Современная микрофокусная рентгенодиагностика, страница 7

Как известно [32, 33], в самом простом случае контраст изображения объекта на рентгеновском снимке может быть описан выражением

                                                     ,                                             (1.6)

где К – контраст теневого рентгеновского изображения, I₀ – уровень интенсивности излучения перед объектом, I₁ – за объектом. Соответственно, контраст детали объекта определяется нормированной интенсивностью излучения в точке расположения этой детали. Традиционное описание контраста изображения поясняет рисунок 1.8.

Рис. 1.8. К описанию возникновения контраста рентгеновского изображения.

Для подобного описания модель существенно упрощена – поток рентгеновского излучения считается параллельным и монохроматичным, выбран объект толщиной D с дефектом d и коэффициентами линейного ослабления m₁ и m₂ соответственно, причем d<D, а m₁¹m₂. В этом случае интенсивность излучения I₁, прошедшего через объект в том месте, где он однороден, может быть описана выражением

                                               ,                                       (1.7)

где I₀ – интенсивность  рентгеновского излучения на поверхности объекта, I₁ – интенсивность рентгеновского излучения за объектом, I_P1 – интенсивность рассеянного рентгеновского излучения или

                                                 ,                                          (1.8)

где c - фактор накопления, зависящий от геометрических условий и режимов съемки. Интенсивность излучения, прошедшего через дефектную часть образца описывается как

                                        ,                                (1.9)

где I_P2 – интенсивность рассеянного дефектом излучения. Тогда, введя  понятие относительного размера детали δ = d/D, контраст изображения дефекта с учетом (1.6 – 1.9) упрощенно описывается выражением

                                             ,                                    (1.10)

которое подтверждает известный факт, что контраст определяется в первую очередь относительными размерами дефекта и объекта и разницей в поглощающей способности материалов, из которых они состоят.

Все вышесказанное справедливо в полной мере для традиционной (контактной) рентгенографии, однако при исследовании объектов с мелкими деталями с помощью микрофокусных источников рентгеновского излучения на величину контраста оказывают влияние другие, не менее значимые факторы.  Для их объяснения используем тот факт, что любая малая деталь (дефект) просвечиваемого объекта, независимо от того, обладает она бòльшим или меньшим коэффициентом ослабления излучения, чем основной объект, формирует в потоке излучения изображение не самой себя, а источника излучения (фокусного пятна), что иллюстрируется рисунком 1.9.

Рис.1.9. Формирование изображения фокусного пятна дефектом малых размеров

1 - распределение интенсивности рентгеновского излучения в сечении фокусного пятна, 2 – дефект (отверстие), 3 –плоскость приемника изображения, 4 –распределение интенсивности рентгеновского излучения плоскости приемника.

Очевидно, что чем меньше диаметр отверстия, тем точнее передается распределение интенсивности излучения по площади фокусного пятна. Следовательно, правомерно утверждение, что теневое рентгеновское изображение объекта представляет собой совокупность отдельных изображений фокусного пятна рентгеновской трубки [34]. В процессе формирования изображения в плоскости приемника на форму и качество всего изображения значительное влияние оказывает соотношение расстояний между фокусным пятном, дефектом и плоскостью изображения. Наглядно зависимость контраста изображения от размеров фокусного пятна рентгеновской трубки поясняет рисунок 1.10.