X线照片冲洗技术

1、第六章 X线照片冲洗技术泰山医学院放射学院 X线照片冲洗技术是X线检查技术中一个重要的组成部分。X线照片质量的优劣除了与摄影技术、胶片特性及增感屏性能外，还与照片冲洗技术亦有密切关系。 X线照片（radiograph）在X线诊断中作为诊断依据和永久记录。 第一节第一节 医用医用X线胶片及感光测定线胶片及感光测定 医用X线胶片（X-ray film）是一种将被照体信息加以记录、存贮和传递，并将影像信息进行转换的介质。是获得永久影像记录的载体。 一、医用X线胶片的种类医用X线胶片属于银盐感光材料中的一种，其种类可归纳为以下四类。（一）一般摄影用X线胶片1.感蓝胶片 感蓝胶片是配合发蓝紫色荧光的增感

2、屏使用的色盲片，其吸收光谱的峰值在420nm。它主要分为标准感度的通用（RX）型胶片和高温快显（GK）型胶片。性能适中、低灰雾、高对比，适用于一般摄影中的大部分。2.2.感绿胶片感绿胶片 感绿胶片（扁平颗粒胶片）是一种配合发绿光的增感屏使用的正色片，其吸收光谱的峰值在550nm。它是将三维卤化银颗粒切割成扁平状，以预期的方式排列，并在乳剂中加入了一层防荧光交迭效应的染料。从而增加了影像的清晰度。3.3.乳腺摄影用正色胶片乳腺摄影用正色胶片 这是一种高分辨力、高对比、单层乳剂、对绿色光敏感的乳腺专用胶片。由于采用了扁平颗粒技术，使荧光交迭效应几乎减少到0%，可获得极为清晰锐利的图像，皮肤线条影像

3、可得到提高，特别是在乳腺放大摄影上有特色。4.4.高清晰度摄影用胶片高清晰度摄影用胶片 这是一种高分辨力、高对比度胶片。特别适用于要求提供高清晰的图像、显示组织微细结构信息的摄影。 (二)多幅相机和激光相机成像胶片1.多幅相机成像胶片 此类胶片也称CRT图像记录胶片。适用于CT、MRI、DSA、ECT等多幅相机的成像记录。胶片为单面乳剂，背面涂有防光晕层，保证影像的清晰、细腻，减少荧光物质造成的影像模糊。2.2.激光相机成像胶片激光相机成像胶片 它分为氦氖激光片（HN型），吸收光谱峰值为633nm和红外激光片（IR型），吸收光峰值为820nm。此类胶片特点是具有极微细的乳剂颗粒，单层涂布，背底

4、涂有防光晕层。激光片的数字成像质量远远高于多幅相机胶片的模拟成像。 （三）影像增强器记录胶片1.荧光电影胶片 2.荧光图像及荧光缩影胶片 （四）特种胶片（四）特种胶片1.直接反转胶片 2.清洁用胶片 3.辐射剂量测定用胶片 二、医用二、医用X X线胶片的结构线胶片的结构 医用X线胶片的结构，因种类不同而异。直接摄影用X线胶片结构，主要有保护层、乳剂层、底层和片基构成。相机成像及影像增强记录胶片结构，主要由保护层、乳剂层、底层、片基和防光晕层构成 保护层乳剂层底层片基( (一一) )乳剂层乳剂层乳剂（emulsion）层主要由卤化银和明胶组成，部分胶片含有色素。1.1.卤化银卤化银 其中氯化银（

5、AgCl）、溴化银（AgBr）和碘化银（AgI）均应用于感光材料中 。卤化银是胶片产生影像的核心，从胶片制作到曝光、冲洗都是围绕着它进行的。晶体颗粒的大小、分布会给影像效果带来影响。X线胶片卤化银颗粒平均为1.71，在感光材料中是最大的。 （1）晶体结构的缺陷：点阵缺陷，是结晶体中离子排列的缺陷，即离子在晶体格内离开它的正常位置自由移动； 晶体格中参入杂质，若在银离子所在位置上配置了铜离子或镉离子，则晶格将现扭曲。当被二价离子置换时，卤化银结晶体的电平衡被破坏，从而产生特异作用；晶格位错 ，即晶体格沿线状连续出现缺陷。它是由溴化银晶格中碘离子存在造成的 。 （2）卤化银的光吸收 ：卤化银光吸收

6、的程度与发射光光谱密度相关。卤化银固有吸收光谱在蓝紫光范围。 （3）卤化银的光传导性：对卤化银进行光照射时，其晶体产生光吸收，晶格内的自由电子在结晶格中自由移动，这种在接受光照射后，产生的电传导现象称为光传导。由于光的照射，在晶体中产生移动电子的同时，对应于这个欠缺电子的部分（即正电荷部分）称为空穴。但在光照射中形成的自由电子寿命，以极短的时间再度与正空穴结合，转为低能态的稳定状态。 （4）卤化银晶体颗粒状态：卤化银的感光与显影是以微晶体为单位进行的。晶体颗粒的大小、分布就影响感光材料的成像性能：晶体颗粒小，分辨高；晶体颗粒大，感光度高；晶体颗粒大小不一，宽容度大；晶体颗粒分布均匀，对比度高，

7、颗粒性好。 2.2.明胶明胶 作为介质，使卤化银晶体处于永久性的悬浮状态，互不接触，并能均匀地涂布在片基上。明胶是从动物的皮、骨中提炼的，是乳剂制备中用量最大，性能很复杂的一种原料。 明胶能提高乳剂的感光度：明胶与银离子相互作用，生成一种不稳定的银胶络合物。明胶加热时该络合物分解，生成银及硫化银，它们聚集在卤化银晶体的缺陷和位错的部位上，构成了感光中心。感光中心为潜影的形成提供了特殊的部位，成为潜影形成的“催化剂”；提高胶片感光度的另一原因是明胶为一种吸卤剂，能吸收卤化银在感光时产生的卤原子，以防止卤原子与银原子的重新化合，因而相对地提高了感光度； 明胶是一种保护性胶体：明胶可以包围卤化银晶体

8、，使它们彼此不直接接触，并能均匀涂布在片基上，不沉淀、不结块，保护了未感光卤化银晶体不被显影，保证了影像的层次； 明胶膨胀后具有多孔性：可使较小分子通过，胶片在制作中的水洗工序时，将多余的盐类冲洗掉。在显影时，易于显影液的渗透； 明胶具有热溶冷凝的性质：在胶片制作中非常有用； 明胶粘性很强：使乳剂牢固地粘着在片基上； 明胶参与坚膜作用。 然而，明胶最大的缺点是性能不稳定。 3.3.色素色素 色素为一种有机染料（dye）。在胶片乳剂中加入某些色素以使乳剂的吸收峰值推向绿色波长（550nm）来提高感光度。 多幅相机和激光相机所用胶片（如CT、MRI、DSA等使用的胶片）、荧光瞄准摄影用胶片以及与某

9、些稀土增感屏组合使用的感绿片 不含色素的胶片，其吸收光谱范围（感色性）大都限制在500nm以下的蓝紫区域 。 （二）片基（二）片基片基（base）是胶片乳剂层的支持体，它不但决定着胶片的机械性能，而且还影响着胶片的成像性能。 片基种类有：硝酸纤维素片基 ，1890年开始使用，其特点是伸缩性及耐水性好。但最大缺点是易燃，故在第二次世界大战中被醋酸纤维素代替；醋酸纤维素片基，这类片基又分为二醋酸片基和三醋酸片基。其特点是不易燃、化学稳定性好，但质地较脆、不耐寒、机械性差、显影加工中产生收缩现象；聚酯片基，又称涤伦片基。其特点是熔点高、热稳定性好、弹性高、吸水性小、收缩性低几何尺寸稳定、平整度好、化

10、学稳定性以及光学透明度高。缺点是不易与乳剂粘合，易产生静电。作为直接摄影用的X线胶片，现均以聚酯片基为支持体。间接摄影用X线胶片的片基仍以三醋酸纤维素为主。 作为片基必须具备以下条件：光学性质，透明均匀无着色、无光晕、无可见缺陷或模糊不清的弊病；物理性质，强韧不脆、有硬度又有可塑性，具有一定的抗拉强度及几何尺寸稳定性；化学性质，化学性能稳定，对乳剂无害，与照像药品不起化学反应，耐温性好；热性质，要求软化温度高、不宜燃烧、热尺寸变化小；制造适宜性质，价格便宜、原料充分、在制造过程中无故障（如静电现象发生）。 （三）附加层（三）附加层 1.保护层 ：为防止质地柔软的乳剂层的机械损伤，在其表面涂一层

11、粘性很强的明胶，予以保护。 2.底层（结合层）：为使乳剂层牢固粘附在片基上，在片基表面涂有一层粘性很强的胶体，以防止乳剂层在加工时脱落。 3.防光晕层（防反射层）：间接摄影用的荧光缩影片、影像增强器记录片、多幅和激光图像胶片的结构中，尚有一层防光晕层，其作用是防止强烈光线从片基反射回去，再次使乳剂层感光，造成影像的灰雾模糊。 （四）扁平颗粒技术 扁平颗粒技术（tabular grain technique）又称T颗粒技术，70年代初期美国柯达公司推出了T颗粒胶片，配合硫氧化钆类稀土增感屏，形成了一种新型屏-片组合体系。80年代初，日本富士公司推出了颗粒技术，亦是颗粒技术。 1.颗粒胶片颗粒胶片

12、的感光乳剂层中的晶体成平板状，有-Mat型颗粒和构造型颗粒两种类型（图6-5）。特点是表面积大且平整如桌面，其平板长而薄，体积小，即颗粒小。 侧面观2.颗粒技术特性 颗粒胶片也有感蓝和感绿之分，当与之对应稀土增感屏匹配组合好后，颗粒技术显示出很大优势： 感光度增加1倍左右； 大幅度减少了交叠效应； 扁平颗粒表面积大 ； 减少了照片斑点 。三、医用X线胶片的感光测定（一）概述1.胶片的照相性能 感光材料中直接决定和影响影像质量的因素，统称照像性能。它包括：感光特性，感光材料的感光度、本底灰雾、最大密度、对比度、宽容度等性能参数；物理性能，感光材料的熔点、厚度、保存性、几何尺寸、感色型、色温等参数

13、；成像性能，感光材料的分辨力、调制传递函数、颗粒度、清晰度等参数。 2.感光测定的定义与应用（1）定义：感光测定是一种表示感光材料所接受的曝光量，由此而产生的与密度之间对应关系的定量测定方法。 （2）感光测定的应用：胶片感光性能的测定；显影液性能的测定；冲洗机因素的测定；增感屏感度的测定；X线物理特性对影像影响的测定；其它。 （3）感光测定的原则：感光测定是一项科学性很强的工作，从总体测定设计中应遵循二个原则：必须使测试条件具有充分代表性，确实符合摄影的实际情况；必须遵循测试条件固定不变的原则，才能做出某一变量的比较。（二）光学密度及其测定 1.曝光量 曝光量是指物体表面在一定时间内所接受的照

14、度。曝光量E表示光强度（I）与曝光时间（t）的乘积（E=It）。 X线摄影中，胶片上得到的曝光量，即胶片上接受的X线量，用mAs表示。 2.光学密度 人们把照片的入射光线强度I0与透过光线强度I之比的对数值称作照片的光学密度值，用符号D表示：D=LogID=LogIO O/I/I 密度值的定义，是1890年由Hurter和Driffield提出的。D值的大小，实际上是由照片吸收光能的黑色银粒子的多少决定的，与外来光源（如观片灯）的强弱无关。 一般，人眼能识别的密度值在0.252.0。适于人眼读片的观片灯照度是5000lx，最适于人眼观片的照片密度值是1.0左右。一般照片影像密度值在0.71.5

15、，最宜于医师识别影像细节。 3. 3.光学密度的测定光学密度的测定 照片上的密度值，用透射式密度计测量。所测出的密度值，有直射密度和漫射密度之分。所谓直射密度值，是指测试用入射光线是平行的，测定的透过光仅是平行部分的，这样显示出的密度值称直射（单向）密度值，用符号D/来表示。所谓漫射密度，是指测试用入射光线是放射状的，而测定的透过光线是包含散射线在内的所有光线，显示的密度值称漫射密度值，用符号D#来表示。 （三）医用（三）医用X X线胶片感光测定线胶片感光测定 1.X1.X线胶片的特性曲线线胶片的特性曲线 （1）定义：胶片特性曲线（characteristic curve of film）是描

16、绘相对曝光量的对数值与所产生的密度之间关系的曲线。该曲线不仅清楚地定量地表示出了不同曝光量与所产生的不同密度值之间的对应关系，而且还能表达出感光材料的感光特性，所以称这条曲线为胶片特性曲线。因这条曲线的研究者是Hurter和Driffield，所以也称H-D曲线。 特性值：特性曲线可提供感光材料的本底灰雾、感度、对比度、最大密度、宽容度等参数，以表示感光材料的感光性能。1）本底灰雾：感光材料未经曝光，而在显影后部分被还原的银所产生的密度，称为本底灰雾或最小密度（Dmin）。 2)感度（S）：感度(sensitivity)是指感光材料对光作用的响应程度，即感光材料达到一定密度值所需曝光量的倒数。

17、 )0 .1(1S minDE 通常X线胶片取相对感度，即与感度设定值为100的特定胶片相对比较。相对感度的概念更有利于X线摄影条件的正确选择。 X线胶片相对感度的计算：最简便的方法是产生密度1.0（Dmin+1.0）的胶片A的曝光量对数（LogEA）与胶片B的曝光量对数（LogEB）之差的反对数值乘以100。 3）对比度：反差系数，从X线摄影学的角度解释，透过被照体不同组织的X线强度的差异，称为射线对比度(LogE2-LogE1)。照片上各组织间的影像在密度上的差异（D2-D1），称为照片对比度。 照片对比度与射线对比度之比，即为反差系数（）。 1212 LogELogEDD平均斜率：平均斜

18、率就是连接特性曲线上指定两点密度值为0.25+Dmin和2.0+Dmin的直线与横坐标轴的夹角的正切值： 2.0+Dmin0.25+Dmin4）最大密度（Dmax）：对于某种感光材料来说，密度上升到一定程度时，不再因曝光量增加而上升，此时的密度值称为最大密度，以Dmax表示。 5）宽容度（L）：从X线摄影角度讲，宽容度（latitude）是指产生诊断密度（0.252.0）所对应的曝光量范围。 2.X线胶片的感光测定方法（1）感光仪测定法：将测试胶片放在感光仪上，对其以一定的比率进行已知数值的曝光，再经显影处理、密度测量、绘制特性曲线，求取特性值。1）光源：感光仪的光源是可见光，对于X线胶片感光

19、测定的光源，根据ANSI规定，应模拟钨酸钙（CaWO4蓝紫色光）或硫化镉锌（ZnCdS:Ag绿色）荧光体的波长，以使其测定尽可能符合或接近X线摄影的实际。2）曝光：感光仪的曝光时间，根据ANSI建议，一般X线摄影用胶片的感光测定为0.1s，荧光摄影用胶片的感光测定用0.2s。感光仪的曝光量变化取决于所用标准光楔片的密度和级差。一般使用15级或21级标准光楔片。（2）X线阶段曝光测定法1）时间阶段曝光法：这是一种胶片接受的X线质（kVp）固定，而通过改变曝光时间来取得照射量的测定法。 2）铝梯定量测定法（也称自举法Boot strap）：这是在使用铝梯厚度改变X线强度的基础上，根据Log2=0.

20、3的数学关系加以定量测定的方法。 X线3）距离法：这是根据X线强度与焦-片距的平方成反比定律改变X线强度，在胶片上取得不同密度的阶段曝光法。距离测定法最大优点是接近X线摄影实际，其测量参数也就更具指导意义。 有方孔的铅板第二节 增感屏某种物质在紫外线、X线、电子线等激发下，可将其吸收的能量以可见光形式释放出来，这种现象叫荧光现象。这种能发光的物质叫荧光体。荧光现象是一个在物质内部进行的能量转换过程，其结果不伴有物质的变化。在X线摄影中是通过增感屏（intensifying screen）负载荧光体的，即在一张硬纸基上涂上一层发光光谱与X线胶片吸收光谱相一致的荧光体，表面再附上一层合成树脂作为保

21、护膜。这种在X线激发下，对胶片具有感光作用的器材称为增感屏。一、增感屏的结构及种类（一）增感屏的结构（二）增感屏的种类 1.钨酸钙增感屏 这是一种从1897年开始到现在仍广泛使用的标准通用型增感屏。荧光体为钨酸钙（CaWo4），发射光谱在350560nm，峰值在420nm，与感蓝片组合使用。根据钨酸钙晶体颗粒的大小，涂层厚度，按其增感率分为低速、中速、高速三种。 三种增感屏以钨酸钙中速增感屏的增感效率为1，低速增感屏为0.5，高速增感屏为2.0。 2.稀土增感屏 稀土增感屏使用的是一种由稀土元素组成的“赋活型”荧光体。所谓稀土元素，是指钇系和镧系15种元素的总称。稀土增感屏最大特点是在X线激发

22、下发光效率高于钨酸钙增感屏。稀土增感屏又分二类：一是发光光谱在蓝紫色光区（峰值380nm），需与感蓝胶片组合使用的增感屏；二是发光光谱在黄绿色光区（峰值550nm），需与感绿胶片匹配的增感屏。 现时最常用的稀土增感屏为氟氯化钡:铕BaCIF:Eu（蓝光）增感屏和硫氧化钆:铽Gd2O2S:Tb（绿光）增感屏。稀土增感屏按所发的荧光光谱不同，又分为蓝光系列和绿光系列两部分。 3.特殊增感屏（1）超清晰型增感屏：适用于远端四肢关节摄影，观察细微的骨纹理影像。（2）高电压摄影用增感屏：适用于120kV以上高电压摄影。为了提高高电压摄影的像质，减少散射线的影响，该屏加一层很薄的铅合金箔。（3）同时多层增

23、感屏：以2mm、5mm或10mm为间隔，在同一多层暗盒内，有37层增感屏，每层由上至下逐层按比例增加不同的增感率。用于同时多体层摄影。（4）感度补偿型增感屏：这是一种比常规增感屏尺寸长很多，由不同感光度的荧光体组合而成的增感屏。用于全身脊柱摄影、上、下肢全长摄影、血管造影等。（5）乳腺摄影专用增感屏：为减少照射剂量，同时保证影像质量，现以单层乳剂胶片与单张软线增感屏组合使用，将照射量减少到1/151/30，现今又将单层微粒可塑型稀土屏，专用于乳腺摄影。 （6）连续摄影用增感屏：这是一种用于快速连续换片装置中的增感屏。特点是增感率高，同时为适应胶片在装置中高速传递，其表面的物理强度高，防静电性好

24、。 二、增感屏的性能（一）增感作用增感屏的最大作用在于提高X线对胶片的感光效应，这种作用的大小常以增感率表示。在照片上产生同等密度为1.0时，无屏与有屏所需照射量之比，称为增感率。也称增感倍数或增感因数。即：式中f为增感率，to为无屏照射剂量，t为有屏照射剂量 ttof （二）影响增感作用的因素影响增感率的因素有两项：增感屏的发光效率与增感屏结构的影响。1.增感屏的发光效率（）：=actf式中a代表X线吸收效率，c代表荧光转换效率，t代表荧光传递效率，f代表屏-片匹配效率。（1）X线吸收效率（a） （2）增感屏的荧光转换效率（c） （3）荧光体的传递效率（t） （4）增感屏发光光谱与胶片吸收光

25、谱的匹配效率（f） 2.2.增感屏结构的影响增感屏结构的影响 增感屏的结构及制作工艺，在一定程度上也影响着增感作用：增感屏荧光体的颗粒大，增感率高；增感屏中的结合剂使用量大，对荧光吸收小，增感率高；增感屏支持体纸板的荧光反射率高，增感率高；增感屏荧光体涂布厚度的增加，在适当数值下可提高增感率。（三）增感屏对影像效果的影响1.影像对比度增加 使用增感屏所获得的照片对比度，永远高于无屏的照片影像。产生这种差异的原因不十分明确。2.影像清晰度降低 照片影像的清晰度，由于增感屏的使用而大为降低 。，其原因如下：荧光体的光扩散 ；增感屏的交迭效应 ；增感屏与胶的密着状态 ；X线斜射效应 。3.3.影像颗

26、粒性增加影像颗粒性增加 当人们肉眼观察X线照片时，会看到一定量的颗粒，它们不是乳剂中单个银颗粒或增感屏荧光体颗粒构成，而是一些在一定区域内大量集中的不规则的颗粒。这些有颗粒聚集的区域称做斑点（噪声）。它反映着影像颗粒性的大小。照片斑点由量子斑点、屏结构斑点及胶片颗粒性三要素构成 。（1）量子斑点：量子斑点（quantum mottle）是X线光子的“统计涨落”在照片上记录的反映。尽管入射X线平均强度一样，但X线分布是随机的。假如X线光子无限多时，单位受光面积里的光子数可以看成是均匀的。当X线光子数很少时，则单位受光面的光子数会因位置不同而异，其分布服从几率定律。这种光子密度的波动涨落，称为X线

27、光子的“统计涨落”。这种单位截面内的X线量子密度分布的不均匀，造成了量子斑点的出现。 （2）增感屏结构斑点：增感屏结构斑点（screen structure mottle）是由荧光体性质与加工工艺造成的。在照片斑点构成因素中居第二位。当荧光体层非常薄时，若荧光体颗粒增大，屏斑点就变得明显。这是因为荧光体颗粒增大，造成荧光体层的不均一性。当荧光体的厚度超过一定程度时，即使荧光体颗粒较大，而整个荧光体层趋于均一化，结构斑点减少，但影像锐利度下降。（ 3 3 ） 胶 片 颗 粒 性 ：） 胶 片 颗 粒 性 ： 胶 片 颗 粒 度（graininess）是由胶片乳剂层中卤化银颗粒大小及分布状态的不均

28、匀造成的，它对照片斑点的影响较小。在照片斑点中，量子斑点（噪声或粒状）所占比例最大。根据有关实验数据知：X线量子粒度约占83%，而增感屏粒度仅约占8%，胶片粒度约占9%。 T颗粒技术的应用，为屏-片组合中控制照片斑点，提高影像质量，找到了一个最佳的匹配方式。 第三节 胶片处理技术一、感光基本原理自然界中有许多物质见光后能引起化学变化，这种现象叫光化学作用。研究光化学作用的化学，称为光化学。光化学反应的种类很多，大体有三大类型反应。光合成反应：如氢气和氯气混合后，在常温和散射光线下能产生氯化氢（HCI），但速度较慢。当在日光直接照射下，能引起强烈地连锁反应，反应式为：光照（h）H2+CI2 2H

29、CI水解反应：如丙酮与水共存，遇光生成乙酸和甲烷，反应式为：光照（h）CH3COCH3+HOH CH3COOH+CH4光化学氧化还原反应：如卤化银的感光，反应式为：曝光（h）2AgX 2Ag+X2另外，还有植物、动物在生长过程中，以及许多无机物、有机物等变化中都包含有光化学作用。 X线摄影中的胶片感光是光化学反应中的氧化还原反应。反应的过程是光量子进入反应物（AgX）后，光子所具有的能量（E=h）恰好使反应质点（活化分子、原子、离子）的某些电子，从低能级达到使质点活化所需的高能级。对物质来说，质点被光量子活化，对光线来说，光能量被吸收了。但是，使不同性质的物质质点活化所需要的能量各不相同，波长

30、（频率）不同的光线具有的光量子能量也不同。因此，某种光线是否被某种物质吸收，除了与物质本身性质有关外，还要看光能的本身是否适合。 X线胶片的核心物质卤化银的感光，是在吸收光子能量时激发了卤离子，使其电子能量加大脱离卤离子，即：Br-+h Br + e此电子又去还原银离子成为银原子，即：Ag+ e Ag（一）潜影的形成胶片感光后，在乳剂层中已构成了影像，只是由于构成影像的物质过于微小，以致肉眼看不到，我们把这种影像称为潜影。潜影的存在可以通过电子显微镜或先定影后“物理显影”的方法证实。潜影形成的实质是一个光化学氧化还原反应的过程。它的形成可分为四步完成： 卤化银晶体颗粒的卤离子，受到光量子的冲击

31、，释放出若干电子。这些电子在卤化银晶体格内自由移动时，遇到了感光中心被吸陷，从而使感光中心带上负电荷，这个感光中心就成了电子陷阱。与此同时，晶体格内游离的银离子，因为带有正电荷，于是在静电场吸引下被移向感光中心。银离子与感光中心的电子中和，形成了中性的银原子，沉积在感光中心上。化学反应的不断进行，使感光中心的银原子聚集到一定大小时（至少36个银原子），就形成了显影中心，许许多多显影中心就构成了胶片上的潜影。 （二）互易律失效（二）互易律失效一般来讲，光化学反应生成物的量与投入的光能成正比，即在摄影过程中密度（D）与曝光量（E）成正比（DE）。当曝光量（E）一定时，无论光强度（I）与曝光时间（S

32、）怎样变化，密度应该是一定的，这种关系称之为互易律。但根据实验得知，在摄影过程中当光强度过大，曝光时间过短或光强度过小，曝光时间过长时，虽然得到的是相同的曝光量，但产生的密度不相同。这种在同一胶片上曝光量相同而产生的密度不同的现象称为互易律失效。 （三）反转现象胶片在特殊条件下（如大曝光量、重复曝光等），随曝光量增加，所获得的密度反而下降，影像密度呈现逆转，此即反转现象。导致此现象的原因是潜影溴化。当曝光量超一定数值后，光化学反应中产生的大量溴不能全部被明胶吸收，与潜影中的银重新化合为溴化银。包围了潜影，使之不能与显影液接触，于是就产生了反转现象。 二、显影技术 显影是将胶片感光后形成的潜影，

33、转换成可见银影的化学反应过程。照片冲洗按其处理程序分为显影、定影、水洗与干燥四个阶段。 显影的意义：在显影中所获得的银原子数量为曝光中所产生的银原子数量的1089倍，它是把不可见的X线影像转换为可见的银影像。此外，显影的意义还在于，显影处理过程直接影响着X线照片的影像效果。 显影的途径：一是物理显影，即把显影液中的银离子作为还原银来源的显影方法；二是化学显影，即把胶片感光乳剂中的银离子作为还原银来源的显影方法。在X线照片冲洗的显影操作中，实际应用的全部为化学显影。 （一）显影液的组成对感光卤化银具有适当还原作用的溶液，称为显影液。通常显影液包括显影剂、保护剂、促进剂、抑制剂和溶剂等五种成分。1

34、.显影剂（1）显影剂分类：显影剂分为无机显影剂和有机显影剂两类。X线照片冲洗全部应用的是有机显影剂。（2）显影剂化学结构与显影剂作用的关系：有机显影剂大多属于芳香族化合物，其化学结构与显影作用有很大关系：具有使潜影显影能力的芳香族化合物，必须具备2个羟基（-OH）或2个氨基（-NH2）；或是1个羟基和1个氨基。一般将这二个基团称为“显影基”。在苯的衍生物中，显影基应为对位（para）或邻位（ortho）的显影剂才具有显影能力。而间位化合物不具有显影能力。对位结合的显影剂，显影作用大于邻位结合的显影剂。如对苯二酚显影能力大于邻苯二酚。 氨基（-NH2）中的氢原子被烷基置换，显影剂的显影能力增强。

35、如米得显影能力大于对苯二酚，若被羟基（-OH）置换，则失去显影能力。苯环上的某些氢原子被羟基、烷基、卤素原子等置换，也不影响其显影性能。含有二个羟基（-OH）的显影剂，在pH值较大时显影作用增强，在pH值较小时，几乎无显影作用，如对苯二酚。（3）常用显影剂及性能：X线照片冲洗的显影液中，常用的显影剂为米得、对苯二酚和菲尼酮三种。米得（Metol），别名米吐尔、衣伦。米得为无色或微灰色针状结晶体，易溶于水，难溶于乙醚和乙醇，在含有亚硫酸钠或碱性溶液中溶解度较小。米得是强力显影剂，显影能力约为对苯二酚的20倍。对溶液pH值的要求不严格，在中性溶液中也可显影。其显影诱导期短，受溴离子（Br-）浓度与

36、显影温度的影响不大，对卤化银的还原作用受曝光量影响小于对苯二酚。因此，单一米得、亚硫酸钠显影液影像对比度低，但呈现微粒显影效果。 对苯二酚（Hydroquinone），别名：海得、坚安、几奴尼。对苯二酚为无色或微灰褐色针状或柱状结晶体，易溶于水。对苯二酚在干燥空气或亚硫酸钠溶液中稳定，但在单纯碱性溶液中很快被氧化成棕色。对苯二酚为弱性显影剂，但与米得或菲尼酮组合使用时，有很好的超加合性。对苯二酚的显影诱导期长，显影速度慢，而且，其显影能力与效果受温度、溴离子（Br-）浓度、pH值影响很大。在10C以下几乎无显影作用，pH值=9.0以上时才出现显影能力。对苯二酚对卤化银感光多少有反应，差别较大，

37、对感光多的部位显影能力表现很强。因此在显影液中的多少，影响着影像对比度的高低。一般讲，配有对苯二酚的显影液反差较高。 菲尼酮（Phenidone），菲尼酮为板状或针状结晶体，常温下不易溶于水，易溶于弱碱溶液或乙醇，不溶于乙醚。菲尼酮是一种中等活性显影剂，它可以与其它显影剂形成超加合性，这在显影加工中是最有意义的。菲尼酮显影作用表明，它在大多数情况下无显影诱导期，显影出痕快。在无溴离子（Br-）存在时，与pH值在5.59.0范围内，显影速率随pH值的上升而增加。如果显影液处于溴离子化时，显影速率对pH值的依赖性变小。菲尼酮在低pH值的溶液中是耐空气氧化的，但在碱性PH值范围内和无保护剂下，可迅速

38、氧化。菲尼酮的分解取决于pH值和温度。菲尼酮与对苯二酚组合的显影液（PQ型），现已成为X线照片显影液中的主导类型，具有良好的显影效果。 2.显影液的辅助成分（1）保护剂: 显影剂在水溶液中，尤其在碱性溶液中极易被氧化，而失去显影能力。因此，必须加入保护剂，以防止显影剂被空气氧化。常用的保护剂为亚硫酸钠（Na2SO3）。显影液中保护剂的作用有三点：防止显影剂氧化。显影剂在无亚硫酸钠的状态下，与接触空气中的氧和溶解于显影液中的氧氧化，失去显影能力。当加入亚硫酸钠时，因亚硫酸钠与氧的亲和力大于显影剂，故反应生成硫酸钠，从而保护了显影剂。其反应是如下：HO-C6H4-OH+O2 O=C6H4=O+H2

39、O22Na2SO3+O2 2Na2SO4防止照片污染，并稳定显影作用。亚硫酸钠可与显影剂的氧化产物（如苯醌）反应，生成无色的、无污染性的新的弱显影剂。 SO3Na O=C6H4=O+Na2SO3+H2O HO-C6H3-OH+NaOH 对苯二酚单磺酸钠 SO3Na SO3NaHO-C6H3-OH+2AgBr O=C6H3=O+2Ag+2HBr微粒显影作用。亚硫酸钠对卤化银略有溶解作用，当卤化银表面溶去少许卤化银时，会使显出来的颗粒细一些，使影像细微部分得到充分的表达。（2）促进剂：多数显影剂在中性溶液中不起显影作用或显影作用很小，只有在碱性溶液中才有较强的显影能力。X线照片显影液中，常用的促进

40、剂有碳酸钠、氢氧化钠、偏硼酸钠等。 促进剂在显影液中的作用有三点：为显影过程中的氧化还原反应，提供氢氧根离子，促进显影剂的电离。显影的化学反应： O-C6H4O-+2Ag+ O=C6H4=O+2Ag，必须在碱性溶液中进行，被还原的银离子所得到的电子是由显影剂电离后的阴离子提供的。显影剂阴离子产生的越多，卤化因被还原的越多，则显影得到促进加速进行。而显影剂阴离子产生的多少，取决于显影剂在溶液中的电离度，要想提高电离度，就必须设法使显影剂在电离反应中向正向反应进行：HOC6H4OH O-=C6H4=O-+2H+此时，只有减少氢离子浓度，才能使反应正向进行。为此，只有加入碱性物质，使其在水溶液中释放

41、氢氧根离子，才能完成这一任务。促进入基层膨胀，加大显影液的渗透性，从而可加快显影速度。稳定显影液的pH值。显影剂在还原卤化银的同时，生成氢溴酸，使显影液pH值下降。当加入碱性物质时，可不断中和它，以维持显影液的pH值相对恒定，起到缓冲作用。OH-C6H4-OH+2AgBr O=C6H4=O+2Ag+2HBrH+OH- H2O（3）抑制剂：抑制剂的主要作用是防止照片灰雾的产生，因此也称为防灰雾剂。常用的抑制剂有溴化钾及有机防灰雾剂等。抑制剂的作用原理如下：溴化钾在显影液中电离，其溴离子吸附于卤化银表面，形成一个负电荷障碍层，使还原卤化银的显影剂负离子，由于相同电荷的排斥，难以打破负电荷障碍去还原

42、未感光的卤化银，从而达到抑制未感光卤化银还原的目的。溴化钾在显影液中电离出的溴离子，加大了显影液中溴离子的浓度，从而降低了卤化银在显影液中的电离度，这就相对地阻止了胶片未感光的卤化银中银离子被还原成银原子。 （4）溶剂：显影液中的溶剂主要为水溶剂。理想的显影液中的水溶剂应为蒸馏水。此外，在配制显影液时，若用有机防灰雾剂（如苯骈三氮唑等），必须先将其溶于乙醇中，然后放入显影液中，方可发挥作用。（二）显影液的种类常用的显影液组合类型有MQ型和PQ型显影液。1.MQ型显影液 由米得（Metol）与对苯二酚（Quinol）组合的显影液，称为MQ型显影液。其性能如下：具有超加和性；显影所获得的密度值较大

43、。 2.PQ型显影液 由菲尼酮（Phenidone）与对苯二酚（Quinol）组合的显影液，称为PQ显影液。现照片冲洗多采用此种类型，其显影特性与MQ型相比有以下优势：具有明显的超加和性：所谓超加和性，即组合液的显影作用超过各自显影作用之和。这种超加和性将导致：一是显影诱导期短，由于菲尼酮负离子所带电荷少于对苯二酚的负离子，菲尼酮很容易透过卤化银晶体表面的负电荷障碍层，使显影较快开始。这样就缩短了对苯二酚的显影诱导期，加快了显影的进程。因此，PQ型显影液由于其影像出痕快、显影速度高，特别适合高温快显的自动冲洗技术；二是菲尼酮的再生，组合液中由于对苯二酚的存在，可使菲尼酮氧化后再生 其反应式如下

44、：P- + Ag+ P + Ag菲尼酮负离子 银离子 菲尼酮 银P + Q- P- + Q-对苯二酚负离子 菲尼酮负离子组合液以上二种结果导致显影剂浓度相对增加，形成了超加和性的效果，并加大了显影液的稳定性。具有良好的保存性和显影能力的持续性。照片处理容量大。无显影中的着色污染。影像颗粒性好。 （三）显影操作及注意事项1.显影的化学反应 显影剂与卤化银在显影液中进行的主要反应是一氧化还原反应。即将已感光的卤化银经还原剂（显影剂）还原成金属银，形成黑白对比的影像过程。其反应式如下： Red+nAg+ nAg+OX+mH+Red表示显影剂，OX表示氧化产物，n为参与反应的电子数，m为显影生成物的数

45、量。 下面以对苯二酚为例，说明其显影时自身被氧化，同时能还原已感光的卤化银的化学反应这一显影原理：卤化银在显影液中电离成银的正离子（Ag+）和卤族元素的负离子（Br-）： 显影液中 2AgBr 2Ag+ + Br- 卤化银 银离子 卤族离子 同时，显影剂在显影液中电离成显影剂负离子（-O-C6H4-O- ）和氢的正离子（H+）。显影液中HOC6H4 OH -O C6H4 O- + 2H+ 对苯二酚 对苯二酚阴离子 氢离子 显影剂与卤化银在反应中进行电子交换。银的正离子（Ag+）得到显影剂负离子（-O-C6H4-O- ）供给的电子，而中和成中性的银原子。-O C6H4 O- + 2Ag+ 2Ag

46、 + O = C6H4 = O对苯二酚阴离子 银离子 银 苯醌（显影剂氧化物） 同时，显影剂的正离子（H+）从卤化银的卤族负离子（Br-）供给的电子，而成为氢溴酸。 Br- + 2H+ 2HBr 溴离子 氢离子 溴化氢2.显影处理 曝光条件正确的胶片，在标准药温的正常药效范围内的显影液中进行5min显影加工，恰好得到完全的显影效果，视为正确的显影条件。因此，显影条件的改变，则能改变显影的效果。（1）显影的诱导期：感光后的胶片从浸入显影液到观察出影像需要经过一定时间，此段时间称为诱导期。显影经过诱导期后，密度的增加速度将随着显影时间的增加，而急剧增长。诱导期的长短决定于乳剂的组成、曝光条件、显影

47、剂结构及显影液成分。密度的增加主要决定于显影颗粒数目的多少。 （2）显影液浓度：显影速度受显影液中各成分浓度的影响很大，多数显影剂具有可电离的“显影基”（如羟基等），因而在它们溶解时降低了碱性溶液的pH值。只有在显影液pH值恒定的条件下，显影所获得的密度与显影剂浓度的对数值才在一定范围内呈线性关系。 （3）显影温度：显影温度对X线照片影像效果影响很大，手工冲洗显影温度在18C20C，自动冲洗机显影温度在30C左右。高于或低于标准温度，乳剂将受到以下影响：温度高则显影剂活性加大，显影作用增强。反之，则活性减少，显影作用减弱；温度过高可使显影液疲劳度加速。并可导致乳剂膜松软，胶片易划伤；温度高银粒

48、易集结，影像颗粒性恶化。照片对比度、密度增加或降低，灰雾度增加。 （4）显影时间：显影时间根据显影液配方特性、冲洗加工方式而异。显影时间延长时，胶片将受到以下影响：影像密度增大，灰雾增加，影像颗粒性恶化。照片对比度、感度在初期增加，延长时下降。（5）显影液氧化物：许多有机显影剂的氧化产物能影响显影速度并对胶片造成污染。它既可以加速亦可以减低显影速度。如对苯二酚的氧化产物能加速显影反应。米得的氧化产物却减低显影反应。（6）显影液的搅拌：显影液的搅拌实质是增加了显影剂动力，加快了显影速度。搅拌的另一目的是防止胶片之间在显影过程中相贴，造成局部显影的不均匀。（7）显影液的疲劳：显影液的疲劳将造成影像

49、密度降低，对比度下降。产生疲劳的原因：由于处理胶片数量多造成的显影液疲劳的变化是显影剂、保护剂减少，显影液量减少；显影液pH值下降；溴离子浓度增加。由于显影液放置时间过久，产生显影液疲劳的变化是：显影剂、保护剂减少（空气氧化所致）；显影液pH值上升；溴离子浓度不变。 3.显影操作及注意事项 手工显影操作主要为槽式显影。槽式显影适用于工作量大，处理胶片数量多，对显影无特殊要求的显影处理。1）操作方法：采用恒温方式，将显影液温度控制在标准温度。在安全灯下用洗片夹将已感光的胶片夹牢，按顺序放置于洗片槽内。胶片放入后立即计时，进行定温（18C20C）、定时（5min）显影控制。显影结束后将胶片取出进入

50、下一步操作程序。 2）注意事项：严格控制曝光条件、显影温度和显影时间；显影前应将显影槽表面氧化物除掉，以免污染胶片；显影液液面应保持超过胶片12cm以上；胶片放入时应上下活动几次，以免气泡附着；显影过程中需经常活动片架或搅动药液，以保证新鲜药液与胶片接触，加速显影，避免显影不均。 在显影操作过程中，应注意观察各阶段显影的进展情况，以弥补摄影过程中的失误，保证照片质量。现在显影操作基本由自动冲洗机代替手工操作。自动冲洗机显影的特点与操作见第四节。 三、显影后处理技术胶片中已感光卤化银的显影，只是胶片冲洗过程中的第一道工序，其后还必须经过中间处理（漂洗）、定影、水洗和干燥。这些程序总称为显影后处理

51、，这是一个手工冲洗的加工程序。自动冲洗机冲洗，无中间处理，代之是一对挤压辊轮，将乳剂中的显影液挤压出去。(一)中间处理显影后的照片，需要在清水或酸性停显液中漂洗后方可送入定影液中，此操作程序称为中间处理，也称停显处理。中间处理方式有三种：显影水洗定影；显影停显定影；显影水洗停显定影。实践证明效果最好的中间处理方式为第三种。 （二）定影及操作技术1.定影的意义 一张感光的胶片经显影后，被还原的卤化银仅为全部卤化银的20%25%，其余75%80%的卤化银仍保留着感光的性能。如果不及时将其处理，那么遇光就会感光，使已经被显影出来的影像被破坏。因此，显影后的照片必须经过定影处理，才能真正得到一张稳定的

52、照片影像。定影就是对未感光的卤化银溶解的过程。2.定影液的组成 定影液由定影剂、保护剂、中和剂、坚膜剂及溶剂5种成分组成。 （1）定影剂：在定影液中作为卤化银的溶剂，虽有许多种，但除了能把卤化银溶解之外，还必须考虑到它性能的稳定、无毒及价格低廉的特点。所以，实际被应用的只限于硫代硫酸钠（Na2S2O3）也称（海波）和硫代硫酸铵（NH4）2S2O3。它们是定影液中的主剂。 硫代硫酸钠为无色棱状结晶体，易溶于水，其溶解度随温度上升而急剧增加，并在溶解中大量吸热。它见强光、强酸易析出硫，故应在阴暗处存放。硫代硫酸铵为白色结晶体，易溶解于水，不溶于醇类及醚类物质，硫代硫酸铵为快速定影剂。（2）保护剂：

53、定影液中的保护剂为亚硫酸钠（Na2SO3）。其作用有三点：防止定影液中的定影剂被氧化；防止硫代硫酸盐遇酸分解析出硫；稳 定 定 影 液 性 能 。 反 应 式 如 下 ： Na2S2O3+2H+=2Na+H2S2O3 H2O+SO2 +S2Ag+S = Ag2S(黄色物质，污染胶片)这一反应速率在银粒微细和溶液pH值低时，表现很高。当定影液中加入亚硫酸钠后，亚硫酸根离子与氢离子作用，生成亚硫酸氢根离子，从而保护硫代硫酸钠遇酸（H+）析硫问题。反应式如下：SO32- + H+ = HSO3-（3）中和剂：中和剂是为了中和显影后胶片乳剂层中带的碱性显影液物质，使之立即停止显影，而进入定影。碱性物质

54、的中和物是酸性物质。定影液中常用的酸性物质主要为冰醋酸（CH3COOH）、硼酸（H3BO3）等。中和剂在定影液中有三个作用：中和胶片乳剂中碱性显影液；使定影液呈酸性，将pH值控制在4.06.0之间，已形成直接使用坚膜剂的条件；促使乳剂膜收缩。 （4）坚膜剂：坚膜剂是定影液中对胶片乳剂起固定和收敛作用的药剂，使影像常久保存 。 定 影 液 中 常 用 坚 膜 剂 为 明 矾（ K2S O4 A l2( S O4)3 2 4 H20 ） 和 铬 矾（K2SO4Cr2(SO4)324H20）。目前还不清楚坚膜剂作用的机理。3.定影的化学反应 定影的意义在于对未感光卤化银的溶解。定影剂与未感光卤化银的

55、化学反应，最终生成物必须是可溶性的络盐，定影反应是分步进行的。反应式如下：2AgBr+Na2S2O3 AgS2O3+2NaBr 生成物为透明难溶于水。卤化银与海波反应的第一步生成物是无色透明的，但是难溶于水的物质。只有在饱和的海波溶液中继续反应，完成第二步反应的生成物才是透明又溶于水的络合物。反应式如下：3AgS2O3+NaS2O3 Na5Ag3(S2O3)4生成物为透明易溶于水。第二步反应不可忽略，它指导着定影的实际操作，定影终止在第一步，日久会使影像变质。只有完成定影的第二步反应，才能使可溶性络合物在水洗中被洗涤出去。为此，一般指定影完全的时间应为乳剂透明时间的三倍。4.定影的速度 定影速度通常用定影完全时的时间（或称明化时间）来表示。所谓定影完全的时间，是指照片从浸入定影液开始，到乳剂层未感光卤化银最后完全溶解消失为止所需的时间。照片的定影过程分三步：定影剂向乳剂内部扩散；卤化银颗粒被溶解；含银的络离子从乳剂向外扩散。因此，照片得定影速度不单单取决于卤化银的溶解度，还受到以下物理与化学因素的影响：