颗粒性是指均匀曝光的射线底片上影像黑度分布不均匀的视觉印象。
颗粒度则是根据测微光密度计测出的数据、按一定方法求出的所谓底片黑度涨落的客观量值。
观察受到高能量射线照射的快速胶片,不用放大镜,颗粒性就很明显;
而对受低能量射线照射的慢速胶片来说,可能要经中度放大才使颗粒性明显。
颗粒性印象不是单个显影的感光颗粒引起的。
在工业射线胶片中,由单个感光颗粒显影产生的黑色金属银粒很少大于0.01mm,通常还要小些,这远低于人眼可见界限。
实际上颗粒的视觉印象是由许多银粒交互重叠组成的颗粒团产生的,而颗粒团的黑度则是由这些单个银粒的随机分布造成的。
颗粒的随机性是多种因素造成的:胶片乳剂层中感光银盐颗粒大小,分布均匀度具有随机性;射线源发出的光量子到达胶片的空间分布是随机的;胶片乳剂吸收光量子,使乳剂中一个或多个溴化银晶体感光也是随机的。
颗粒性产生原因可归纳为两个方面:一是胶片噪声,相关于银盐粒度和感光速度;二是量子噪声,即光子随机分布的统计涨落,相关于射线能量、曝光量和底片黑度。
一般说来,颗粒性随胶片粒度和感光速度的增大而增大,随射线能量的增大而增大,随曝光量和底片黑度的增大而减小。
胶片乳剂层中感光银盐颗粒大小对颗粒性有直接影响,大颗粒银盐阻光性好,在底片上引起的黑度起伏显然更大一些。
关于感光速度的影响可解释如下:对慢速胶片来说,要产生一定黑度,比如黑度2.0,一个小区域中可能要吸收10000个光子。
而对快速胶片,产生同样黑度所需的光子要少得多。
考虑光子吸收过程中的叠加作用对随机性的影响,产生一定黑度所需要的光子数越多,射线照相影像的颗粒性就越不明显,所以胶片速度会影响底片影像颗粒性。
一般情况是慢速胶片中的溴化银晶体比快速胶片中的晶体小,因此,胶片粒度和感光速度对颗粒性的影响往往是加和性的。
同样也易于理解,射线照相的颗粒性随能量的提高而增大。
因为在低能量下,吸收一个光子只使一个或几个溴化银颗粒感光,而在高能量下,一个光子能使许多个颗粒感光,这样就使随机分布的黑度起伏变大,显示出颗粒增大的倾向。
而曝光量增大和底片黑度增大都使得更多的光子到达胶片,大量光子的叠加作用将使黑度的随机性起伏降低,所以减小了颗粒性。
颗粒度限制了影像能够记录的细节的最小尺寸。一个尺寸很小的细节,在颗粒度较大的影像中,或者不能形成自己的影像,或者其影像被黑度的起伏所掩盖,无法识别出来。
资料来源:NDT全国特种设备无损检测人员资格考核统编教材——射线检测