До мозга костей. Художественная рентгенография

Текст и фото Александр КОЛОБАНОВ

Рентгеновская съемка применяется в современном мире чрезвычайно широко: от медицинских исследований до неразрушающего контроля, от определения химического состава до изучения атомных структур. А вот использование ее в художественных целях встречается чрезвычайно редко. Этим направлением, получившим название «X-Ray Art», занимаются буквально несколько человек на планете. Причина довольно простая: сложно, дорого и опасно. Однако результаты бывают настолько интересными, что заслуживают внимания.

p>В середине 1970-х годов в одном из научно-популярных журналов я прочитал заметку о съемке цветов, растений и других предметов в рентгеновском излучении. Приведенные фотографии поразили до глубины души. Я окончил технический вуз, поработал в закрытом конструкторском бюро и НИИ и только в начале 2000-х решил на свой страх и риск всерьез заняться специальной съемкой, столь впечатлившей меня в детстве. За несколько лет практически с нуля создал оригинальную, полностью на отечественной комплектующей базе аппаратуру, создающую рентгеновское излучение с необходимыми характеристиками, а также отработал технологию получения изображений высокого и сверхвысокого разрешения.

Если обычная фотография в видимом свете основана на регистрации фотопленкой или электронной матрицей лучей, отраженных от предметов, то рентгеновская съемка фиксирует только излучение, прошедшее через объект, которое в силу своей природы не отражается от внутренних структур. (Сказанное не относится к атомным кристаллическим решеткам.) Это позволяет по-иному взглянуть на знакомые вещи, увидев их в совсем непривычном ракурсе.

Поначалу может показаться, что с помощью любого распространенного медицинского рентгеновского аппарата легко и просто сделать снимки любого предмета. Однако это совсем не так. Медицинские рентгеновские аппараты предназначены для просвечивания достаточно объемных тел, на 80 % состоящих из воды и до 150 кг веса. Но толщина, например, лепестка розы или листика дерева трудно сопоставима с толщиной пациента средней степени упитанности. Жесткое (коротковолновое) рентгеновское излучение медицинского аппарата попросту не заметит столь тонкую преграду, так же как и мы не замечаем предметов с размерами меньше игольного острия. Поэтому для съемки растений требуется мягкое (длинноволновое) рентгеновское излучение. Стекло колбы самой рентгеновской трубки и трансформаторное масло, в котором она находится, являются для него совершенно непреодолимым препятствием. Это лучи Букки, или лучи Гренца, пограничные между ультрафиолетовыми и рентгеновскими, — сверхмягкое рентгеновское излучение.

Решить проблему позволило применение окна (для выхода излучения из рентгеновской трубки) не из стекла, а из стратегического металла — бериллия. Этот сверхлегкий металл с атомным номером 4 (лишь на две единицы больше, чем водород) прекрасно пропускает мягкое рентгеновское излучение и обеспечивает вакуум в трубке, противостоя давлению атмосферного воздуха.

Следующей проблемой, которую потребовалось решить для рентгеновской съемки мелкоструктурных объектов (листья, цветы, побеги, микросхемы и проч.), стала минимизация размеров фокусного пятна рентгеновского излучателя, т.е. площади анода, на которой происходит генерация излучения. Т.к. рентгеновская съемка основана на теневом методе, то чем меньше будет размер излучателя, тем меньше будут размеры теней от структур снимаемого объекта.

Поясню на примере. Если солнце скрылось за легкое облачко, то тени теряют очертания и размазываются. Если же солнце сияет на чистом небе, то тени наиболее резкие и контрастные. Точно так же и в комнате: близкая люстра с большим матовым плафоном дает размытые тени, а лампочка от карманного фонаря с очень короткой нитью накала, находящаяся на значительном удалении, резко повышает «качество» теней. Соответственно фокусное пятно рентгеновской трубки должно быть как можно меньше и должно как можно дальше находиться от мелкоструктурных объектов съемки.

Но при этом возникает другая проблема: малая площадь фокусного пятна резко снижает возможную мощность генерируемого излучения, а каждое удвоение расстояния до объекта съемки из-за действия закона обратных квадратов дополнительно понижает мощность еще в четыре раза. Из этого следует, что трубка для качественной и резкой рентгеновской съемки должна иметь бериллиевое окно для выхода излучения, минимально возможный размер фокусного пятна и весьма высокую мощность при низких и сверхнизких анодных напряжениях.

Выявив главные требования к излучателю, я определил и требования к приемнику излучения, который должен фиксировать получаемое изображение с высоким качеством. Современный читатель наверняка предположит, что подобным приемником теневого изображения может послужить некая электронная полупроводниковая матрица, сродни тем, что применяются в цифровых фотоаппаратах. Однако это предположение окажется не совсем верным. И вот почему.

Резкость (или разрешение) у самых современных рентгеночувствительных матриц не столь велика, чтобы резко и раздельно воспринимать требуемые мельчайшие детали. А если размер самих матриц и оказывается достаточным, чтобы с их помощью зафиксировать теневую картину, создаваемую листом липы, клена или соцветием сирени, то их разрешающая способность оставляет желать много лучшего... Поэтому для для съемки в сверхвысоком разрешении, как и во времена Вильгельма Конрада Рентгена, безотказным приемником служит старая добрая фотопленка.

Но это не простая пленка для фотомыльниц или детище индустрии начала 1900-х годов, а специально разработанная современная рентгеновская пленка в крупных листах, имеющая сверхвысокое разрешение и не достижимый для фотопленки контраст. Те, кто держал в руках проявленную фотопленку, знают, что даже черные места у нее достаточно прозрачны, а светлые имеют цветные оттенки и прозрачны не до конца. Рентгеновская же пленка имеет абсолютно черный непрозрачный фон и абсолютно прозрачные светлые места, т.е. контраст рентгеновской пленки чрезвычайно высок.

Теперь, после небольшого теоретического экскурса, пришло время приступить к самому интересному: к практическому применению имеющихся знаний в столь редкой и необычной области, как художественная рентгеновская съемка. Мировая промышленность не производит оборудования именно для художественной рентгеносъемки. Поэтому мне пришлось самому разрабатывать и создавать всю нужную технику и отрабатывать технологию и ноу-хау ее применения.

Сначала был определен круг предполагаемых объектов съемки: от живых мелких тончайших листьев и цветов до объемных изделий из стекла и металлов. Это определило диапазон жесткостей необходимого рентгеновского излучения: от 10 тыс. до 200 тыс. вольт. Особый упор был сделан на получение высокой мощности мягкого излучения при особо низких анодных напряжениях. Охватить столь широкий диапазон одним излучателем было невозможно. Поэтому я сделал три установки с разными мощностями и разными регулируемыми анодными напряжениями.

Первыми объектами съемки созданной лаборатории стали листья растений и живые цветы. Хотя я и предполагал, какие красоты могут в них скрываться, действительность превзошла все ожидания. Особое изумление и восхищение вызвали снимки цветов обычной садовой лилии. Из-за чрезвычайно высокой разрешающей способности установки и пленки снимок запечатлел всю тончайшую внутреннюю структуру лепестков, которая состоит из правильно организованных радиальных и коллатеральных сосудов. Они невидимы для глаза, но хорошо проявляются на рентгеновском снимке. После соответствующей обработки изображение цветка лилии выводилось на постер с размерами 60х90 см, причем разрешение было настолько высоко, что подобное увеличение никак не повлияло на качество картинки.

Следующим объектом стали известные всем листья малины садовой и клещевины. Их богатая сосудистая сеть и мелко-гофрированная поверхность создали невиданный по красоте узор. Кажется, что они подсвечены резким боковым светом или светятся изнутри сами. Далее последовали различные цветы, бутоны, соцветия и побеги. Снимая в разных ракурсах, мне удалось получить интересные сюжеты, похожие на затейливые абстракции.

Материал опубликован в 5/6 номере журнала Foto&Video за 2015 год.
Купите электронный номер и/или оформите онлайн-подписку.