רדיוגרפיה
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
רדיוגרפיה היא שיטת צילום באמצעות קרינה מייננת - קרני רנטגן או קרני גמא. זוהי אחת משיטות הבדיקה הלא הרסניות, והיא משמשת בתחומים רבים - החל מאיבחון שברים ברפואה, דרך איתור סדקים בתעשייה, ועד אימות מקוריות של יצירות אמנות.
תוכן עניינים |
[עריכה] עקרונות ודרך פעולה
על מנת לבצע צילום רדיוגרפי יש צורך במקור קרינה - שפופרת רנטגן (קרני X) או איזוטופ רדיואקטיבי הפולט קרינת גמא. הקרינה הנפלטת עוברת דרך האובייקט הבדיקה ומשקפת אותו על גבי סרט צילום ייעודי או נקלטת על ידי חיישנים המציגים את התמונה על צג.
חלק מהקרינה נבלע בזמן המעבר דרך האובייקט הנבדק, בתלות בצפיפות החומר ועוביו. הקרניים העוברות דרך החומר משחירות את גרעיני ברומיד הכסף שבסרט הצילום, כאשר צפיפות ההשחרה נמצאת ביחס הפוך לצפיפות החלק המצולם: ככל שהחלק צפוף יותר כך יושחרו פחות גרעינים, וסרט הצילום יציג דמות בהירה יותר, ואילו חלק בעל צפיפות נמוכה ייצור דמות כהה יותר.
לצורך קבלת הדמות על סרט הצילום יש להעביר אותו בתהליך פיתוח, שמקבע את מצב סרט הצילום לאחר החשיפה. השיקוף המתקבל בסוף התהליך נקרא רדיוגרמה. להבדיל מסרטי צילום שבהם משתמשים בצילום רגיל, הרדיוגרמות המתקבלות אינן מתקבלות כתשליל (נגטיב), אלא כפוזיטיב, ואין צורך להדפיסן לצורך קבלת תמונה "ישרה".
עם השנים חלו התפתחויות טכנולוגיות, וכיום קיימות בשוק מצלמות רנטגן וידאו זמן אמת, ולוחות צילום דיגיטליים מסוגים שונים המאפשרים צילום מהיר ללא תהליך פיתוח. אלה עדיין יקרים, ולא נותנים מענה מלא לכלל השימושים של צילומי הרנטגן (כך, לדוגמה, מרבית הלוחות הדיגיטליים הם חסרי גמישות, שהיא אחת מהדרישות הבסיסיות לצילום רנטגן תעשייתי). במקביל, משתמשים כיום באמצעי עיבוד תמונה ממוחשבים על מנת להגיע לנצילות מלאה של סרט הצילום.
[עריכה] בליעה ופיזור
בזמן המעבר של הקרינה דרך החומר, מתרחשות אינטראקציות שונות בין הקרינה לבין מרכיבי החומר, בתלות בצפיפות החומר ובעוצמת האנרגיה של הקרינה.
להלן האפקטים החזקים ביותר:
- בעוצמות שבין 10 ל-500 קילו אלקטרון וולט מתרחש האפקט הפוטואלקטרי, המתבטא בבליעת הקרינה בחומר ושחרור אלקטרונים.
- בעוצמות שבין 0.1 ל-0.3 מגה אלקטרון וולט מתרחש אפקט קומפטון, שהוא תופעה של פיזור קרינה.
- באנרגיות גבוהות ביותר - מעל 1.02 מגה אלקטרון וולט - מתרחש אפקט יצירת זוגות, שגורם לפיצול של חלקיקי הקרינה ולשינוי מסלולם.
בנוסף לאפקטים האלו, מתרחש גם אפקט המכונה "קרינת בלימה", שהוא למעשה הסטה של פוטון קרינה ממסלולו בזמן מעבר קרוב לגרעין האטום; ואינטראקציות נוספות נובעות מגאומטריית החלק.
ההשפעה של אינטראקציות אלו הן בליעת הקרינה (ומכאן עצם יצירת הדמות ברדיוגרמה) וטשטוש של הרדיוגרמה, מכיוון שכאשר פוטון מוסט ממסלולו הוא משחיר גרעין שלא במקום המדויק.
[עריכה] רגישות הצילום
רגישות הצילום היא למעשה יכולת ההפרדה שמתקבלת ברדיוגרמה הסופית. כלל אצבע אומר שיכולת ההפרדה ברדיוגרפיה עומדת על כ-2% מעובי החלק המצולם. כך למשל, בחלק שעוביו הוא 10 סנטימטר יתגלו - בעזרת חשיפה נאותה - סדקים שעוביים הוא מעל 2 מילימטר.
את מידת הרגישות ניתן למדוד בעזרת מדי טיב תמונה (פנטרמטרים) ייעודיים, הישימים בעיקר בצילום תעשייתי.
קרינת הגמא היא בעלת אורך גל קצר (מעשרה נאנומטר ומטה) ותדירות גבוהה יותר מקרינת רנטגן, ועקב כך היא חודרת עמוק יותר דרך מוצק, גז או נוזל. מכאן שניתן להגיע בעזרתה לתוצאות שבצילום רנטגן יהיה מן הנמנע להשיגן.
[עריכה] רדיוגרפיה ברפואה
ברפואה משתמשים בצילום רנטגן בעיקר לצורך איתור וזיהוי של שברים בעצמות, איתור גופים זרים בחללי הגוף (כגון כאלו שנשכחו במהלך טיפול פולשני), צילום בית החזה, ואיתור חורים בשיניים.
שימוש מתקדם יותר של צילום הרנטגן נעשה בשיטת הטומוגרפיה הממוחשבת (CT), המשתמשת בצילום רנטגן ממספר זויות ליצירת מבט תלת ממדי על האובייקט המצולם.
האנרגיה שבה משתמשים בצילום רפואי הינה נמוכה, על מנת להימנע מגרימת נזקי קרינה גבוהים לגוף האדם הרגיש.
התחום הרחב יותר של שימוש בקרינה מייננת לצרכי הדמיה רפואית נקרא רדיולוגיה.
[עריכה] רדיוגרפיה בתעשייה ובתעופה
עיקר השימוש בצילום בעזרת קרינת רדיואיזוטופ (גמא) הוא בתעשייה, וזאת בנוסף לשימוש בצילום רנטגן, הנפוץ בתעשייה כברפואה (גם ברפואה נעשה לעתים שימוש במצלמות גמא, אך לעתים נדירות בלבד).
השימוש העיקרי בתעשייה הוא איתור פגמים בחלקים. פגם או אי רציפות בחלקי מכונות, מטוסים, מכוניות, צינורות, מכלולים אלקטרוניים ועוד, עלולים לגרום לנזקים בעת השימוש, סיכון חיים והפסדים כספיים כבדים. בתעופה נפוץ גם שימוש לצורך איתור גופים זרים במכלולי המטוס השונים, ואיתור חדירת נוזלים לחומרים מרוכבים.
מבין כלל שיטות הבדיקות הלא הורסות, רדיוגרפיה היא כמעט היחידה המאפשרת בדיקה של מכלולים שלמים ללא פירוקם, דבר המקצר משמעותית את זמן ההשבתה (Down-Time) של מכונות, מטוסים וכדומה.
[עריכה] רדיוגרפיה באמנות
בעזרת צילום רדיוגרפי בעוצמות מסוימות, תוך שימוש בסרטי צילום רגישים במיוחד, ניתן לזהות הבדלים בין שכבות שונות בציור, וכך לגלות זיופים בציור או ציורים שכוסו עם השנים בציורים אחרים (דבר נפוץ בתקופת הרנסאנס היה שימוש חוזר בקנבס שכבר צוייר עליו בעבר).
[עריכה] אמצעי זהירות
הקרינה המשמשת בשיטות בדיקה רדיוגרפיות עלולה להיות מסוכנת למפעיל הציוד, לפיכך מפעילי הציוד נדרשים, פרט לנקיטת אמצעי זהירות מרביים, גם לשאת עליהם התקנים לבדיקת כמות הקרינה אותה הם סופגים במהלך עבודתם. מלבד כמות הקרינה בחשיפה חד פעמית, שבמנות גדולות עלולה לגרום למחלת קרינה, יש חשיבות גם לכמות הקרינה המצטברת - בהעלאת הסיכוי להתפתחות מחלת הסרטן ולנזקים גנטיים. בנוסף, לחלקים שונים בגוף האדם סף רגישות משתנה - האשכים, לדוגמה, רגישים לקרינה עשרות מונים מכף רגל.
במקרה שכמות הקרינה שספג המפעיל גבוהה מהתקן - עליו לפנות לטיפול מתאים, ועל פי רוב יושבת מהמשך עבודה ברדיוגרפיה לזמן מה.
על פי החוק הישראלי, עובדי קרינה זכאים לשבוע בשנה של חופשה בתשלום, על מנת להמעיט את חשיפתם לקרינה ככל הניתן.
[עריכה] ראו גם
| בדיקות לא הורסות בתעשייה |
|
בדיקות ויזואליות | רדיוגרפיה | אולטרסוניקה | בדיקת חלקיקים מגנטיים | בדיקה באמצעות זרמי ערבולת | שירוגרפיה | תרמוגרפיה | בדיקת נוזל חודר | בדיקת הקשה |
