Chapter 5: Highway Cost Allocation Studies
5.2 Quantifying Infrastructure Costs
5.2.2 Bridge Consumption
un proceso de dos etapas. La primera es la exposición de la película a la luz y es donde se forma la imagen latente. La segunda es el proceso químico que convierte la imagen latente en la imagen visible. Este proceso es conocido como revelado. En la primera etapa, como resultado de la interacción de la radiación con los cristales de haluros de plata, se producen una serie de cambios en el cristal que crean un patrón representativo del objeto o estructura anatómica radiografiada. Estos cambios producidos en la película son invisibles al ojo humano, pero ya existe en la película una imagen que aunque invisible, representa al objeto o estructura radiografiada. Al cambio invisible producido en los cristales de haluros de plata se denomina imagen latente.
Como ya vimos, los átomos constituyentes de los haluros de plata están unidos en forma iónica formando una red cristalina o cristal. La plata forma un ión positivo al ceder un electrón, mientras que el bromo y el yodo forman iones negativos al capturar los electrones cedidos por la plata. Los cristales de haluros de plata no son tan rígidos como otros de su especie, como el caso del diamante, lo que le permite a los átomos y electrones del cristal desplazarse en su interior bajo ciertas condiciones. En la superficie externa del cristal predominan los iones de Br- y de I- por lo que el cristal, aunque neutro en su conjunto, posee una carga eléctrica superficial negativa.
- Formación de la imagen latente. La interacción entre fotones y cristales de haluros de plata se conoce bastante bien, así como el proceso por el que la imagen latente se transforma en visible. Lo que no se conoce por completo es la formación de la imagen latente, a través del llamado efecto fotográfico y es aún objeto de investigación. Daremos una breve exposición de la teoría propuesta al respecto por Gurney-Mott, que proporciona la explicación más aceptada, aunque incompleta, sobre la formación de la imagen latente.
Cuando la película es expuesta a la radiación, figura 2.33 A, los fotones que componen la radiación interaccionan con los átomos de plata y los haluros de la emulsión (Ag,Br,I) y transfieren su energía mediante el efecto fotoeléctrico y/o Compton. Si el fotón es completamente absorbido, decimos que se produjo una interacción fotoeléctrica y cuando la absorción es parcial la interacción es del tipo Compton. En cualquiera de los dos casos, se libera un electrón secundario, un fotoelectrón en el caso del efecto fotoeléctrico o un electrón Compton con suficiente energía como para recorrer una cierta distancia en el interior del cristal y a su vez durante su recorrido arrancar electrones adicionales de los átomos de la red.
El resultado de irradiar los cristales es la liberación de electrones que se moverán en su interior perdiendo su energía gradualmente por interacciones electrostáticas con los átomos de la red y arrancando a su vez otros electrones de la red cristalina. La mayoría de estos electrones liberados, proceden de los iones negativos de bromo y yodo que tienen un electrón de más. Estas partículas sensibles tienen la capacidad de capturar electrones y si algunos de estos electrones migratorios pasa cerca o a través de las partículas sensibles, serán atrapados por ellas y de este modo comenzarán a adquirir carga negativa, por lo que donde éstas se encuentren comenzará a aparecer una zona localmente negativa, figura 2.33 B.
Figura 2.33 Representación de la formación de la imagen latente y su transformación en imagen visible. A- Modelo de cristal de haluro de plata sometido a la acción de la radiación con la presencia de una partícula sensible y la concentración de iones negativos en su superficie. B- los electrones liberados migran hacia la partícula sensible. C- se forma plata atómica en la partícula sensible. D- el proceso se repite y aumenta el número de átomos de plata. E- el haluro de plata se transforma durante el revelado. F- grano de plata resultante.
La liberación de electrones de los iones bromo y yodo provoca que estos pierdan su carga negativa y se conviertan en neutros, lo que representamos como:
Br- + fotón → Br + e
Esto provoca una alteración de la red cristalina, pues se rompen los enlaces iónicos que los mantenían unidos con los átomos de plata en la estructura de red. Los átomos de bromo y yodo quedan libres y pueden emigrar fuera del cristal y se transfieren a la gelatina de la emulsión. De esta manera queda deteriorada la estructura cristalina y los átomos de plata quedan libres de emigrar a su vez. En los lugares donde los rayos X no han incidido se conserva intacta la estructura del cristal. A medida que los átomos de bromo y yodo desaparecen del cristal al ser neutralizados, los iones positivos de plata ahora libres, son atraídos electrostáticamente por las partículas sensibles, se neutralizan por combinación con los electrones con lo que se obtiene plata atómica que queda localmente depositada, figura 2.33 C y D.
Esta plata atómica no es visible a simple vista dada la pequeña cantidad de átomos de plata que se deposita por cristal. Este grupo de átomos de plata atómica recibirá el nombre de centro de imagen latente y alrededor de estos centros es que se acumulará cantidades visibles de plata durante el revelado que formarán posteriormente la imagen radiográfica, figura 2.33 E y F. Estos cristales con algunos átomos de plata depositada en las partículas sensibles, adquieren una coloración negra durante el revelado, mientras que los cristales que no han sido irradiados conservan su estructura de red cristalina y se mantienen transparentes. El conjunto de reacciones químicas que transforma la imagen latente en imagen manifiesta recibe el nombre de revelado, figura 2.33 E y F. Como se puede ver de la explicación anterior la interacción de los rayos X con los átomos de número atómico elevado bromo y yodo, produce en última instancia la imagen radiográfica.