사용 가능한 산업용 방사선 촬영 영상 구축 기법
산업용 방사선 촬영에서 방사선 사진을 생성하는 일반적인 절차는 검사 대상 물체의 한쪽에 투과(이온화) 방사선(X-선 또는 감마선) 소스를 두고 반대쪽에 방사선 검출기(필름)를 두는 것입니다(그림 1-1 참조). 방사선의 에너지 준위는 물체를 통해 검출기까지 충분한 방사선이 투과될 수 있도록 잘 선택해야 합니다.
검출기는 일반적으로 사진 필름지로, X-선이 쉽게 투과될 수 있도록 전면부가 아주 얇은 차광 엔벨로프 또는 카세트에 들어 있습니다. 필름 영상을 현상하려면 화학 물질이 필요하며 이러한 이유 때문에 이 프로세스를 클래식 또는 “습식” 프로세스라고 부릅니다.
오늘날 영상 생성을 위해 화학 물질을 사용하지 않아도 되는, 즉 "건식" 방식의 다양한 유형의 방사선 감광성 필름과 검출기 사용이 증가하고 있습니다. 이러한 기법은 컴퓨터를 사용하므로 디지털 또는 컴퓨터 보조 방사선 촬영(CR) 또는 직접 디지털 방사선 촬영(DR)이라는 표현을 사용합니다.
오랫 동안 사용해 온 DR 관련 기법은 방사선 검출기와(과거에는 컴퓨터를 사용하지 않음) 모니터 화면(영상 표시 장치, VDU)을 함께 사용하여 직접 영상이 형성됩니다. 이는 DR의 초기 버전에 해당합니다. 컴퓨터 기술의 점진적인 구현에 따라 이러한 투과 스캔 기법(형광 투시법), 영상 저장 및 영상 강화가 지속적으로 개선되었습니다. 오늘날 컴퓨터를 활용하는 기존 형광 투시법과 완전 컴퓨터 지원 DR은 더 이상 뚜렷한 차이가 없습니다. 이제 DR이 기존 형광 투시법을 어느 정도 대체할 것입니다.
요약하면, 구성 요소를 통해 전송되는 방사선 강도의 영상을 다음에 기록할 수 있습니다.
화학 현상이 나타나는 기존의 X-선 필름, “습식” 공정 또는 다음 "건식" 공정 중 하나.
- 메모리 인광체를 포함하는 필름과 디지털 방사선 촬영, 컴퓨터 보조 방사선 촬영(CR)용 워크스테이션.
- 평판 베드 검출기와 직접 방사선 촬영(DR)용 컴퓨터 워크스테이션.
- 직접 방사선 촬영의 초기 버전인 기존 형광 투시법의 경우와 같은 인광 또는 형광 화면(또는 유사한 방사선 민감성 물체)과 폐쇄 회로 TV(CCTV) 카메라
- 방사선 검출기 사용(예: 일련의 측정으로 움직이는 물체의 이미지가 구축되는 선형 배열의 결정체, 포토다이오드 또는 반도체). 이 방법은 공항 수하물 검사 시스템에서 활용됩니다.
방사선원은 물리적으로 크기가 작아야 하며(mm 수준 직경) X-선이 소스부터 견본을 통과하여 필름까지 직선으로 이동하면서 견본과 불연속면의 선명한 "이미지"가 형성됩니다. 이 기하학적 이미지 대형은 가시 광원을 갖는 섀도 이미지와 동일합니다. 이미지의 선명도는 마찬가지로 방사선원 직경과 이미지가 형성되는 표면으로부터의 거리에 따라 결정됩니다.
차광 카세트의 “클래식” 필름(플라스틱 또는 종이)은 일반적으로 견본 바로 뒤에 배치되며 적정 시간(노출 시간) 동안 X-선을 조사한 후 필름을 분리하여 사진처럼 처리(즉 현상, 고정, 세척 및 건조)합니다. 직접 방사선 촬영(DR)은 컴퓨터 방식 현상 스테이션을 사용하여 일관된 영상을 직접 형성하는 방식입니다. 두 방법 모두 잔상이 있습니다. 소재가 적어(저흡수) 더 많은 X-선이 필름이나 검출기로 전달될 수 있는 영역에서는 밀도가 증가합니다. 영상 구축 방식은 다르지만 영상 분석 방법은 동일합니다. 결과적으로 DR-기법은 쉽게 받아들일 수 있습니다.
“클래식” 필름은 광화학 처리(습식 공정) 후 필름 보기 화면에서 볼 수 있습니다. 개체 내 결함이나 불규칙성은 필름 밀도의 차이(밝기 또는 투명성)를 야기할 수 있습니다. 노출 과정에서 방사선을 더 많이 받은 필름 부분(예를 들어 구멍 아래 부분)은 더 어둡게 나타나며 이는 필름 밀도가 더 높음을 의미합니다. 디지털 방사선 촬영의 경우 흑백 영상의 음영은 같지만 보기와 분석이 컴퓨터 화면(VDU)에서 수행됩니다.
필름 이미지의 품질은 다음과 같은 세 가지 요인으로 평가할 수 있습니다.
- 대조
- 선명도
- 입자성
깊이가 다른 일련의 홈이 표면에 가공된 견본을 예로 들 수 있습니다. 여기서 홈의 이미지와 방사선 사진 배경 밀도의 차이를 이미지 대조라고 합니다. 홈을 구분하려면 일정 수준의 최소 이미지 대조가 필요합니다.
대조가 증가하는 경우:
a. 홈의 이미지가 더 잘 보입니다
b. 더 얕은 홈의 이미지 또한 점진적으로 구분할 수 있습니다
홈의 가장자리가 뚜렷하게 가공 처리되었다고 가정할 때, 홈 영상은 선명하거나 흐리게 나타날 수 있습니다. 이것이 바로 두 번째 요인인 영상 흐림 또는 영상 불선명도입니다.
영상 검출 한계에서는 대조와 불선명도가 상관 관계가 있으며 이 두 요인 모두 검출 가능성에 영향을 미치는 것을 알 수 있습니다.
사진 필름의 이미지는 은 입자로 구성되므로 거칠게 나타나며 은 입자의 크기와 분포에 따라 영향을 받습니다. 이처럼 영상이 거칠게 나타나는 것을 필름 입자성이라고 하며 이로 인해 영상의 미세한 부분이 나타나지 않을 수 있습니다.
마찬가지로, 다른 모든 영상 구축 시스템에서도 이 세 가지 요인이 기본적인 매개변수입니다. 디지털 방사선 촬영 또는 CCTV와 스크린을 갖춘 스캔 시스템과 같은 전자 영상 구축 분야에서는 대조, 선명도, 노이즈가 이미지 품질을 측정하는 지표이며, 픽셀 크기와 노이즈가 전자적 입자성(픽셀 크기)에 해당합니다.
세 가지 요인에 해당하는 대조, 선명도, 입자성 또는 노이즈는 방사선 투과 이미지의 품질을 결정하는 기본적인 매개변수입니다. 만족스러운 방사선 사진 촬영을 위한 많은 기술이 이들과 관련이 있으며 이러한 요인들은 견본 결함 검출능에 영향을 미칩니다.
영상을 세부적으로 나타내는 방사선 사진의 역량을 “방사선 투과 감도”라고 합니다. 아주 작은 결함까지 나타낼 수 있으면 방사선 투과 영상의 감도가 높은(우수한) 것입니다. 일반적으로 이 감도는 와이어 또는 드릴 구멍과 같은 인공적인 "결함"을 통해 측정합니다.