CS251274B1

CS251274B1 - Electroradiographic material

Info

Publication number: CS251274B1
Application number: CS845027A
Authority: CS
Inventors: Oldrich Gorgon; Jan Formanek; Marie Dolezalova
Original assignee: Oldrich Gorgon; Jan Formanek; Marie Dolezalova
Priority date: 1984-06-28
Filing date: 1984-06-28
Publication date: 1987-06-11
Also published as: CS502784A1

Abstract

Řešení se týká elektroradiografického materiálu s možností využití k diagnostickým účelům v lékařské praxi a dále pak v oblasti defektoskopie. Materiál citlivý k rentgenovému záření je vyznačený tím, že vlastní fotocitlivá vrstva obsahuje samotný kysličník boritý, nebo kysličník boritý vhodně dopovaný a aktivovaný kysličníky kovů nebo amfoterních prvků, vodní parou, kyselinami odvozenými od halogenů'nebo parami jodu. Využívají se termické způsoby přípravy vrstev, případně lepení vrstev připravených tažením.The solution concerns an electroradiographic material with the possibility of use for diagnostic purposes in medical practice and further in the field of defectoscopy. The material sensitive to X-ray radiation is characterized in that the photosensitive layer itself contains boron trioxide itself, or boron trioxide suitably doped and activated by oxides of metals or amphoteric elements, water vapor, acids derived from halogens or iodine vapor. Thermal methods of preparing layers, or possibly bonding layers prepared by drawing, are used.

Description

Vynález se týká elektroradiografického materiálu s možností využití k diagnostickým účelům v lékařské praxi a dále pak v oblasti defektoskopie.The invention relates to electroradiographic material with the possibility of use for diagnostic purposes in medical practice and further in the field of defectoscopy.

V současné době jsou používány dva hlavní elektroradiografické systémy pro záznam a registraci rentgenového záření. Prvním systémem je elektrografická deska tvořená obvykle fotocitlivou vrstvou na bázi selenu, nebo všeobecně ohalkogenidů o síle 50-250 mikrometrů, která je vakuově napařena hliníkové podložce různé tlouštky.Currently, two main electroradiographic systems are used for recording and registering X-rays. The first system is an electrographic plate consisting of a photosensitive layer usually based on selenium, or generally chalcogenides, 50-250 micrometers thick, which is vacuum-evaporated onto an aluminum substrate of varying thickness.

Jelikož samotný selen je málo stabilní z hlediska rekrystalizaoe vždy bývá použito jeho slitin s asi 0,1-10 % arsenu, teluru, antimonu a podobně. Ve srovnání s běžnnými elektrografickými vrstvami na bázi selenu pro záznam viditelného záření o síle do 30 mikrometrů využívají elektroradiografické vrstvy možnost záchytu kvant RTG záření v celé síle vrstvy.Since selenium itself is not very stable in terms of recrystallization, its alloys with about 0.1-10% arsenic, tellurium, antimony, etc. are always used. In comparison with conventional selenium-based electrographic layers for recording visible radiation with a thickness of up to 30 micrometers, electroradiographic layers use the possibility of capturing X-ray quanta throughout the entire layer thickness.

Citlivost se pak zvyšuje v podstatě úměrně sile vrstvy selenu, takže při síle 200-250 mikrometrů se citlivost blíží asi 30-50% citlivosti filmů AgX s klasickou zesilovací fólií. Způsob zhotovení obrazu na elektroradiografické selenové desce spočívá obvykle v regeneraci desky teplem, dále je povrch selenu opatřen kladným nábojem pomoci koronového výboje.The sensitivity then increases substantially proportionally to the thickness of the selenium layer, so that at a thickness of 200-250 micrometers the sensitivity approaches about 30-50% of the sensitivity of AgX films with a classic intensifying foil. The method of making an image on an electroradiographic selenium plate usually consists of regenerating the plate with heat, and then the selenium surface is provided with a positive charge using a corona discharge.

Po této operaci je deska vložena do kovové kazety, která zabraňuje předsvětleni materiálu a chrání povrch selenu při expozici RTG zářením před vlivem rozptýlených iontů, které způsobují podleptání obrazu.After this operation, the plate is inserted into a metal cassette, which prevents pre-exposure of the material and protects the selenium surface from the influence of scattered ions, which cause image etching, when exposed to X-rays.

Následuje elektroforetické vyvolání obrazu práškovou vývojkou nebo aerosolovým oblakem a přenos obrazu pomocí korony ze selenu na vhodný papír. Další využívaným systémem je ionografie. Zde se využívá zvýšená absorpce kvant RTG záření v atomech neonu, xenonu a podobně a následným efektem ionisace atomu.This is followed by electrophoretic development of the image by a powder developer or aerosol cloud and transfer of the image using a corona from selenium to suitable paper. Another system used is ionography. Here, the increased absorption of X-ray quanta in atoms of neon, xenon, etc. and the subsequent ionization effect of the atom are used.

Principem zařízení je štěrbina 0,5-1 mm, ve které je pod vysokým tlakem např. xenon, který se po expozici odčerpává do zásobníku. Obraz je možno získat například neutralizací náboje, který byl předem vložen na jednu desku tvořící štěrbinu.The principle of the device is a 0.5-1 mm slit, in which xenon, for example, is under high pressure, which is pumped into a reservoir after exposure. The image can be obtained, for example, by neutralizing the charge that was previously placed on one of the plates forming the slit.

V oblasti rentgenového záření jsou citlivé i nětkeré další polovodiče, jejichž praktický význam je však prozatím malý. Jedná se například o kysličník zinečnatý, sirník kademnatý, kysličníky olova a podobně.Some other semiconductors are also sensitive to X-rays, but their practical significance is currently small. These include zinc oxide, cadmium sulfide, lead oxides, and the like.

Pro dosažení pouze omezených fotocitlivostí je nutno extrémně zvětšovat' velikost mikrokrystalů a sílu používaných vrstev. Výhodou materiálů využívajících práškové fotopolovodiče je ve srovnání se selenem jejich ohebnost, nebot většinou pro pojení těchto prášků je použito organické pojivo.To achieve only limited photosensitivity, it is necessary to extremely increase the size of the microcrystals and the thickness of the layers used. The advantage of materials using powdered photosemiconductors is their flexibility compared to selenium, since an organic binder is usually used to connect these powders.

Popsané systémy vykazují některé nevýhody, předně při použiti selenu jako fotovodivé vrstvy je nebezpečí poškození fotocitlivé vrstvy, selen, zvláště ve sloučeninách je jedovatý. Ionografie vyžaduje značně náročná zařízení. Vrstvy na bázi kysličníků olova, zinku kadmia a podobně jsou relativně málo citlivé.The described systems have some disadvantages, first of all when using selenium as a photoconductive layer there is a risk of damage to the photosensitive layer, selenium, especially in compounds, is poisonous. Ionography requires very sophisticated equipment. Layers based on oxides of lead, zinc cadmium and the like are relatively insensitive.

.Byl nyní nalezen a je předmětem vynálezu elektroradiografický materiál vyznačený tím, že vlastní fotocitlivá vrstva obsahuje kysličník boritý samotný, nebo kysličník boritý vhodně dopovaný a aktivovaný. Vhodným dopováním se rozumí příměs kovových nebo amfoterních kysličníků..It has now been found and is the subject of the invention an electroradiographic material characterized in that the photosensitive layer itself contains boron trioxide alone, or boron trioxide suitably doped and activated. Suitable doping is understood to mean an admixture of metal or amphoteric oxides.

Aktivací se pak rozumí příměs vody, halogen kyselin nebo jodu. Jako výchozí materiál pro přípravu fotocitlivých vrstev se použije například kyselina boritá, kyselina metaboritá nebo přímo kysličník boritý.Activation then means the addition of water, halogen acids or iodine. The starting material for the preparation of photosensitive layers is, for example, boric acid, metaboric acid or directly boric oxide.

Při přípravě z kyseliny borité nebo metaborité se na vhodnou podložku nanese některá z výše uvedených základních surovin ve formě vrstvy prášku. Při ohřevu na 500-800 °C dojde k dehydrataci a vzniká sklovitá vrstva B2^O3’When prepared from boric or metaboric acid, one of the above basic raw materials is applied to a suitable substrate in the form of a layer of powder. When heated to 500-800 °C, dehydration occurs and a glassy layer of B2 ^O 3' is formed.

Optimální citlivost lze dosáhnout při cca 600 °C. Citlivost se dále zvyšuje po adsorpci vodních par. Rovněž tak lze vrstvy pro elektroradiografii podle vynálezu připravovat tak, že výchozí surovinou je přímo kysličník boritý, který se například ve formě prášku nanáší na podložku a slinuje při teplotách 500-900 °C.Optimal sensitivity can be achieved at approximately 600 °C. Sensitivity is further increased after adsorption of water vapor. It is also possible to prepare layers for electroradiography according to the invention in such a way that the starting material is directly boron trioxide, which is applied, for example, in powder form, to a substrate and sintered at temperatures of 500-900 °C.

Rovněž tak je možno technikou tažení zhotovit z roztaveného kysličníku boritého průhledné čiré desky o vhodné tlouštce, které se po nařezání lepí, nebo vodivým termoplastickým lepidlem připevňují na kovovou podložku. Méně vhodná je příprava vrstev například odpařením roztoku B₂Oj z ethanolu.It is also possible to make transparent clear plates of suitable thickness from molten boron trioxide by drawing technique, which are glued or attached to a metal substrate with conductive thermoplastic adhesive after cutting. Less suitable is the preparation of layers, for example by evaporating a B ₂ Oj solution from ethanol.

Vhodná podložka při termické přípravě vrstev je nerezový plech povrchově upravený leptáním. Vhodná síla vrstev se pohybuje od 250 do cca 900 mikrometrů. Vzhledem k podobnosti se sklovinou vyžaduji termické způsoby přípravy téměř vždy pomalý režim ochlazování.A suitable substrate for thermal preparation of layers is a stainless steel sheet with an etched surface. The suitable layer thickness ranges from 250 to approximately 900 microns. Due to the similarity to enamel, thermal preparation methods almost always require a slow cooling regime.

Dopování kovovými i nekovovými kysličníky lze provést smísením práškového kysličníku určeného pro dopování s vhodnou výchozí surovinou například kyselinou metaboritou nebo s kysličníkem boritým. Termické zpracování se provádí při teplotách 400-1 100 °C. Dopováni obvykle zlepšuje mechanické vlastnosti vrstvy, nezvyšuje však obvykle citlivost.Doping with metallic and non-metallic oxides can be done by mixing the powdered oxide intended for doping with a suitable starting material, for example metaboric acid or boric oxide. Thermal treatment is performed at temperatures of 400-1,100 °C. Doping usually improves the mechanical properties of the layer, but does not usually increase sensitivity.

Aktivace zvyšuje citlivost o cca 50-100 % a lze ji provést především vodní parou, parami jodu a podobně.Activation increases sensitivity by approximately 50-100% and can be performed primarily with water vapor, iodine vapor, and the like.

V souladu s vynálezem je použití zesilujících vrstev pracujících na principu sekundárního rentgenového zářeni.In accordance with the invention, the use of amplifying layers operating on the principle of secondary X-ray radiation is contemplated.

Rovněž tak je v souladu s vynálezem použití ochranných vrstev na bázi organických pryskyřic, které se nanáší na fotočítlivou vrstvu v síle 0,1-2 mikrometry.It is also in accordance with the invention to use protective layers based on organic resins, which are applied to the photoreadable layer in a thickness of 0.1-2 micrometers.

V souladu s předmětem vynálezu je rovněž nanášení vrstev na bázi B₂C>₃ za použití plazmového hořáku.The application of layers based on B ₂ C> ₃ using a plasma torch is also in accordance with the subject matter of the invention.

Výhody navrhovaného řešeni spočívají v použití fotocitlivé vrstvy, která je ve srovnání se selenem podstatně odolnější proti vlivu mechanického poškození. Rovněž tak ve srovnání se selenem jsou tyto vrstvy zdravotně z hlediska přípravy i použití nezávadné. Vzhledem k tomu, že citlivost vrstev B₂O₃ na viditelné záření činí cca 10 jejich citlivosti na RTG záření je možná manipulace na světle i po nabiti.The advantages of the proposed solution lie in the use of a photosensitive layer, which is significantly more resistant to mechanical damage compared to selenium. Also, compared to selenium, these layers are harmless to health in terms of preparation and use. Since the sensitivity of B ₂ O ₃ layers to visible radiation is approximately 10 times their sensitivity to X-ray radiation, manipulation in light is possible even after charging.

Příklad 1Example 1

Nerezový plech síly 1 mm se odmastí benzinem a leptá se povrchově ve zředěné kyselině sol né. Po opláchnutí se plech usuší. Jemně práškovaná kyselina metaboritá se nanese ve vrstvě asi 2 mm a to za sucha, nebo v suspenzi v benzinu. Po odpaření rozpouštědla se zahřívá v peci a to tak, aby za 30 minut byla dosažena teplota 650 °C. Ochlazováni na pokojovou teplotu trvá min. 8 hodin.A 1 mm thick stainless steel sheet is degreased with petrol and the surface is etched in diluted hydrochloric acid. After rinsing, the sheet is dried. Finely powdered metaboric acid is applied in a layer of about 2 mm, dry or in suspension in petrol. After the solvent has evaporated, it is heated in a furnace so that a temperature of 650 °C is reached in 30 minutes. Cooling to room temperature takes at least 8 hours.

Příklad 2Example 2

Stejným způsobem připravený vzorek podle příkladu 1 se po vyjmutí z pece klimatizuje za normálních podmínek (20 °C, 40-45 % R.V.) po dobu 7 dní.The sample prepared in the same way according to Example 1 is, after being removed from the oven, conditioned under normal conditions (20 °C, 40-45% R.H.) for 7 days.

Příklad 3Example 3

Vzorek připravený podle příkladu 1 a 2 se vystaví působení par jodu po dobu 72 hodin.The sample prepared according to Examples 1 and 2 is exposed to iodine vapor for 72 hours.

Příklad 4Example 4

Nerezový plech síly 1 mm se odmastí a připraví podle přikladu 1, na něj se nanese prášková směs kyseliny metaborlté s 10*% kysličníku chromitého ve vrstvě cca 1,8 mm. V peci se vyhřeje na teplotu 700 °C za 35 minut a po dosažení této teploty se ochladí na pokojovou teplotu během 8 hodin.A 1 mm thick stainless steel sheet is degreased and prepared according to Example 1, a powder mixture of metaboric acid with 10% chromium oxide is applied to it in a layer of approximately 1.8 mm. It is heated in a furnace to a temperature of 700 °C in 35 minutes and after reaching this temperature it is cooled to room temperature within 8 hours.

Příklad 5Example 5

Z roztavené hmoty kysličníku boritého při teplotě 800 °C se tažením vytvoří fólie o síle 800 mikrometrů, která se nařeže na potřebné formáty a ty se pomocí termoplastického 2 -1 lepidla s obsahem 3 % sazí (700-900 m ) g - spec. povrch (přilepí na kovovou nebo jinou vhodnou podložku při teplotě tavení lepidla) 100-140 °C. Nakonec se provede klimatizace vzorku za normálních podmínek 72 hodin.From the molten mass of boron oxide at a temperature of 800 °C, a foil with a thickness of 800 microns is drawn, which is cut into the necessary formats and these are glued using a thermoplastic 2-1 adhesive with a content of 3% carbon black (700-900 m ) g - spec. surface (glued to a metal or other suitable substrate at the melting temperature of the adhesive) 100-140 °C. Finally, the sample is conditioned under normal conditions for 72 hours.

Vzorky testované pomocí elektrostatického analyzátoru Dyntest 901 vykazují následující hodnoty, které jsou srovnány se selenovou deskou systému xerox 125 USA . Nabití kladným potenciálem. Zdroj RTG záření Minident 55 Z/X; (55 k V)Samples tested using the Dyntest 901 electrostatic analyzer show the following values, which are compared with the selenium plate of the Xerox 125 USA system. Charged with a positive potential. X-ray source Minident 55 Z/X; (55 k V)

vzorek podle příkladu č. sample according to example no. síla ýam) strength (am) maximální potenciál (V) maximum potential (V) temnostní spád po 15 s (V) darkness gradient after 15 s (V) citlivost (V/R) sensitivity (V/R) 1 1 850 850 1 360 1,360 40 40 1 186 1,186 2 2 850 850 2 020 2,020 20 20 1 302 1,302 3 3 850 850 1 980 1,980 20 20 1 512 1,512 4 4 600 600 1 600 1,600 400 400 1 800 1,800 5 5 800 800 1 550 1,550 100 100 1 400 1,400 xerox 125 xerox 125 selen selenium 150 150 2 020 2,020 20-40 20-40 3 700 3,700

Expozice 1 s;, dávka záření 0,54 R; citlivost vyjádřena jako pokles potenciálu ve Voltech na 1 R.Exposure 1 s;, radiation dose 0.54 R; sensitivity expressed as potential drop in Volts per 1 R.

Claims

An electroradiographic material characterized in that the photosensitive layer itself comprises boron oxide optionally doped and activated.

2. The electroradiography material of claim 1, wherein the photosensitive layer comprises boron oxide, optionally doped with metal oxides or amphoteric elements.

3. The electroradiographic material according to claim 1 or 2, characterized in that the photosensitive layer comprises boric oxide, optionally activated by water vapor, halo-genic acids or iodine vapor.