컴퓨터 방사선 촬영(CR)이란 무엇인가요?

저장 인광판을 사용한 디지털 방사선 촬영은 '컴퓨터 방사선 촬영'
또는 약어로 CR이라고 합니다. 이 '무필름' 기술은 중간 입자부터 거친 입자 X-선 필름을 사용하기 위한 대안입니다. CR 기술은 기존 필름에 비해 다이내믹 레인지가 매우 넓고 방사선에 훨씬 더 민감하여 선량이 더 적게 필요합니다(그림 6-16 및 13-16 참조). 따라서 노출 시간이 단축되고 안전 영역이 줄어듭니다.
CR은 2단계 프로세스입니다. 영상이 직접적으로 형성되는 것이 아니라 중간
단계를 거치기 때문에 기존 X-선 필름의 경우와 동일합니다. 잠상을 할로겐화은 결정에
저장하고, CR을 사용한 잠상은 이를 화학적으로 현상하는 대신 방사선에 민감한 인광층에 저장됩니다(
중간 단계).
영상 정보는 레이저 자극을 통해 CR 스캐너에서 먼저 빛으로 변환된 후
디지털 이미지로 변환됩니다.
미세 입자로 구성된 인광층이 유연하고 투명한 캐리어에 적용되고,
보호 코팅이 제공됩니다.
추가 라미네이트층은 일반적으로 유연성과 같은 기계적 특성을 결정하지만, X-선 필름만큼 유연하지는 않습니다.
그림 2-16에서 보이는 이러한 판의 계층 구조 유형은 일반적으로 영상판이라고 하며,
가끔 영상 스크린이라고 잘못 부르기도 합니다.
참고: 납이나 다른 금속으로 만들어진 NDT의 스크린은
입사 방사선의 효과를 강화하거나 방사선의 (산란) 효과를 줄이는 데 사용됩니다.

저장 인광에 X-선이나 감마선 방사선이 입사하면,
전자의 일부가 여기되어 반안정적인 고에너지 상태로 남게 됩니다. 이에 따라
잠상이 만들어집니다. 이 상태의 전자는 레이저 빔 에너지에 의해 다시 방출되어,
가시광선을 방출하여 PMT(광전자 증배 튜브)에 의해 포착될 수 있습니다.
레이저 빔의 파장과 생성된 가시광선의 파장은
다르기 때문에 둘은 분리됩니다.

잠상의 스캔(현상)은 생성된 아날로그 광 신호를 디지털화하는 PMT 및 해당 전자 장치가 포함된 레이저 스캔 장치를 통해 수행합니다. 이 프로세스는 인광 스캐너 또는 'CR 스캐너'에서 수행됩니다. 스캐너의 유형은 다양합니다. 가장 전문적인 스캐너의 경우, 입력 트레이에 카세트를 삽입하기만 하면 기계가 자동으로 처리 과정을 완료합니다. 이 프로세스가 잠상 제거를 포함한 과정을 완료하면, 카세트가 CR 스캐너에서 나와 재사용할 수 있는 상태가 됩니다. 그림 3-16은 일반적인 큰 타워 유형 자동 스캐너를 보여줍니다.

해상 플랫폼과 같은 원격 위치에서 사용하도록 제작된
소형 휴대용 데스크톱 스캐너 모델은, CR 영상판을 카세트에서 수동으로 제거하고 스캐너에 삽입하여
판이 손상될 위험이
약간 더 높습니다.
따라서 그림 4-16과 같이 카세트를
열 수 있습니다.

CR 판은 몇 분 동안 약한 빛에 노출되더라도
영상 품질에 영향을 미치지
않습니다. 스캔한 이미지는 마지막에
워크스테이션의
고해상도 모니터(컴퓨터 화면)에 표시됩니다(그림 18-16 참조).

판은 TV 영상의 형성과 동일한 선형 패턴으로 스캔됩니다.
스캔 속도는 선택한 라인 거리(일반적으로 50 또는 100미크론)에 따라
초당 5~10mm입니다. 방사선 촬영의 디지털화 속도와 비슷합니다.
스캐너에서는 잠상이 판독되고 이후에 삭제(재설정)되므로
CR 영상판을 즉시 다음 노출에 사용할 수 있습니다.

CR 카세트는 다소 유연하기 때문에 주의해서 다루면
여러 번(> 1000회) 재사용할 수 있습니다. 카세트는 납 스크린을 포함하거나 제외할 수 있습니다.

NDT 시장을 위해 특별히 개발된 제품은
광원 측에 강화 납 스크린이 내장되어 있고, 뒷면에 후방 산란으로 인한 방사선을 흡수하는 두 번째 납 스크린이
있습니다. 이 다층 카세트는 유연하지는 않지만
유연한 카세트보다 더 많이(몇 천 회) 재사용할 수 있습니다.

그림 5-16은 카세트의 CR 영상판의 단면을 보여줍니다. 강철판과 자석판을 사용하면
다양한 층이 균일하고 밀접하게 압착됩니다.

CR 판의 인광체 결정은 대부분 입사 방사선에 거의 선형적으로 반응하지만,
기존 필름의 할로겐화은 결정은 기하급수적으로 반응합니다(그림 6-16 참조). 결과적으로
CR 판의 다이내믹 레인지는 기존 필름보다 훨씬 크기 때문에 노출 시간의 중요성이 줄어들고,
재촬영이 감소하여 다양한 물질 두께를 동시에 검사할 수 있습니다. 또한, 선량 감도(속도)
도 밀도 2에서 A와 B 지점을 비교할 경우 5~10배 더 높기 때문에(그림 13~16
참조), 노출 시간을 단축하거나 더 약한 소스를 사용하여 제어 영역을 줄이거나
일부 얇은 벽 노출의 경우 코발트60 대신 이리듐192 등의
다른 소스를 적용하여 방사선 안전의 측면에서 유용할 수 있습니다.
하지만 영상 품질이 저하됩니다. 이리듐 192는
코발트 60에 비해 에너지가 낮아 더 긴 노출 시간이 필요하고 산란 선량이 많아
영상 품질이 저하됩니다.

참고: CR 판은 기존 필름보다 산란(더 많은 노이즈)에 더 민감합니다.

온스트림 애플리케이션의 경우,
이리듐으로 직경이 최대 6인치(150mm)인 파이프의 코발트를
대체하더라도 허용 가능한 영상 품질을 제공하고,
얇은 벽면 파이프의 경우
8인치(200mm)도 사용할 수 있습니다.
일반적으로는 노출 시간이 짧을수록
산란이 적어
영상 품질이 좋아집니다.

지속적인 개선을 위해 노력하여,
인광판의 상대적인
영상 품질은 현재
중간 입자의 기존 X-선 필름을 사용하여 얻는 영상 품질과 동일합니다(그림 13-16 참조).
미세 입자 필름의 입자성은
단지 몇 미크론에 불과하지만, 현재(2006년) 인광판의 입자성은 훨씬 더 높습니다(25미크론).

노출 후 반안정 인광층에
저장된 정보의 강도는
시간이 지나면서
감소합니다. 노출 후 1시간 이내에 스캔하면
최상의 결과를 얻을 수 있으며, 일반적으로 24시간이
지나면 정보의 절반이 손실됩니다. 따라서 페이딩을 방지하려면
CR 판 스캔이
필요 이상으로 지연되지 않아야 합니다.

CR 영상판의 사용을 최적화하기 위해
그림 7-16과 같은 소형 핸드헬드 단말기가
특정 프로젝트 및 노출 정보를 영상에 중첩하기 위해 개발되었습니다. 이를 위해
카세트에 단말기로부터 정보를 무선으로 수신할 수 있는 마이크로칩이 포함되어 있습니다.
현장에서 노출 전에, 관련 정보가 이 터미널에서 카세트의 마이크로칩으로
전송됩니다. 특정 데이터가 CR 스캐너의 영상에 추가됩니다.
마이크로칩에서 데이터가 삭제되면 카세트를 재사용할 수 있습니다.