Quais tipos de material são usados em telas intensificadoras radiográficas?
Quais tipos de material são usados em telas intensificadoras radiográficas?
A imagem radiográfica é formada por apenas 1%, aproximadamente, da energia de radiação exposta no filme. O restante passa pelo filme e, consequentemente, não é usado. Para aproveitar melhor a energia de radiação disponível, o filme é colocado entre duas telas intensificadoras. Diversos tipos de material são usados com esse objetivo.
Sob o impacto dos raios X ou gama, as telas de chumbo emitem elétrons aos quais o filme é sensível. A radiografia industrial tira proveito desse efeito: o filme é colocado entre duas camadas de chumbo para obter o efeito intensificador. Pode-se melhorar a intensidade 4 vezes mais, aproximadamente. Esse método de intensificação é usado dentro da faixa de energia de 80 keV a 420 keV e se aplica tanto à radiação X quanto à radiação gama, como a produzida pelo irídio-192.
As telas intensificadoras são constituídas por duas folhas de chumbo homogêneas (sobre uma base fina, como uma folha de papel ou papelão) entre as quais o filme é colocado. São conhecidas como tela frontal e tela traseira.
A espessura da tela frontal (lado da fonte) deve corresponder à dureza da radiação utilizada, de forma a deixar passar a radiação primária, mas interceptar a maior parte possível da secundária (que tem comprimento de onda mais longo e, portanto, é menos penetrante).
Em geral, a folha de chumbo da tela frontal tem 0,02 a 0,15 mm de espessura. A tela frontal atua não só como intensificadora da radiação primária, mas também como um filtro de absorção da dispersão mais suave, que entra parcialmente em um ângulo oblíquo, como mostra a figura 2-6. A espessura da tela traseira não é crítica. Em geral, é de 0,25 mm aproximadamente.
A superfície das telas de chumbo é polida para permitir o contato mais próximo possível com a superfície do filme. Falhas, como arranhões ou rachaduras na superfície do metal, serão visíveis na radiografia e, portanto, devem ser evitadas. No mercado também há cassetes de filmes radiográficos com telas de chumbo integradas e vácuo, para garantir um contato perfeito entre a emulsão e a superfície da folha de chumbo.
A figura 4a-6 e a figura 4b-6 mostram claramente o efeito positivo do uso de telas de chumbo.
Em resumo, os efeitos do uso de telas de chumbo são:
- melhoria do contraste e do detalhamento da imagem devido à redução da dispersão
- diminuição do tempo de exposição
Um ciclo de processamento total de alguns minutos é possível com o uso de um processador de filme automático[1], algo muito interessante para implantações no mar (em navios de lançamento de linhas), onde é preciso analisar as soldas muito rapidamente e algumas concessões são feitas em relação à qualidade da imagem. A fig. 5-6 mostra que uma economia de tempo a 10 (3,7-2,8) ou 100,9 proporciona aproximadamente[1] um fator 8. Frequentemente, a economia de tempo real é mais próxima do fator 10.
Essas telas RCF também são usadas para a análise “no fluxo”. Portanto, tempos de exposição longos e, em grande parte, radiação dura (gama) são aplicados por causa do poder de penetração[1] necessário. Entretanto, o tempo de exposição relativamente longo (que causa reciprocidade) e a radiação dura (cobalto-60) reduzem consideravelmente o efeito de emissão de luz, como mostram as tabelas 1-6 e 2-6.
Em equilíbrio, a economia de tempo relativa é muito menor. Em geral, não mais do que um fator 2 no caso de um filme F6 (com Ir-192 e Co-60) em vez de 10 na técnica da tela de chumbo D7. Consulte as figuras em negrito (2.5 e 1.7) na tabela 2-6.
A figura 6-6 apresenta uma visão geral dos gráficos a partir dos quais se pode deduzir os tempos de exposição[1] ao usar diversos filmes e telas a 200 kV, (para a densidade de filme 2). O gráfico mostra que um filme F8 com tela RCF (ponto C) é aproximadamente 8 vezes mais rápido que um filme D8 com chumbo (ponto B) e aproximadamente 15 vezes mais rápido que um filme D7 com chumbo (ponto A). Já que a análise no fluxo, a análise de concreto e também a radiografia instantânea[1] permitem concessões quanto à qualidade da imagem, foi desenvolvida uma tela fluorometálica especial (NDT 1200) com emissão de luz extremamente alta. Em conjunto com um filme F8, pode proporcionar uma redução no tempo de exposição com fator 100 a 200 kV, em comparação com um filme D7 com chumbo (ponto D, em comparação com o ponto A na figura 6-6), ou até mesmo com um fator de 140 a 165, dependendo da seleção da fonte. Consulte a tabela 2-6. O fator de intensificação das telas NDT 1200 aumenta significativamente em baixas temperaturas.
A tabela 2-6 mostra o efeito da dureza da radiação sobre os tempos de exposição relativa referentes às várias combinações de filmes e telas em comparação com o filme D7 com tela de chumbo. Fica evidente que, no caso da tela NDT 1200 com filme F-8, o fator aumenta com o aumento da energia, mas, com o filme F6, o fator diminui com níveis de energia acima de 300 keV.
Observando as telas e gráficos acima, fica claro que há muitas formas de reduzir o tempo de exposição[1] ou a dose de radiação necessária. A qualidade de imagem necessária é decisiva (uma taxa de exposição[1]mais alta provoca automaticamente uma redução na qualidade da imagem). Isso deve ser levado em conta juntamente com os fatores econômicos, como o custo das telas em relação à economia de tempo.
No caso da radiação de alta energia, o chumbo não é o melhor material para telas intensificadoras. No caso da radiação gama do cobalto-60, foi provado que as telas cobre ou aço produzem imagens de melhor qualidade que as imagens das telas de chumbo. No caso dos raios X com milhões de volts, na faixa de energia de 5-8 MeV (LINAC), telas espessas de cobre produzem radiografias melhores que as de telas de chumbo de qualquer espessura.
Usa-se o termo fluorescência (frequentemente confundido com fosforescência) para designar a característica de uma substância que emite luz instantaneamente sob a influência da radiação eletromagnética. No momento em que a radiação para, o efeito de luz para também. Esse fenômeno é bem aproveitado na radiografia baseada em filme. Certas substâncias emitem tanta luz quando submetidas à radiação ionizante que têm um efeito muito mais forte sobre o filme fotossensível do que a própria radiação ionizante direta em si.
- Utiliza-se o termo "fosforescência" para designar o mesmo fenômeno luminescente, mas, assim que a radiação eletromagnética cessa, a luz desvanece lentamente (algo conhecido como pós-brilho).
- O NDT também usa o "efeito memória" de alguns compostos fosforosos para armazenar uma imagem radiográfica latente para revelá-la posteriormente, transformando-a em uma imagem visível com a ajuda da estimulação a laser. A qualidade da imagem é mediana, pois cristais fosforosos relativamente brutos são usados. A possibilidade de produzir fósforos de memória com cristais menores está sendo estudada.
As telas fluorescentes são constituídas por uma base fina e flexível, revestida por uma camada fluorescente feita de microcristais de um sal metálico adequado (terra-rara, geralmente tungstato de cálcio) que emite fluorescência quando submetido à radiação. A radiação faz a tela se acender. A intensidade da luz é diretamente proporcional à intensidade da radiação. Com essas telas, pode-se obter um fator de intensificação 50, que é muito alto e proporciona uma redução significativa do tempo de exposição. Entretanto, a qualidade da imagem é baixa, por causa da maior falta de nitidez. As telas fluorescentes só são usadas na radiografia industrial quando há necessidade de uma redução drástica no tempo de exposição, em combinação com a detecção de defeitos grandes.
Além das telas fluorescentes e telas intensificadoras de chumbo, existem as telas fluorometálicas, que, em certa medida, combinam as vantagens de ambas. Essas telas contam com uma folha de chumbo entre a base de filme e a camada fluorescente. Esse tipo de tela destina-se a ser usada em conjunto com o filme RCF (filme de ciclo rápido) do tipo Structurix F6 ou F8.
O grau de intensificação obtido depende, em grande parte, da sensibilidade espectral do filme radiográfico à luz emitida pelas telas.
Para obter radiografias satisfatórias com telas fluorometálicas, é necessário usá-las com o filme tipo F adequado.
Quando são usadas corretamente e em condições favoráveis, pode-se reduzir o tempo de exposição em 5 a 10 vezes, em comparação com o filme D7 combinado com telas de chumbo. O fator não é constante pois o nível de energia aplicado (dureza da radiação) e a temperatura ambiente também afetam o nível de fluorescência. Por exemplo: a 200 kV, pode-se obter um fator 10, mas, com o irídio-192 (valor nominal de 450 kV), o fator será apenas 5, em comparação com um filme D7. A tabela 1-6 mostra os fatores de exposição relativa referentes à técnica de RCF.
