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X线摄影化学及暗室技术内蒙古医学院附属人民医院CT室冯立X线摄影化学及暗室技术1第一章绪论X线摄影化学是研究应用X线胶片纪录X线及X线激发的荧光光化学反应的科学。暗室技术是在暗室中将一张已曝光的X线片，经过一系列处理，形成一张有清晰影像的X线照片的工作过程。要求：掌握相关原理，熟练暗室操作技术。2一、摄影简史1727年德舒尔茨银盐吸收光能变黑1839年法达盖尔汞蒸汽显影碘化银的潜影硫代硫酸钠对未曝光部分冲洗1895年德伦琴X线第一张X线照片1913年美伊斯曼.柯达公司研制两面涂有感光乳剂的胶片20世纪70年代柯达公司X线T颗粒胶片与稀土增感屏匹配，提高影响质量。3第一个利用银化合物光化学反应原理进行制作图像实验的，是约翰-海因里希-舒尔茨（1687-1744）。1727年舒尔茨作了一次实验，他将硝酸银和白垩的混合物装入一个瓶子，然后涂在纸上，上面覆一张按字母石头剪成缺口的黑纸。经太阳照射后，他发现只有剪去字母形缺口的部位变黑了。于是，得出结论：这一变化并不是太阳热量所致，而是由阳光引起的反应。舒尔茨的实验成果没有与摄影联系起来,所以，没有肖像4法国的路易-雅克-芒台-达盖尔（1787-1851）5有一次，他偶然发现碘化银具有感光性能，而且碘化银的潜像可在水银蒸气下显出。结果他终于发明了照相术，并命名它为“达盖尔照相术”，其制作程序是：1、将一块铜板磨光后镀银；2、浸入硝酸液内，然后置于碘蒸气下形成碘化银，从而具备了感光性能3、放入暗箱摄影（形成潜像）；4、接触水银蒸气显像；5、在盐水（后又改为大苏打）中定影；如果在晴天中午时分采用此法，曝光时间约需20分钟，以后，不用碘蒸气而改用溴蒸气，曝光时间又缩短到5-1分钟。61901年，首届诺贝尔物理学奖授予德国物理学家伦琴（WillhelmKonradRotgen,1845-1923),以表彰他在1895年发现的X射线。78X线特性穿透作用：能穿透可见光不能穿透的物质，KV愈高，射线波长愈短，能量愈高，穿透力也愈强，同时与被照物体的密度及原子序数有关；荧光作用：作用于某些（荧光）物质时，能使这些物质发射（激发）出可见荧光；感光作用：能使卤化银感光材料感光；生化作用：使人体组织的分子分解，导致细胞的生理变化，危害人体健康。另一方面，合理地利用这种特性，也可以利用X射线来治疗某些疾病（放疗）。9二、X线成像意义X线可以纪录被检查物体的信息影像，可长久保存。三、三、X X线摄影成像的基本过程线摄影成像的基本过程X X线线 （X X线发生装置）线发生装置）人体人体 潜影潜影（胶片纪录）（胶片纪录）暗室处理暗室处理 影影像（诊断）像（诊断）10第二章暗室及常用器材第一节暗室的设计要求原则：暗室要保证感光材料和各种设备的使用及工作人员的安全。一、暗室设计（一）位置及大小1、位置靠近X线机房远离X线治疗室及放射源。2、大小应容下工作台、洗片设备11（二）建筑要求1、地面水磨石或水泥，附有下水2、墙壁有足够的防射线能力，厚度不小于250mm。墙面为绿色或褐色，防止反射光过强。天花板和墙壁上部为白色或浅黄色，可以反射安全光线，起到间接照明作用。墙壁做防腐蚀处理。123、门暗室门的设计有两种一）迷路放光、通风供工作时出入二）与明室直接连接的普通门4、窗两层内层：遮光窗，常为百叶窗，内设窗帘。外层：普通玻璃窗。5、传片窗便于传递暗盒。双箱双门，灯光标记。机房侧的箱门要有防X线措施。13二、暗室布局（图）1、干区：胶片储藏、改裁和装卸处，主要有工作台、胶片橱、暗室柜、洗片架等2、湿区：显影、漂洗、定影及水洗的区域，洗片池和传湿片池。（三）通风及室温1、通风出风口、入风口2、室温1520空调14三、暗室照明（一）安全照明1、红光感光迟钝，所以，用红光为安全照明安全度可因红灯光源的亮度、虑光片的色度、照射距离及照射时间的不同而不同。2、安全照明灯的结构a、灯体25W以下普通灯泡红色滤光片。b、滤光片有色玻璃红色152、安全灯的种类a、室内照明灯：采用红灯面向上，顶板反射照明b、操作照明灯：装卸及冲洗局部照明前者：光源面积大、亮度较低15W为宜c、标志照明灯：指示迷路及内外联系25W以下3、安全灯的测试：20100mm未感光胶片条，分阶段照射20mm/次，1min/次共5次冲洗后观察无密度差别为安全16（二）普通照明（三）湿片观片灯单联观片灯17第二节暗室常用器材简介一、胶片冲洗设备（一）传统冲洗设备1、冲像桶（图）容纳显影、停显液和定影液。2、洗像池恒温水池，分漂洗池、水洗池3、其他：盘洗设备、缩影片及电影片冲洗设备、卷片冲洗设备等等。181、操作前双手应保持清洁、干燥，以防止污染胶片及增感屏；2、拿取胶片要小心轻放，切勿屈、折、抖动或划伤，避免摩擦灰雾或伪影和静电；3、操作要迅速，尽量减少胶片在红灯下的暴露时间，以免发生灰雾；4、事先应仔细检查暗盒，以防污染及带入衬纸或其他杂物而造成伪影；5、确保安全灯安全，防止暗室漏光。暗室注意事项19二、工作用具（一）暗盒装载胶片的器具。平板形20暗盒前面暗盒前面暗盒内部装片处暗盒内部装片处前增感屏前增感屏后增感屏后增感屏暗盒后面暗盒后面X 光光 线线暗盒内部大致构造21（二）洗片架22（三）干燥设备分为自然干燥、干燥箱干燥1、自然干燥水洗自然凉干，凉片架高700mm内径宽700mm，架上有隔槽。2、干燥箱加热热风烘干装置（四）储片箱保存X线胶片的铅箱（五）工作台（六）胶片橱和暗盒柜23全自动洗像机24第三章医用感光材料第一节医用感光材料的分类及结构一、医用感光材料分类用途：普通胶片、口腔胶片、软组织胶片、CT胶片、荧光缩影胶片、X线复印制片、激光胶片。25（一）普通胶片应用最广泛的一种双面涂布乳剂的感光材料。l能够满足人体四肢、头颅、脊柱、胸部、腹部等摄影要求。l胃肠造影及高千伏摄影胶片。规格（英寸）：57、810、1012、1114、1215、14141417应用时可以根据自己的需要自行改裁或订购。26X线胶片应用前注意：片盒上标记有胶片的感光速度，标明型或型。感光速度：标志胶片记录图像的速度（敏感性）型的感光速度标准是3050，型的为5070。摄片时根据胶片的感光速度设定曝光条件。国外的感光速度标记：富士的RX、RX-S柯达的RP、R其中RX-S及R代表较高的感光度。27从自动洗片机应用，胶片分为高温快显型（GK）、普通型、通用型。GK：用于高温自动洗片机冲洗。优点：1、有较高的熔点，避免在高温下脱膜。2、含银量低、薄层涂布，易于药液渗透。3、片基机械强度高，柔韧度好。4、片基吸湿性好，易于干燥。28（二）口腔胶片双面涂布乳剂的小尺寸X线胶片。常用：3040mm铅箔包裹，吸收散射线。（三）软组织胶片适用与乳房、颈部软组织的摄影。单面涂布乳剂，背面有抗卷曲、防静电基防辉层。（四）CT胶片单面涂布乳剂纪录阴极射线管上的影像的胶片。属于感绿片类型。29（五）荧光缩影片属于单面涂布乳剂的间接摄影用胶片，具有解像力高，宽容度大的特点。配用于各种荧光缩影摄像系统。国内产品主要属感绿片系统。（六）X线复制片（七）激光胶片属于单面涂布乳剂型的胶片。分氦氖激光型和红外激光型两种。共同特点：是通过激光打印机纪录激光扫描的图像，具有极细微的乳剂颗粒，蓝色调或透明无色聚脂片基，背面涂有防光晕层。用于CT、MR、DSA、ECT、US等扫描图像的记录。30低银、薄层、聚酯片基、T颗粒技术等系列化片种的方向发展。同时随着网络的发展，计算机网络技术在医学领域的应用，胶片的使用将会越来越少，直至进入数字成像的无胶片时代。当前医用感光材料发展方向：31CT胶片一面涂有乳剂，另一面涂有紫色的防光晕层，其作用是克服感光材料在曝光时产生的光晕和光渗现象，在片基背面涂上这种防光晕层后，可以最大限度地吸收透过乳剂层和片基的散射光和直射光，防止这些光的反射和折射到乳剂层造成光晕，影响胶片的解像力和清晰度。32感光胶片能清晰地记录细部的能力，称为解像率，又称为分辨力，单位为LP（线对）/mm，即每mm内可以辨别多少对线。什么是解像率（力）33只对蓝紫色光线敏感的胶片称“色盲片”或“蓝感片”，色盲片仅感受390-500nm光谱范围的光线，而对于黄、绿、红、橙光不敏感，所以暗示操作时所用的安全灯为红色就是利用这个道理。早期普通片大多为感兰片。对绿色光线敏感的X线胶片称“感绿片”，摄影中需要与硫氧化钆、溴氧化镧等稀土增感屏配合使用才能达到减少曝光量的作用。胶片的感色性34胶片的保存所有卤化银胶片在保存过程中感光性能都会发生变化，保存性是指感光材料的感光性能在一定保存期内的稳定程度。每种感光材料在出厂是都有一个保存期即有效期的规定，医用X射线胶片一般为2年。在保存期间，各种感光性能变化较大，就称为保存性差。各种感光性能较变化不大，就称为保存性好。一般情况下，高感光度和高反差系数的感光材料保存性较差些。胶片保存性还与保存条件有关。35ThatsAllThankforyourlistening36二、医用感光材料的结构X线感光材料，大致可以分为两类：1、双面涂布型：包括，普通X线胶片，T颗粒胶片，口腔胶片。2、单面涂布型：软组织专用胶片，CT胶片，荧光缩影胶片，X线复制片，激光胶片。37（一）双面涂布型胶片的基本结构双面涂布型也称双药膜胶片，由片基层、乳剂层及结合层和保护层组成。保护膜层乳剂层结合膜层片基38一、片基层一层透明塑料薄膜，是X线胶片的支持体。它的表面涂有不感光的乳剂，可以使整个X光胶片具有适当的硬度和平挺度，便于拿取、冲洗加工。1、基本材料：1）、纤维素酯，根据原料不同分为：硝酸纤维素酯，易燃，又称不安全片醋酸纤维素酯，不易燃，又称安全片2）、20世纪开始，聚酯片基，分为：A、对苯二甲酸乙二醇（涤纶），不易燃，熔点高，热稳定性好，吸湿性好，收缩性低，机械强度高，耐拉、磨。B、聚碳酸酯392、片基的基本性能a、厚度：片基的厚度影响片基的透光率、折光率及机械强度。按照片基的性能和不同的使用要求，175200m三醋酸纤维素酯片厚度127m。聚酯片基厚度175mb、透明度及色泽：要求透明度越高越好，醋酸纤维较聚酯好c、耐光性：耐受长时间光照而不影响透明度，醋酸纤维及涤纶片基较聚碳酸酯片基好。d、机械性能：有一定的机械强度和柔韧性。40E、几何稳定性：几何尺寸严格1）吸潮膨胀系数:(片基吸潮前后的水平膨胀比值)2）热膨胀系数:(片基在不同温度下水平膨胀的比值)3）浸水吸收率及热变形温度:(片基遇热变形的温度)f、导电性：片基为不良导体，易摩擦产生静电，电阻小，静电就小。g、化学稳定性：X线胶片要经过制造、冲洗，与许多化学药品反应，所以要求片基有一定的化学稳定性。41二、感光乳剂层最重要的部分，涂布于片基上，吸收光线与化学药液作用，形成可见的影像。决定胶片的性能优劣。感光乳剂的厚度约在1020m，目前追求的是如何能把乳剂涂的更薄，而又达到较高的感光度。就要求更高的原材料及较高的加工工艺水平。42卤化银卤化银：一种卤族元素与银形成的化合物。卤族元素43卤素的原子结构:卤族元素的原子的最外层电子数均为7（电子层数不同，它们的原子半径或离子半径都随电子层数的增多而增大（不同点）。卤素的原子半径总比相应的卤素离子半径小。44卤素单质的化学性质1卤素都能跟金属起反应生成金属卤化物。2卤素跟氢气的反应：卤素都能跟氢气起反应，生成卤化氢。3卤素跟水的反应：氟遇水发生剧烈的反应，生成氟化氢和氧气。溴跟水的反应比氯气跟水的反应更弱一些，碘跟水只有很微弱的反应。4卤素各单质的活动性比较：F2Cl2Br2I2卤素单质化学性质的相似性和卤素单质化学性质的递变性是因为卤素元素原子结构具有相似性（最外层均具有7个电子）和差异性（原子半径从FI由小变大）。45卤素与银形成的化合物，除氟化银外均为沉淀，氯化银溴化银碘化银分别是白色淡黄色和黄色。氯化银性质分子式：AgCl简述：白色粉状晶体在光作用下颜色会变深(见光变紫色并逐渐变黑)摩尔质量：143.323g/mol熔点：455C沸点：1550C溶解度：0.0019g/l水易溶于：浓氨水、硫代硫酸钠溶液46硫代硫酸钠别名：大苏打;海波硫酸钠的化学式为Na2SO4，硫代硫酸钠是硫取代了其中的一个氧而形成，故名硫代硫酸钠，其分子式为Na2S2O3（分子量为158），常以五水合物存在，Na2S2O35H2O（分子量为248）有较强的还原性，常用于除去织物漂白后残留的氯气，也常作卤素的解毒剂：Na2S2O3+4Cl25H2O=2NaCl2H2SO4+6HCl在照相技术上常用作定影剂。47溴化银溴化银为淡黄色固体，不溶于酸，可见光分解：2AgBr=2Ag+Br2（条件为光照）AgBr具有感光性印相纸上涂一簿层含有细小溴化银的明胶摄影时强弱不同的光线射到底片上时就引起底片上AgBr不同程度的分解分解产物溴与明胶化合银成为极细小的银核核析出底片上哪部分感光强AgBr分解就越多那部分就越黑48碘化银化学品名称：碘化银(AgI)化学品描述：化学式AgI。式量234.77。有黄色六方和橙色立方两种。前者密度5.683克/厘米3。于146转；后者密度6.010克/厘米3，熔点558，沸点1506。放于光中变色，最后变黑。几乎不溶于水易和稀酸，微溶于氨水，溶于氰化钾溶液。制法：由硝酸银溶液逐渐加入碘化钾溶液后，过滤，再用热水洗净而制得（应在暗室或红光下进行）。49氟化银在常温下为白色晶体，熔点为，溶解度为1800g/，（14.17mol/L），极易溶于水其中Ag-F键长pm,小于其它卤化银共价半径为246pm，与Ag-F键长相同，应区别于其它卤化银键型为离子键，也与其它卤化银相异晶格类型类似于氯化钠，与氯化银溴化银相同）（其它卤化银均有共价键倾向：氯化银溴化银的键型为过渡键，碘化银键型为共价键）50卤化银晶体不同质的离子均按照一定的规律对称地排列着，两个相邻离子之间固定的距离、固定的角度，这种空间排列，在晶体化学中称为点阵结构。按照一定规律排列的称为理想晶体。在感光乳剂的制备中，由于配方、明胶类型和工艺条件等因素的影响，卤化银颗粒多为球形（马铃薯状），也有扁平的、三角形、六角形、梯形、方形的、圆形和针状，这些晶体不按照理想规则排列，称晶体的不完整性。51银离子溴离子或者氯离子52晶体的不完整性，主要是晶体在形成时离子迅速聚集，受到外力的作用不均衡所致。晶体的不完整性分为：1、物理上的不完整：晶格的缺陷和偏离。点阵缺陷、点阵错位2、化学上的不纯洁：*上述的不完整性破坏了理想晶体的固有平衡，造成晶体的薄弱点。使卤化银晶体具有感光性。理想晶体对光线不敏感53卤化银的溶解度是指溶解状态的银离子和溴离子在单位体积内的含量。溶解度大小直接影响感光性能。在医用感光乳剂中，卤化银处于过饱和状态，极少部分溶解，大部分呈晶体状态。银离子与溴离子浓度的乘积为一个恒定的量25摄氏度时AgBr5.0810-3。由于三种卤化银在乳剂中的溶解度不同，制备乳剂时卤化银在乳化时生成的晶体大小和速度不同，导致悬浊液中占乳剂重量的30。54卤化银的晶体颗粒尺寸与X线胶片的感光度、清晰度和分辨率都有密切的关系。一般卤化银晶体颗粒的直径在0.022.0m之间。一般要求颗粒越小越好，可以获得较高的清晰度和分辨率。一般X线胶片的颗粒较照相用胶片颗粒大，因为X线胶片都与增感屏配合使用，而增感屏的颗粒远远大于晶体颗粒，所以X线胶片的颗粒大些不影响使用效果。55明胶的特性1、明胶的成分2、明胶的吸水性3、明胶的熔融与凝固4、明胶的氨基酸两性5、明胶的极性6、明胶与金属的络和物7、明胶的坚膜作用5657明胶明胶来源于动物的皮、筋、爪、骨等。除16以下的水分和无机盐外，明胶中蛋白质的含量占82以上，是一种理想的蛋白源。组成明胶的蛋白质中含有18种氨基酸，其中7种为人体所必需。明胶的成品为无色或淡黄色的透明薄片或微粒。明胶不溶于冷水，但可缓慢吸水膨胀软化，明胶可吸收相当于其重量510倍的水。58明胶可溶于热水，形成热可逆性凝胶，它具有极其优良的物理性质，如胶冻力、亲和性、高度分散性、低粘度特性、分散稳定性、持水性。被覆性、韧性及可逆性等，因此明胶是一种重要的食品添加剂，如作为食品的胶冻剂、稳定剂。增稠剂、发泡剂。乳化剂、分散剂、澄清剂等，被广泛应用。59明胶的吸水性我们利用明胶的吸水膨胀性，作为乳剂可以吸收水分，是定影、显影液进入，与卤化银起化学反应。在水洗的时候，又能将显影、定影时残留的化学物质洗净。明胶吸水后仍然附着于片基上，如果水温升高3040，明胶开始融熔，与片基脱离。叫做脱膜现象。60明胶的酸碱性：明胶有氨基(OH)、羧基(-COOH),具有酸碱两性。在碱性溶液中，明胶膨胀加快，吸收水的能力更强。当温度降低到2225摄氏度时或浸入酸性溶液中，明胶脱水，成白色、稍有弹性半凝固状态。61明胶的等电点1、明胶是两性物质，在电场中有极性反应，在酸性溶液中偏向阴极，在碱性溶液中偏向阳极，2、由于制造工艺不同，明胶的等电点不同，导致明胶的膨胀收缩作用不同。62明胶与金属的络和物63银胶络和物银硫化银银、硫化银做为卤化银的感光中心，起到增感的作用。提高乳剂的感光度。坚膜作用：明胶的氨基和羧基与铬盐、铝盐和醛酮化合物作用，产生稳定的分子键，从而提高明胶的熔点，增强乳剂膜的机械强度，叫做坚膜作用。采用酸性坚膜定影液，可使胶片的感光乳剂层进一步硬化。64三、结合膜层在乳剂层与片基间起到加强黏附作用。片基属于疏水性物质、乳剂属亲水性物质根据相似相溶原理，两者不易结合。四、保护膜层感光乳剂表面的一层透明胶质或高分子物质。保护感光乳剂、防止摩擦、静电等。65（二）单面涂布型胶片结构保护膜层乳剂层结合膜层片基假漆层保护膜层乳剂层结合膜层片基防光晕层66乳剂层片基层没有涂防光晕层的光线被反射，引起卤化银反复感光，产生光晕现象67乳剂层片基层防光晕层涂防光晕层，光线被吸收，不再反射，影像清晰68T颗粒胶片一般胶片的颗粒使球形（马铃薯形）1963年出现扁平颗粒技术。70年代柯达公司推出一种新型T颗粒胶片。将卤化银颗粒切割成扁平状，以预期的系统地排列，并在乳剂中加入品红燃料，以增强影像地清晰度。扁平颗粒有两种类型：Tmat型、ST构造型颗粒。69扁平颗粒胶片优点：表面积大，平整；长而薄，体积小，颗粒细。扁平涂布的银量少，其表面吸附一层感光色素，多对绿色敏感。特点是清晰度高，但感光速度慢。保护膜层乳剂层结合膜层片基假漆层70保护膜层乳剂层结合膜层片基表面感光色素扁平颗粒71第二节X线胶片的制造过程简介1、制备卤化银AgNO3+KBrAgBr+KNO3Ag(NH3)2NO3+KBr+2H2OAgBr+KNO3+2NH4OH氨化硝酸银722、卤化银表面处理（形成细小的银颗粒作为感光中心以增强卤化银感光效果）加入混和乳剂乳剂冷却、再溶化干燥、加入稳定剂、增感材料、坚膜剂、防静电、显影促进剂等包装、出厂73第四章增感屏与X线胶片匹配使用，提高胶片感光效应。X线照片上形成的光密度影像中，95以上是由增感屏上的荧光物质将X线能转化成可见的荧光光能后对胶片感光。只有5的光密度影像是X线直接感光形成的。增感屏可以在减小X线剂量的同时，增强X线胶片感光。74第一节增感屏得分类与结构一、增感屏的分类（一）按荧光物质分类1、钨酸钙增感屏一种受X线照射能激发出可见的蓝紫色光线的感光物质。增感效率和发光效率相对较低。2、稀土增感屏特点：对X线的吸收率高、发光效率高和增感作用强，能有效降低X线的辐射剂量。缺点：增加了X线照片斑点出现的可能。75稀土元素是钇系和镧系15种的总称。常用的稀土屏，按照发出荧光的光谱不同分两类：1、发光光谱在蓝紫色光区的蓝光系统屏，需与蓝敏感胶片匹配使用；2、发光光谱在黄绿色光区的绿色系统屏，需与绿敏片匹配使用。76（二）分辨率分辨率是表示增感屏能清晰反映影像细节的最大能力指标。1、增感屏的分辨率远低于胶片的分辨率。2、不同荧光颗粒的增感屏，其分辨率也存在差异。77（三）余晖现象增感屏的荧光物质受到X线照射会发出可见荧光，且在X线停止照射时仍能持续一短暂的发光时间，称余晖现象。随着增感屏的老化，余晖现象日益延长，胶片重复感光，干扰再次摄影的影像质量。增感屏的余晖时间超过30秒时应更换新的增感屏。78（四）荧光光谱X线摄影时，需根据增高屏的荧光光谱选用胶片，只有当增感屏的荧光光谱范围和X线胶片的吸收光谱范围相匹配时，才能活得最大的感光效应。光谱范围的匹配是指最大峰值之间的对应和吻合。钨酸钙和溴氧化镧与蓝敏片匹配硫氧化轧屏和硫氧化镧屏与绿敏片匹配79（五）对影像质量的影响1、提高了X线胶片的感光效应胶片上接受的曝光量是由穿过肢体后的信息射线及被其激发的荧光共同组成的。胶片对荧光的敏感性高于X线，所以，增感屏的使用不仅提高了X线胶片的感光效应，大幅度减少了X线辐射剂量，为拍摄高密度、厚部位的组织提供了条件，而且缩短了曝光时间，减少了运动性模糊产生的机会。延长了球管使用寿命。802、增加了照片影像的对比度增感的原因可能是由于胶片对X线光子及可见光子能量的吸收过程不同有关。特别是在低电压摄影时，影像对比度增加更为明显。3、降低了照片影像的清晰度使用增感屏的主要弊端是降低了影像的清晰度，分析其原因有：811）荧光扩散效应（p21）增感效率与分辨率的矛盾2）X线斜射效应胶片厚度与清晰度的矛盾3）屏片密着不良增感屏与胶片距离的影响4）增感屏斑点照片影像存在微小的密度差异，称照片斑点（噪声）。通常由胶片斑点、屏结构斑点、量子斑点组成。82X线胶片斑点：是显影后的银颗粒形成的，由于胶片乳剂中的银颗粒很小，所以X线照片斑点主要受增感屏结构斑点和X线量子斑点的影响。增感屏结构斑点：是由荧光物质性能和增感屏制作工艺两方面因素形成的。X线量子斑点：是由入射光子的统计涨落引起的。量子是能量的粒子，增感屏上所接受的X线量子的不均匀性是由增感屏单位面积上量子数量的变化造成的。这种量子数的变动，称为X线量子的“统计涨落”。83随着稀土增感屏的应用和高千伏摄影的开展，缩需X线照射量减少，量子斑点对影像质量的影响，逐渐引起重视。为了减少照片斑点，提高影像清晰度控制增感屏的选材和工艺、曝光条件。T颗粒技术的应用。ThatsAll84第五章感光原理及潜影第一节光及光化学有关概念一、光化学概念自然界中有些物质受到光线照射后，能发生化学变化，这种现象称为光化学作用。研究光化学作用的化学叫光化学。光化学反应种类：光合成反应、光分解反应。H2CL=2HCL2AgX=2Ag+X2上述两式反应条件为光照射85二、光化学反应中的光能作用摄影中的光化学反应一般都是光氧化还原反应。反应过程是光量子进入反应物后，光子所具有的能量使反应物的质点（离、原、分）所带电子从低能级跃迁到高能级，使质点活化。质点活化，取决于光量子的能量，也就是光的波长和频率。86格罗怯得雷伯（GrothusDraper）原理1、物质发生化学反应的前提是必须吸收光量子。2、有时，光量子被吸收，质点被活化，却不一定发生光化学反应，这是因为反应的活化能有时被转化为非活化质点的动能或其他形式的能量。3、或者物质在吸收光能之后，发出能量较低的光子，从而使自己稳定下来，恢复成不活化的质点。4、当物质含有杂质时，会消耗一部分光能，而质点的没有活化。5、如果光化学反应的生成物没有除去，反应可能出现逆反应。87第二节潜影一、感光过程X线摄影时，胶片乳剂中的卤化银（AgX）在曝光过程中吸收光量子的能量后，光量子激发了卤离子（X-）使卤离子最外层电子能量加大而脱离卤离子，成为光自由电子。AgXAgX-X-hvXe此电子又去还原银离子（Ag）为银离子AgeAg88二、潜影的实质及作用（一）潜影的实质对比未曝光和已曝光的胶片AgX在光化学反应中生成了一种在一定条件下能引起显影作用的某种物质，这种物质就是银。而由于银颗粒很小，肉眼难识别，所以把这种肉眼看不见但客观存在的光化学反应的产物称为潜影。而潜影的实质就是银颗粒。89（二）感光中心的形成感光中心是在乳剂制备过程中形成的微量银质点。（试验证明，卤化银在光照下不一定能形成潜影，而只有当卤化银乳剂中存在感光中心时才会有银生成，从而形成潜影。）形成感光中心的原因有三个：1、晶体结构的不完整性。2、乳剂中有杂质3、自发还原：乳剂在化学成熟过程中形成的。90感光中心又称灰雾中心，其数量的多少直接影响到胶片的感光性能。感光中心数量多，胶片感光速度快，同时增加了照片的灰雾度，降低了照片的对比度和清晰度，影响胶片质量。所以，在制作胶片的时候要控制感光中心数量，又要兼顾感光度和灰雾度，而提高胶片质量。91（三）显影中心及潜影的形成1、电子迁移过程AgX光照X最外层电子激发，脱离，迁移至感光中心。2、离子迁移过程Ag带正电，受带负电的感光中心吸引，吸附之上，电子中和，形成潜影。3、X沉积，被明胶吸附。92感光中心、显影中心、潜影的关系感光中心显影中心 潜 影形成过程乳剂制备曝光时吸收光量子曝光时吸收光量子含银原子量最少较少最多作用显影中心的前提催化、加速显影93（五）潜影的稳定性理论上：潜影的保存会很长时间实际上：1、乳剂中未感光的AgX继续化学成熟，使胶片增加了本底灰度。2、片基本身存在促使潜影氧化的物质。94第六章感光材料的化学成像处理第一节显影一、显影的目的及原理（一）显影的目的把潜影经过技术处理，使银离子的数量增加到数亿倍或者更多，才能变成可见的影像（二）显影的类型物理显影和化学显影95物理显影：是将显影液中加入的银离子作为还原银的资源的显影方法。化学显影：是将胶片乳剂膜中已感光的卤化银颗粒作为还原银的资源的显影方法。二者的区别在于:在化学显影过程中,银离子是来自于卤化银晶格,催化银离子还原的是卤化银晶体曝光后产生的潜影中心,显影之后得到丝状金属银;而在物理显影过程中,银离子是以络合离子的形式存在于溶液中,络合银离子与显影剂在物理显影核(重金属硫化物或重金属胶体粒子)的催化下发生氧化还原反应,生成的金属银沉积在物理显影核的表面,一般呈颗粒状96无论化学显影还是物理显影，其化学反应都是银离子与显影液之间的氧化还原反应，只是银离子的来源不同。目前多采用化学显影法。显影原理化学反应方程式见P2997二、显影液的组成显影液组成：1、显影剂2、保护剂3、促进剂4、抑制剂5、溶剂98（一）显影剂1、显影剂的条件：一种还原剂，是显影液的主要组成部分，它能使感光的卤化银生成金属银。（1）严格的选择性：影像显影速度tf选择性100灰雾显影速度titf指某一特定条件，获得0.3灰雾密度所需时间。ti指同一条件下，活得1.5灰雾密度所需时间99（2）必须能溶于水和亚硫酸钠溶液，一般显影都是在含有亚硫酸钠溶液中进行的。（3）显影速度要快（4）显影灰雾要小（5）对胶片无污染且无毒性（6）保存性好且消耗速度慢（7）价格低廉应用的显影剂：米吐尔、对苯二酚和菲尼酮。1002、显影剂的种类和结构（1）无机显影剂带有可变化的金属离子的无机盐类。具有一定的还原性，但是需要某种特定条件才能发挥显影作用。（2）有机显影剂目前应用广泛。可分为芳香族化合物和某些脂肪族化合物。前者常用。101芳香族化合物的要求（特点）1、芳香族显影剂须具有两个羟基或者两个氨基，或一个氨基一个羟基，如对苯二酚、对苯二胺、对氨基苯酚等。2、苯的衍生物，活性基团处于临位或者对位的才有显影能力，对位大于临位，间位无。如：对苯二酚、临苯二酚1023、含有两个羟基的显影剂须在碱性溶液中才能显影;一个羟基和一个氨基的显影剂在中性或弱酸环境中可显影。4、含有3个活性基团的显影剂显影能力大于含有2个基团的；不同活性基团的大于相同的。5、活性基团的氨基氢被取代活性降低或提高。1033、常见显影剂及其性能（1）米吐尔：又名米得、衣仑化学名称：对甲氨基酚硫酸盐分子式：HOC6H4NHCH3。1/2H2SO4分子量：172.19结构式：OHNHCH3.1/2H2SO4104米吐尔性状1、物理性质：无色和微灰色针状结晶，易溶于水，难溶于乙醇、乙醚及亚硫酸钠溶液。2、化学性质：在碱性溶液中有还原性强力黑白显影剂，在碱性溶液中可以使曝光过的卤化银晶体还原成银。特点：诱导期短、受温度影像小。105（2）对苯二酚：又名海得、几奴尼化学名称：对苯二酚、氢醌分子式：C6H4（OH）2分子量：110.11结构式：OHOH106对苯二酚性状1、物理性质：无色有光泽针状或柱状晶体，易溶于水、乙醇、乙醚。水溶液呈褐色2、化学性质：在碱性溶液中被氧化加速，在亚硫酸钠溶液中稳定。特点：与米吐尔、菲尼酮合用，有超加和作用、受温度影响大、对PH值要求9.0以上。107（3）菲尼酮化学名称：1苯基3吡唑烷酮分子式：CH2CH2NC6H5NHCO结构式：NCH2CH2NHCO108菲尼酮性状1、物理性质：针状结晶或粉末，常温下不易溶于水，但易溶于稀碱液，可溶于乙醇，不溶于乙醚。2、化学性质：显影能力比米吐尔强十几倍，显影得到的颗粒细、柔和。用量仅为米吐尔的1/151/10，药液保存和使用期限都比米吐尔长。109（二）保护剂显影剂的氧化有两个途径：1、有效氧化：常规应用时，被卤化银氧化。2、无效氧化：当显影液被暴露在空气中，尤其是碱性环境下，显影剂很快就被空气氧化，而失效。因此，我们需要一种保护剂。应用最广泛的是：亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钾110亚硫酸钠：又名硫氧化学式：NA2SO3分子量：126.12结晶盐为252.18亚硫酸钠形状1、白色粉末，在干燥空气中稳定。2、在显影液中的作用：防止和延缓显影剂的无效氧化。111以对苯二酚为例OHOHO2H2O2OO亚硫酸钠可以竞争性与氧起反应，生成硫酸钠2NA2SO3+O2=2NA2SO4112防止生成有污染的氧化产物并稳定显影效力OO+Na2SO3+H2O=OHOHSO3Na+NaOHOHOHSO3Na+2AgX=OOSO3Na+2Ag+2HX对苯二酚单磺酸钠113具有微粒显影作用亚硫酸盐离子具有微弱的溶剂作用，在显影中，如果亚硫酸含量在每升水100G，会使显影的银颗粒变细。亚硫酸钠配置注意事项：1、浓度在15125g/L2、易氧化的显影液，用量多3、显影液碱性越强，所需越多4、显影剂浓度低，所需越多5、显影液温度高，所需越多114（三）促进剂显影剂在碱性溶液中还原速度很快，这是碱性物质起到促进作用的结果，不同的显影剂的活性与PH值的依赖关系不同，许多的显影剂只在碱性溶液中才有活性，增加显影剂活性的碱性物质叫促进剂。1、促进剂的作用（1）提高显影剂的电离度，增强还原作用。举例：对苯二酚水中电离115（2）维持显影液的PH值的相对稳定。卤化银还原生成氢卤酸，使得显影剂溶液中的PH降低，加入碱起到缓冲作用。（3）加快显影速度，碱性物质使乳剂膨胀、显影液的渗透增加，显影速度加快。2、常用的促进剂碱性由强到弱KOH、NaOH、K2CO3、Na2CO3、Na3PO4、NaBO2、Na2B4O7常用的是碳酸钠和氢氧化钠。116（1）碳酸钠：又名碳氧、纯碱、苏打分子式：Na2CO3分子量：105.99分子有1H2O、7H2O、10H2O常见为无水盐，有潮解性白色粉末，易溶于水，不溶乙醚、乙醇，在水中显碱性。117反应产生的OH-与显影反应产生的H+反应而消耗，加速CO3+的水解，保持溶液的碱性。碳酸钠的缓冲作用很强，用它配置的显影液PH值很稳定，当碳酸钠浓度在2030g/L时促进作用最大。注*当显影液PH值需要增加到10.6以上时，需要再加入氢氧化钠。118（2）氢氧化钠：又名苛性钠分子式：NaOH分子量：40.0氢氧化钠呈白色片状或棒状结晶，易溶于水及乙醇，不溶于乙醚和丙酮，极易潮解，吸收二氧化碳而变成碳酸钠。一般在高反差或快速显影液中使用。注*腐蚀性极强。119（3）硼砂：又名四硼砂钠分子式：Na2B4O7.10H2O分子量：381.37硼砂为白色透明结晶或结晶粉末。水溶液呈碱性，一般用于普通照相的显影液。120（四）抑制剂在显影过程中，不同的显影剂都会带来一定的灰雾，为了保证图像质量所以要用到抑制剂（又称防灰雾剂）。作用机理：在未感光的卤化银表面形成负离子防护层，抑制显影剂与之接触而形成灰雾。常用抑制剂分为：无机抑制剂、有机抑制剂1211、无机抑制剂：常用的为溴化钾，又名钾溴分子式：KBr分子量：119.01溴化钾是一种白色透明的立方形结晶体，或呈颗粒状粉末，稍有吸湿性，易溶于水、醇、甘油。浓度在0.15g/L一般来说浓度越高，照片灰雾越小，显影速度越慢。1222、有机抑制剂常用的有苯骈三氮唑、6硝基苯骈咪唑（五）溶剂常用的水，其中常含有可溶性盐、气体、有机物、微量的金属、不溶性物质等。净化水的方法：过滤、蒸馏、脱离子（交换树脂）、软化（钠盐对溶液影响小）等。123三、显影效果及影响因素（一）显影液的配方与配制1、胶片显影液的种类及配方目前的配方有两种：一种是不同X线胶片厂家提供的指定配方；另一种是市售配好的成品。2、P-Q型显影液由菲尼酮和对苯二酚组合而成的显影液。124P-Q显影液特点：1、菲尼酮与对苯二酚配合使用时用量少，成本低。2、PQ配方的超加作用是MQ配方的24倍。3、受溴化钾的抑制作用小，易产生灰雾。4、受PH值影响小5、显影液稳定性好6、保存性好7、不污染照片（菲尼酮的氧化产物为无色）1253、M-Q型显影液由米吐尔和对苯二酚组成二者合用有良好的超加作用，一份已知重量的对苯二酚，大约需要1/4重量的米吐尔才能形成较高活性的显影液，用量较PQ型大。MQ型溶液中，如果米吐尔的比例大，影像反差低，反之，对苯二酚的比例大，反差越高。1264、显影液的配制（1）配制用具容器（搪瓷、不锈钢、耐酸碱塑料）、搅拌棒、温度计等（2）溶剂及剂量净化的水、温度控制在5052C，备水量为总量的3/4，药物全部溶解后再加至总量。（3）配制按照显影剂、保护剂、促进剂、抑制剂的顺序加入并溶解；也可以先加入少量保护剂127加入各种药品时，应等待上一种成分完全溶解后再加入。不要过强搅拌，以免带入空气，加速显影剂氧化。配置后加盖静置一天方可使用。使用显影液要注意记录配制日期、冲洗量、补充情况等。128（二）显影液的性能1、显影液对照片对比度的影响1）显影剂配伍的影响调整溶液组分的含量2）PH值的影响PH值大，对比度就大。3）抑制剂作用在防止灰雾的同时，如果抑制剂含量过大时，对比度降低1292、显影液对感光度的影响1）显影剂的种类和浓度单独使用一种显影液可能感光度就低，而浓度增加，感光度也随之增加。2）保护剂调整亚硫酸钠的浓度100g/L3）抑制剂降低感光度的作用4）PH值一般在碱性较低范围（PH89.5）内，PH值越高感光度越高。1303、显影液对影响颗粒的影响颗粒粗细与显影速度及明胶膨胀程度有关，因此采用显影速度较慢、较低Ph值和增加亚硫酸钠的方法。4、显影温度对显影性能的影响1）显影液温度对显影速度的影响温度高显影快。同时有部分显影液达不到一定温度，显影能力非常弱，如对苯二酚。2）温度对影像对比度、灰雾的影响与对比度正相关，同时与灰雾也正相关。1313）其他温度高会使颗粒粗糙、药膜易划伤、脱膜通常温度控制在：1820摄氏度之间5、显影时间对影像的影响显影时间主要影响胶片的相对感光度、对比度、灰雾度。6、搅动对显影效果的影响（1）加快显影速度（2）避免影像反差降低（3）减少污染（4）防止显影不均1327、超加合作用将两种显影剂按照一定比例混合，在其他成分不变时，其显影速度大于两种分别显影速度之和，称为超加合作用。例：米吐尔快速显影剂对苯二酚作用缓慢两种溶液混合，所得混合溶液（MQ）显影速度高于米吐尔。1338、诱导期从胶片浸入显影液到出现淡淡的影纹所需要的时间称为诱导期。诱导期的影响因素：1）卤化银颗粒作为催化中心数量的多少正2）显影剂阴离子带负电荷的多少负3）显影液内含有卤离子的浓度大小负134第二节定影一、定影的目的及原理经过显影后，乳剂膜中有1/3的卤化银被还原出来，构成银的影像。其余2/3的未曝光的卤化银仍留在乳剂中，这就要求我们把剩余的卤化银洗掉，保留所需的影像，这个过程叫定影。135二、定影液的组成及作用定影剂1、定影剂选择要求a、对卤化银的溶解效率高b、对还原出来的影像银无侵蚀作用*目前采用最多的定影剂硫代硫酸钠2、定影剂的性质和作用硫代硫酸钠商品名大苏打、