7512-82. Придётся пересвечивать участок с другим типом экрана и искать золотую середину между сокращением времени экспозиции и качеством снимка.

 

 


Данила Ксенофонтов,
технический специалист

Металлические усиливающие экраны

В большинстве случаев используются металлические экраны. Они представляют собой свинцовую фольгу, нанесенную на пластиковую подложку. При экспонировании рентгеновским или гамма-излучением свинец излучает электроны, которые, в свою очередь, экспонируют плёнку. Коэффициент усиления для таких экранов составляет 2,0 — 2,5 в зависимости от энергии излучения. Нерезкость свинцовых экранов составляет 0,025 — 0,1 мм.

Схемы расположения и толщины экранов

Свинцовый экран может располагаться за плёнкой и перед плёнкой. Перед плёнкой он несёт функцию фильтра и отсекает часть излучения с низкой энергией, а также сокращает время экспозиции.

Согласно ГОСТ 7512-82, для напряжений от 100 кВ, толщина переднего экрана может составлять от 0,05 до 0,1 мм. За плёнкой свинцовый экран также сокращает время экспозиции и защищает плёнку от обратного излучения. Толщина таких экранов составляет до 2 мм. Под толщиной экрана подразумевают именно толщину фольги, а не общую толщину с подложкой.

0,05  мм
Универсальная толщина
свинцового экрана


Излучение электронов с переднего экрана при экспозиции


Излучение электронов с заднего экрана при экспозиции

 


Нижний экран защищает плёнку от обратного излучения

Предписания по использованию

Использование металлических экранов регламентировано рядом отраслей и компаний. К примеру, для атомной сферы, в ПНАЭ Г-7-017-89 прописано: «В качестве усиливающих экранов следует применять только металлические усиливающие экраны».

В СТО «Газпром» 2-2.4-083-2006 прописано: «Во всех случаях предпочтение следует отдавать рентгенопленкам в светозащитной упаковке в комбинации с усиливающими металлическими экранами».

Срок эксплуатации

Свинцовые экраны — самые надёжные. Они не деградируют от рентгеновского излучения, а выходят из строя только в результате механических повреждений.

 

Усиливающие флюоресцентные экраны

Флуоресцентные экраны представляют из себя пластиковую подложку с нанесенным на неё люминофором. При экспонировании рентгеновским или гамма-излучением люминофор излучает свет, который в свою очередь экспонирует плёнку.

Флюоресцентные усиливающие экраны имеют самый большой коэффициент усиления, он же коэффициент сокращения экспозиции. К примеру, коэффициент усиления экранов NDT 1200 составляет 100–125 в зависимости от энергии излучения. Коэффициент указан при переходе от плёнки типа D7 со свинцовыми экранами к плёнке типа Agfa F8 с флюоресцентными. Нерезкость флюоресцентных экранов составляет 0,3 — 0,7 мм.

Эти экраны применяются только для сокращения времени экспозиции. Использование таких экранов ухудшает качество изображения по сравнению со свинцовыми экранами из-за большой собственной нерезкости. Она возникает из-за зернистой структуры люминофора.

В справочнике В.В. Клюева термины «флюоресцентный» и «флуоресцентный» равнозначны

Схемы расположения экранов

Флюоресцентные экраны также размещаются с двух сторон плёнки. В отличие от свинцовых экранов, толщина люминофора не влияет на свойства экрана, поэтому она не указывается. Для защиты плёнки от рассеянного излучения за нижний слой флюоресцентного экрана можно положить ещё и свинцовый экран.


Излучение электронов с переднего экрана при экспозиции


Излучение электронов с заднего экрана при экспозиции

 


Свинцовый экран защищает плёнку от обратного излучения

Срок эксплуатации

Срок эксплуатации флуоресцентных экранов не фиксирован.
Но со временем коэффициент усиления снижается из-за деградации люминофора под воздействием рентгеновского излучения. Это может проявиться в уменьшении плотности почернения снимка при той же экспозиции. Экран можно считать непригодным, если коэффициент снизился в 2 раза.

Усиливающие флюорометаллические экраны

Металлофлюоресцентные экраны представляют из себя пластиковую подложку, покрытую свинцовой фольгой, на которую нанесен люминофор. При экспонировании рентгеновским или гамма-излучением люминофор излучает свет, который в свою очередь экспонирует плёнку.

Коэффициент усиления флюорометаллических экранов не такой большой, как у флюоресцентных. К примеру, у экранов RCF коэффициент составляет 33–45 в зависимости от энергии излучения. Коэффициент указан при переходе от плёнки типа D7 со свинцовыми экранами к плёнке типа F8 с флюоресцентными.

Использование таких экранов также несколько ухудшает качество изображения из-за собственной нерезкости таких экранов. Но благодаря свинцовому слою фильтруется низкоэнергетическое излучение, и качество изображения падает не так сильно, как у флюоресцентных экранов.

Схемы расположения экранов

Флюорометаллические размещаются с двух сторон плёнки. Для защиты плёнки от рассеянного излучения за нижний слой флюорометаллического экрана можно положить ещё и свинцовый экран.

 

 


Толщины для флюорометаллических экранов также нигде не прописаны

 


Излучение электронов с переднего экрана при экспозиции


Излучение электронов с заднего экрана при экспозиции

 


Свинцовый экран защищает плёнку от обратного излучения

Срок эксплуатации

Срок эксплуатации флуоресцентных экранов не фиксирован.
Но со временем коэффициент усиления снижается из-за деградации люминофора под воздействием рентгеновского излучения. Это может проявиться в уменьшении плотности почернения снимка при той же экспозиции. Экран можно считать непригодным, если коэффициент снизился в 2 раза.

Сочетание экранов с плёнкой

Выбор усиливающего экрана зависит от типа рентгеновской плёнки. Чем меньше зерно у плёнки, тем выше контраст, а значит, тем большим будет время экспозиции.

Высококонтрастные плёнки используются только со свинцовыми экранами. К примеру, если с мелкозернистой плёнкой AGFA D4 будут использоваться флюоресцентные экраны у снимка будет плохое качество. Чтобы добиться нужной чувствительности придётся повторно просвечивать объект со свинцовым экраном.

Высокочувствительные плёнки используются либо с флюорометалическими, либо с флюоресцентными экранами. К примеру, плёнку AGFA F8 со свинцовыми экранами использовать бессмысленно. Сам факт использования этой плёнки говорит о том, что нам надо увеличить скорость получения изображения. А это приведет к потере качестве.

На рынке представлены упаковки высококонтрастных плёнок с экранами. В таких случаях клиентам не надо задумываться о подборе экрана. В остальных случаях подбор придется вести самостоятельно. Чтобы избежать ошибок воспользуйтесь плакатом сочетаний плёнок и экранов.

Плакат сочетаний рентгеновских плёнок и усиливающих экранов

Стоимость

У свинцовых экранов стоимость напрямую зависит от толщины. Сравним цены на экранах форматом 30×40 см. Экран с толщиной 0,05 мм стоит 670 руб, с толщиной 0,1 мм — 840 руб, а с толщиной 2 мм — 1 250 руб. Стоимость указана за 1 штуку.

Любые флюоресцентные экраны дороже свинцовых. Цена зависит от страны производителя и коэффициента усиления. Так, упаковка экранов NDT 1200 из 2-х штук стоит 31 000 рублей.

Флюорометаллические экраны дороже свинцовых и дешевле флюоресцентных. Упаковка RCF обойдётся в 12 500 руб. Пара экранов УПВ-2 стоит 4 900 рублей.

 

Шпаргалка

  1. Отталкивайтесь от типа рентгеновской плёнки. Высокочувствительная — быстрее,
    но хуже качеством изображения, а высококонтрастная — медленнее,
    но лучше качеством изображения.
  2. Учитывайте тип экрана.
    Свинцовые — долговечные экраны с низкой нерезкостью и самым низким
    коэффициентом усиления.
    Металлофлюоресцентные — недолговечные экраны со средним коэффициентом
    усиления и нерезкостью.
    Флуоресцентные — самые недолговечные экраны с самым большим
    коэффициентом усиления и большой нерезкостью.
  3. Используйте свинцовые экраны для защиты любого типа экрана от обратного излучения.
    Чем больше суммарная толщина — тем лучше защита.