Cosa indica la curva caratteristica o curva di densità?

La curva caratteristica o curva di densità indica la relazione tra l'aumento delle esposizioni
e la densità risultante. Per esposizione (E) si intende la dose di radiazioni sull'emulsione della pellicola. È
il prodotto tra l'intensità della radiazione (Io) e il tempo di esposizione (t), quindi: E = Io.t

Il rapporto tra le diverse esposizioni e le relative densità non viene solitamente tracciato su scala lineare ma su scala logaritmica; cioè densità D rispetto al log E.

La curva si ottiene applicando esposizioni crescenti a una serie di aree successive di una striscia di pellicola, per cui ciascuna esposizione successiva è di un certo fattore (ad esempio 2) maggiore della precedente. Dopo lo sviluppo, le densità (D) vengono misurate mediante un densitometro e quindi tracciate rispetto ai valori logaritmici delle esposizioni corrispondenti
(log E). I punti ottenuti vengono poi uniti tra loro da una linea continua. Non è necessario conoscere i valori assoluti di esposizione; possono essere utilizzati valori relativi, quindi basta modificare
solo l'intensità dei raggi X e il tempo di esposizione a un valore fisso.

La densità (D) di un'emulsione fotografica non aumenta linearmente con l'esposizione (E) nell'intero
intervallo di densità, ma ha una forma come in figura 2-7. La parte inferiore della curva (a-b)
è chiamata “punta”, la parte centrale (b-c) è chiamata “porzione di linea retta (lineare)” e la
parte superiore (c-d) è detta “spalla”.

La spalla di una curva caratteristica relativa a una pellicola radiografica industriale corrisponde a densità maggiori di 6. Poiché tali densità sono troppo elevate per la normale visione di un film, la curva dalla
densità D = 3,5 verso l'alto è mostrata con una linea tratteggiata.

È da notare che il tratto di retta (b-c) non è propriamente retto, ma l'andamento della punta
della curva continua leggermente.

Gradiente della curva di densità: La curva di densità mostra una delle caratteristiche più importanti di una pellicola. La pendenza della
curva caratteristica in ogni punto è uguale alla pendenza della retta tangente in questo
punto. Questa pendenza (a/b nella Figura 3-7), è chiamata “gradiente della pellicola” GD, “contrasto della pellicola” o
“gamma di pellicola”.

Media del gradiente: La linea retta che collega due punti su una curva caratteristica, come mostra la figura 4-7, è uguale alla “media del gradiente” del segmento della curva che collega questi due punti. Questo gradiente (GD) è la media di tutti i gradienti nel segmento compreso tra i valori di densità 3,50 e 1,50 ed è una caratteristica standard di un particolare tipo di pellicola radiografica.

In tutte le pellicole (ad esempio da D2 a D8) il gradiente (a/b) aumenta con l'aumentare
della densità all'interno dell'intervallo di densità utile per schermi di visualizzazione convenzionali di D<5.

Le varie tipologie di pellicola non sono identiche. Ciò diventa chiaro se si tracciano i valori del
gradiente Gd rispetto alla densità risultante nelle curve gradiente/densità, come mostrato nella
figura 5-7. Con una sensibilità della pellicola più elevata il gradiente è inferiore e, quindi, la curva
di densità è meno ripida.

Un gradiente più ripido significa un aumento della differenza di densità a parità di dose di radiazioni quindi
un maggiore contrasto, con conseguente migliore distinzione dei difetti. Per un contrasto elevato è necessario utilizzare la radiografia con la massima densità possibile, pur rimanendo all'interno
dell'intervallo di densità accettabile dello schermo di visualizzazione così da non ostacolare l'interpretazione della pellicola.

La maggior parte dei codici di buona pratica richiedono densità comprese tra 2,0 e 3,0 nell'area interessata
dall'immagine. La tabella 1-7 mostra la perdita di contrasto su una pellicola tipica man mano che i valori di densità ottenuti scendono
sotto 3,0.

Il campione in figura 6-7 contenente un piccolo gradino viene radiografato con un tempo
di esposizione risultante da una differenza di densità di 0,5 (B meno A). Utilizzando lo stesso tipo di
pellicola e la stessa tensione del tubo, con un tempo di esposizione più lungo, la differenza di densità
sarà 0,9 (D meno C). La seconda radiografia, quindi, mostra più contrasto.

Effetto delle condizioni di sviluppo sulla curva di densità: La curva caratteristica di una pellicola radiografica non è determinata solo dalle caratteristiche dell'emulsione ma anche dal modo in cui la pellicola è sviluppata. I parametri che possono influenzare la curva caratteristica sono: tempo di sviluppo e temperatura, concentrazione dello sviluppatore e scuotimento.

Ad esempio, l'effetto del tempo di sviluppo sulla velocità (fattore di esposizione relativo),
contrasto e nebbia, è visibile nella figura 7-7. Inizialmente fino a ca. 4 minuti,
velocità e contrasto sono bassi ma aumentano rapidamente con il tempo di sviluppo.

Da 8 minuti in poi un ulteriore aumento del tempo di sviluppo aumenta la nebbia di fondo,
e alla fine si verificherà una diminuzione del contrasto.

Sebbene sia possibile compensare, in una certa misura, piccole variazioni rispetto alla corretta esposizione alle radiazioni adattando il tempo di sviluppo, normalmente viene mantenuto un tempo fisso. Con lo sviluppo manuale il tempo standard è di 5 minuti. Tipo di sviluppatore, scuotimento della pellicola
nel serbatoio e temperatura influenzano anche la densità. Ecco perché l'intero processo di sviluppo dovrebbe preferibilmente essere standardizzato o automatizzato. Nella maggior parte dei casi, il deviare dalle
condizioni di sviluppo ottimali porta a una qualità dell'immagine ridotta.