Was zeigt die Schwärzungskurve oder Dichtekurve an?

Die Schwärzungs- oder Dichtekurve zeigt den Zusammenhang zwischen zunehmender Belichtung
und resultierender Dichte. Mit Belichtung (E) ist die Strahlendosis auf der Filmemulsion gemeint. Sie
ist das Produkt aus Strahlungsintensität (Io) und Belichtungszeit (t), also: E = Io.t

Das Verhältnis zwischen verschiedenen Belichtungszeiten und den zugehörigen Dichten wird normalerweise nicht auf einer linearen, sondern auf einer logarithmischen Skala aufgetragen, d. h. Dichte D gegen log E.

Die Kurve erhält man durch zunehmende Belichtung einer Reihe aufeinanderfolgender Bereiche eines Filmstreifens, wobei jede folgende Belichtung um einen bestimmten Faktor (z. B. 2) größer ist als die vorhergehende. Nach der Entwicklung werden die Dichten (D) mit einem Densitometer gemessen und gegen die logarithmischen Werte der entsprechenden Belichtungen
(log E) aufgetragen. Die erhaltenen Punkte werden dann durch eine durchgehende Linie miteinander verbunden. Es ist nicht notwendig, die absoluten Belichtungswerte zu kennen. Es können relative Werte verwendet werden, so dass bei einer festen
Röntgenintensität nur die Belichtungszeit geändert werden muss.

Die Dichte (D) einer fotografischen Emulsion nimmt nicht linear mit der Belichtung (E) über
den gesamten Dichtebereich zu, sondern hat die in Abbildung 2-7 dargestellte Form. Der untere Teil der Kurve (a-b)
wird als „Grundschleier“ bezeichnet, der mittlere Teil (b-c) als „geradliniger (linearer) Teil“ und der
obere Teil (c-d) als „Schulter“.

Die Schulter einer Schwärzungskurve für industrielle Röntgenfilme entspricht einer Dichte größer als 6. Da solche Dichten für eine normale Filmbetrachtung zu hoch sind, ist die Kurve ab
Dichte D = 3,5 aufwärts als gestrichelte Linie dargestellt.

Es ist zu beachten, dass der geradlinige Teil (b-c) nicht wirklich gerade ist, sondern leicht
den Trend zum Grundschleier der Kurve fortsetzt.

Steigung der Dichtekurve: Die Dichtekurve zeigt eine der wichtigsten Eigenschaften eines Films. Die Steigung der
Schwärzungskurve an einem beliebigen Punkt ist gleich der Steigung der Tangente an diesem
Punkt. Diese Steigung (a/b in Abbildung 3-7) wird als „Filmgradient“ GD, „Filmkontrast“ oder das
„Film-Gamma“ bezeichnet.

Durchschnittliche Steigung: Die Gerade, die zwei Punkte auf einer Schwärzungskurve verbindet, ist gleich der „mittleren Steigung“ des Kurvensegments, das diese beiden Punkte verbindet (siehe Abbildung 4-7). Dieser Gradient (GD) ist der Mittelwert aller Gradienten im Segment zwischen den Dichtewerten 3,50 und 1,50 und ist eine Standardeigenschaft eines bestimmten Röntgenfilms.

Bei allen Filmen (z. B. D2 bis D8) steigt der Gradient (a/b) mit zunehmender
Dichte innerhalb des für herkömmliche Betrachtungsschirme nützlichen Dichtebereichs von D<5.

Die verschiedenen Arten von Filmen sind nicht identisch. Dies wird deutlich, wenn man die Werte des
Gradienten Gd gegen die Dichte aufträgt. Daraus ergeben sich die Gradienten/Dichtekurven, wie in
Abbildung 5-7 gezeigt. Bei höherer Filmempfindlichkeit ist der Gradient geringer und die Dichtekurve
daher weniger steil.

Ein steilerer Gradient bedeutet eine Zunahme des Dichteunterschieds bei gleicher Strahlendosis und damit einen
höheren Kontrast, was zu einer besseren Erkennbarkeit von Defekten führt. Wenn man einen hohen Kontrast benötigt, ist es daher notwendig, die höchstmögliche Röntgendichte zu verwenden und dabei innerhalb
des akzeptablen Dichtebereichs des Betrachtungsschirms zu bleiben, um die Interpretation des Films nicht zu behindern.

Die meisten Regeln der guten fachlichen Praxis verlangen eine Dichte zwischen 2,0 und 3,0 im relevanten
Bildbereich. Tabelle 1-7 zeigt den Kontrastverlust auf einem typischen Film, wenn die ermittelten Dichtewerte
unter 3,0 fallen.

Die Probe in Abbildung 6-7, die eine kleine Stufe enthält, wird mit einer Belichtungszeit
durchleuchtet, die zu einem Dichteunterschied von 0,5 (B minus A) führt. Wenn nun mit dem gleichen
Film und der gleichen Röhrenspannung eine längere Belichtungszeit gegeben wird, beträgt der Dichteunterschied
0,9 (D minus C). Die zweite Radiographie zeigt daher mehr Kontrast.

Einfluss der Entwicklungsbedingungen auf die Dichtekurve: Die Schwärzungskurve eines Röntgenfilms wird nicht nur durch die Eigenschaften der Emulsion bestimmt, sondern auch durch die Art und Weise, wie der Film entwickelt wird. Parameter, welche die Schwärzungskurve beeinflussen können, sind: Entwicklungszeit und -temperatur, Entwicklerkonzentration und Bewegung.

Wie sich beispielsweise die Entwicklungszeit auf die Geschwindigkeit (relativer Belichtungsfaktor), den Kontrast
und den Schleier auswirkt, ist in Abbildung 7-7 zu sehen. Anfangs, bis zu ca. 4 Minuten, sind die Geschwindigkeit und der Kontrast
gering, nehmen aber mit zunehmender Entwicklungszeit schnell zu.

Ab 8 Minuten erhöht eine weitere Verlängerung der Entwicklungszeit den Hintergrundschleier,
und schließlich kommt es zu einer Abnahme des Kontrasts.

Obwohl es möglich ist, geringfügige Abweichungen von der korrekten Strahlenbelastung bis zu einem gewissen Grad durch Anpassung der Entwicklungszeit auszugleichen, wird normalerweise eine feste Zeit beibehalten. Bei der manuellen Entwicklung beträgt die Standardzeit 5 Minuten. Der Entwicklertyp, die Bewegung des Films
im Tank und die Temperatur beeinflussen ebenfalls die Dichte. Deshalb sollte der gesamte Entwicklungsprozess vorzugsweise standardisiert oder automatisiert werden. In den meisten Fällen führt eine Abweichung von den
optimalen Entwicklungsbedingungen zu einer verminderten Bildqualität.