3. Исследование в инфракрасном излучении

Инфракрасные лучи, расположенные за участком видимого красного света, в противоположность коротковолновым ультрафиолетовым лучам обладают сильным тепловым действием.

При работе в инфракрасной области для изучения живописи используют зону ближних инфракрасных лучей, а исследование проводят путем фотографирования на специальных фотопластинках или пленках или используют с этой же целью специальные приборы — электронно-оптические преобразователи и телевизионные инфракрасные системы, позволяющие трансформировать невидимое инфракрасное изображение в видимое.

Исследование в инфракрасных лучах основано на свойстве материалов пропускать, поглощать или отражать их иначе, чем видимый свет. Именно поэтому близкие по цвету материалы, обладающие одинаковой для видимого света способностью его поглощения и отражения, по-разному реагируют на действие инфракрасных лучей: одноцветные, но не сходные по составу участки живописи, сфотографированные на инфракрасных пластинках, обнаруживают различную тональность и четкие границы их нанесения, что позволяет выявить тонировки и реставрационные записи на произведениях старой живописи, неразличимые под слоем поверхностных загрязнений или старого лака и недоступные поэтому для исследования с помощью ультрафиолетовых лучей.

Способность инфракрасных лучей проникать сквозь отдельные слои живописи позволяет фиксировать не суммарное изображение красочных слоев (как на рентгенограмме), а лишь некоторые из них. В тех случаях, когда нижележащие слои обладают достаточно высоким коэффициентом отражения для этого вида излучения, а верхние слои живописи оказываются для него достаточно прозрачными, можно обнаружить переделки и авторские изменения композиции, авторский рисунок, скрытые под записями или «исчезнувшие» надписи и подписи.

Особенности инфракрасного излучения и его источники. Инфракрасное излучение — явление, широко распространенное в природе. Во всех случаях, когда мы ощущаем тепловой эффект, можно быть уверенным в присутствии инфракрасных лучей. При нагревании частицы тела приобретают большую тепловую энергию, которая излучается в виде электромагнитных волн. Если тело нагрето достаточно сильно, часть его излучения относится к видимой области спектра и воспринимается глазом. По мере повышения температуры тела доля видимого излучения возрастает. Однако подавляющая часть электромагнитного излучения нагретого тела всегда приходится на невидимую инфракрасную часть спектра.

Инфракрасные лучи подчиняются тем же законам, что и видимый свет. Они распространяются прямолинейно, преломляются, отражаются и поглощаются веществами. Различают три области инфракрасного излучения: ближнюю — от границы видимого красного излучения до 2000 нм, или 2 мкм; среднюю- от 2 до 3 мкм и дальнюю — свыше 3 мкм. При исследовании живописи используют ближнюю область.

Естественным источником инфракрасного излучения является солнце; искусственными — электронагревательные элементы и лампы накаливания, любые раскаленные (или нагретые) тела.

Конструкции ламп накаливания, выпускаемых для освещения, преследуют цель максимального уменьшения энергии, излучаемой в невидимых областях спектра. Лампы, предназначенные служить источником инфракрасных лучей, должны обладать как раз противоположным качеством. В обычных пятисотватных лампах накаливания мощность светового излучения составляет 12 % всей излучаемой энергии, а для инфракрасной лампы она уменьшена до 2,2 % (при температуре нити 2500° К). Максимум излучения таких ламп лежит около 1,3 мкм, то есть в более длинноволновой области, чем у ламп, используемых для освещения.

Эффективность инфракрасных ламп может быть повышена с помощью рефлектора, расположенного вне лампы или слоем серебра или алюминия, покрывающим часть внутренней поверхности стеклянной колбы. Работая при несколько пониженной температуре накаливания нити, эти лампы имеют максимум излучения в ближней инфракрасной области. Выпускаются и специальные лампы из красного стекла, спектральный максимум излучения которых 1,25 мкм.

При аналитической работе все лампы накаливания представляют собой превосходные источники излучения в ближней инфракрасной области спектра, к которой максимально чувствительны все используемые сегодня в музейной работе приемники этого вида излучения. Так, лампы, работающие с перекалом (или фотолампы), дают наиболее интенсивное излучение в пределах 750-950 нм. Причем в интервале 700-1400 нм излучается около половины, а в области свыше 1400 нм — около трети суммарной излучаемой мощности.

Источники инфракрасного излучения, дающие сплошной спектр в широком диапазоне длин волн, являются наиболее распространенными при исследовании живописи. Однако в целом ряде случаев бывает целесообразным использовать не всю область излучения ближней инфракрасной области, а отдельные ее участки, то есть использовать монохроматическое излучение.

Очень хорошие результаты дает использование натриевых ламп. Помимо рассмотренного выше дублета желтых линий эти лампы обладают значительной энергией в ближней инфракрасной области, излучая дублет 818,3 и 819,4 нм. Этот дублет не используется при фотографировании в желтом свете натриевой лампы, так как панхроматическая эмульсия, применяемая в этом случае, не чувствительна к инфракрасному излучению. Фотографии, сделанные в инфракрасных лучах натриевой лампы, отличаются большей четкостью, чем полученные при использовании ламп накаливания.

Приемники инфракрасного излучения. Фотографирование и визуальное наблюдение инфракрасного изображения. Исследование произведений живописи в инфракрасной области спектра основано на регистрации инфракрасных лучей, отражаемых исследуемой поверхностью в процессе ее облучения или испускаемых ею в результате возбуждения инфракрасной люминесценции. Благодаря большой чувствительности и легкости использования приемники инфракрасного излучения, прежде всего фотопластинки, получили наиболее широкое применение в музейной практике.

Фотографирование в отраженных инфракрасных лучах основано на использовании специальных фотографических слоев, чувствительных к инфракрасной области спектра. В зависимости от типа сенсибилизирующего вещества фотографический слой становится чувствительным к определенному участку инфракрасного спектра и характеризуется максимумом чувствительности в данном участке. Так, фотопластинки, сенсибилизированные к инфракрасным лучам от 700 до 950 нм, могут иметь максимум чувствительности в зоне 760, 840 и 880 нм. Величина максимума является основным показателем спектральной чувствительности пластинок и обозначается на их упаковке.

Теоретически фотографическим путем можно зафиксировать инфракрасное излучение в границах от видимого красного до 1,35 мкм. Однако практически предел чувствительности пластинок, сенсибилизированных к инфракрасным лучам, не превышает 1,15 мкм, а максимум спектральной чувствительности — 1070 нм. Чем дальше простирается область сенсибилизации фотопластинок, тем больше трудностей вызывает их хранение. При температуре 0°С пластинки с максимумом чувствительности 950 нм полностью сохраняют свои свойства до двенадцати месяцев. Длительное хранение инфракрасных пластинок даже в холодильнике связано с заметным уменьшением их чувствительности.

При фотографировании на инфракрасных пластинках необходимо исключить влияние постороннего (видимого и ультрафиолетового) излучения, для чего объектив фотоаппарата экранируют светофильтром, пропускающим только отраженные от картины инфракрасные лучи.

При подборе светофильтров надо следить за тем, чтобы они не поглощали излучения, активного для зоны инфракрасной чувствительности приемника. Например, при работе с инфракрасными пластинками, сенсибилизированными к ближним инфракрасным лучам, надо пользоваться стеклами КС-17 или КС-18, тогда как стекло ИКС-1, примененное к эмульсионному слою, сенсибилизированному к более далекому инфракрасному, отсечет все видимое излучение, не уменьшив при этом эффективной зоны чувствительности. Поэтому при подборе светофильтров надо сопоставлять кривые пропускания светофильтров со спектральной чувствительностью используемых фотоматериалов.

Техника фотографирования на инфракрасных эмульсиях мало чем отличается от съемки на обычных фотоматериалах. При работе в инфракрасной области спектра можно пользоваться обычными фотокамерами, применяемыми при репродукционной съемке. Однако, поскольку материал, из которого изготовлены эти аппараты — дерево, фибра, эбонит, кожа, — в той или иной мере пропускают инфракрасные лучи, нужно, чтобы прямой свет не попадал на заряженные кассеты и на камеру в момент съемки. Нужно также следить за тем, чтобы в помещении, где ведется съемка, не работали посторонние источники инфракрасного излучения — нагревательные приборы, электрические излучатели и т. п.

Имеет свою специфику наводка на резкость при фотографировании. Обычные объективы (апохроматы) скорректированы в отношении хроматической аберрации только в пределах видимой зоны спектра. Поэтому при наводке на резкость по матовому стеклу в видимом свете инфракрасное изображение окажется не в фокусе. У большинства современных объективов фокусное смещение составляет около 0,35% фокусного расстояния. Практически это очень незначительная величина, которая может быть компенсирована диафрагмированием. Поэтому объективы стандартных репродукционных камер вполне пригодны для инфракрасных съемок. Для увеличения точности фокусирования наводка на резкость по матовому стеклу ведется с полностью открытой диафрагмой и установленным перед объективом светло-красным фильтром. После того как достигнута максимальная резкость, ставят необходимый для съемки светофильтр и сильно диафрагмируют объектив. При этом получаются вполне удовлетворительные результаты даже при съемке на инфракрасных эмульсиях с максимумом чувствительности 1070 нм.

Некоторые современные профессиональные фотокамеры имеют на шкале объектива специальную отметку — поправку на смещение фокуса при съемке в инфракрасных лучах. Использование таких объективов позволяет проводить съемку при большем отверстии диафрагмы, что значительно экономит время на операторскую работу.

Экспозиция при съемке зависит от очень многих факторов, которые практически трудно учесть заранее. Поэтому, как правило, она устанавливается опытным путем. Обычно принято считать, что экспозиция при съемке на стандартных инфракрасных эмульсиях в пятнадцать-двадцать раз больше, чем при обычных эмульсиях. С увеличением сенсибилизации к дальней инфракрасной области экспозиция еще более возрастает. Например, при съемке картины средней величины, когда источниками инфракрасных лучей служат установленные по обеим сторонам от фотокамеры на расстоянии около 1,5 м от картины четыре лампы накаливания мощностью по 300 Вт, на свежей пленке с максимумом чувствительности -1070 со светофильтром ИКС-2 и диафрагме 22 экспозиция составляет 45—60 минут.

Для контроля за правильностью режима фотографирования, как и при работе в ультрафиолетовой зоне спектра, целесообразно использовать индикаторы, фотографируемые одновременно со снимаемым объектом.

Как любой фотографический процесс, фотография в инфракрасных лучах сводится в конечном итоге к фиксации контрастов яркостей отдельных участков фотографируемого объекта. Разница заключается лишь в том, что эти «яркости» невидимы глазом и могут быть зафиксированы лишь в специальных условиях освещения объекта невидимыми инфракрасными лучами. Благодаря неодинаковой степени отражения и поглощения материалами этих лучей, они вызывают на эмульсионном слое почернение различной интенсивности. Участки поверхности, сильно поглощающие инфракрасное излучение, оказываются на негативе светлыми (черными на фотографии), а сильно отражающие их — темными на негативе и белыми на фотографии. Участки, обладающие средними значениями отражения и поглощения, дают гамму серых тонов.

Фотографическое исследование пигментов показало, что пигменты на основе свинца и ртути в сильной степени отражают инфракрасные лучи; пигменты, в состав которых входит железо, по-разному их поглощают, а содержащие медь поглощают инфракрасные лучи в сильной степени, как и все черные, содержащие углерод.

Не зная, какие краски обладают той или иной степенью отражения, можно только констатировать факт различия их химического состава на двух участках, казавшихся при видимом свете одинаковыми. В случае, когда реакция красок на инфракрасные лучи известна, по характеру фотографии можно высказать предположение и о природе (химическом составе) той или иной краски. Красочный слой можно рассматривать как мутную среду с высоким показателем преломления. Как уже отмечалось, на начальной стадии показатель преломления связующего вещества красок гораздо ниже показателя преломления пигмента. Это ведет к рассеиванию света на поверхности раздела между пигментом и связующим, благодаря чему достигаются непрозрачность и яркость краски. Со временем, по мере увеличения показателя преломления связующего, рассеивание света уменьшается, а прозрачность красочного слоя возрастает. Инфракрасные лучи обладают меньшей способностью к рассеиванию, благодаря чему они и проникают через многие вещества, непрозрачные для видимого света; по мере же старения красочного слоя их проникающая способность еще больше возрастает. Именно поэтому инфракрасные лучи позволяют рассмотреть многочисленные детали, скрытые слоем помутневшего и потрескавшегося, непрозрачного для видимого света слоя лака, а пройдя сквозь некоторые краски, увидеть скрытые под ними изображения или авторский рисунок на грунте.

Важным фактором, влияющим на коэффициент прозрачности красочного слоя, является длина световой волны: наименьшим рассеиванием, а следовательно, наибольшей проникающей способностью обладают длинноволновые инфракрасные лучи. Это хорошо видно при сравнении фотографий одной и той же картины, снятой на инфракрасных материалах, максимум сенсибилизации которых лежит в разных областях спектра (рис. 63).

63. Пейзаж неизвестного западноевропейского художника XIX в. Фотографии в инфракрасных лучах, снятые на пленках И-840 (общий вид) и И-1070 (фрагмент), позволили выявить нижележащее изображение - женский портрет, написанный в 40-х гг. XIX в.

Как показали специальные исследования, наибольший эффект прозрачности красочных слоев может быть достигнут при использовании инфракрасного излучения с длиной волны порядка 2 мкм. Однако, как уже отмечалось, предел спектральной чувствительности современных инфракрасных фотослоев практически редко превосходит 1,1 мкм. Несколько дальше граница чувствительности лежит у других приемников инфракрасного излучения — фотоэлементов с внешним эффектом, (1 в частности, у электронно-оптических преобразователей.

Преимущество электронно-оптических преобразователей инфракрасных лучей заключается в том, что они позволяют без помощи фотографии превращать невидимое инфракрасное изображение в видимое, непосредственно наблюдаемое на небольшом экране в момент исследования объекта. Преобразователи целесообразно использовать в качестве приборов рекогносцировочного назначения: после проведенной «разведки» целесообразно фиксировать сделанные наблюдения на инфракрасных пластинках, так как, кроме того, что длительная работа с преобразователем утомительна для глаз, изображение на экране труднее анализировать, чем на фотографии.

Инфракрасная рефлектография. Электроннооптические преобразователи сегодня уже не обеспечивают возможного предела чувствительности в инфракрасной области спектра. В последние годы в работе музейных исследовательских лабораторий получил широкое распространение метод инфракрасной рефлектографии, основанный на применении замкнутых телевизионных систем, предназначенных для наблюдения, фотографирования или видеозаписи изображений художественных произведений в ближней инфракрасной области.

Такие системы собирают на базе стандартных блоков; обычно на базе телевизионной промышленной установки того или иного типа, главным элементом которой является телевизионная камера с передающей трубкой, обеспечивающей высокую чувствительность в инфракрасной области спектра. Телевизионная камера соединяется с видеоконтрольным устройством видеотрактом, позволяющим избежать промышленных и бытовых помех. В качестве видеоконтрольного устройства может быть использована любая модель телевизора, при условии, что сигнал с выхода камеры подается непосредственно на вход его видеоусилителя. Передающую инфракрасную телевизионную камеру, снабженную фотообъективом и инфракрасным светофильтром, устанавливают на подвижном штативе, позволяющем плавно придвигать всю установку и передавать на экран телевизора как изображение произведения целиком, так и небольших участков живописи. В качестве источника инфракрасного излучения используют осветители, применяемые обычно при работе в этой области спеюра.

Оптимальным вариантом для музейного использования в настоящее время может служить в качестве основы стандартная телевизионная система, снабженная ИК-видиконом, подходящим по спектральной чувствительности и качеству мишени, кварцфлюоритовым объективом, корригированным в инфракрасной области и имеющим фокусное расстояние около 100 мм; желательна установка турели со светофильтрами перед объективом для облегчения выбора оптимальной спектральной области для исследования конкретного объекта.

Инфракрасная телевизионная система регистрации инфракрасного изображения позволяет не только непосредственно наблюдать его на экране телевизора. Изображение может быть сфотографировано с помощью смонтированной перед экраном фотокамеры. Время экспонирования для получения фотографического изображения измеряется долями секунды. Кроме того, возможна запись делаемых наблюдений на видеомагнитофоне и последующем их воспроизведении на экране телевизора.

Основное преимущество метода инфракрасной рефлектографии — более широкий диапазон спектральной чувствительности телевизионнных систем, простирающийся до 2,0 — 2,5 мкм. Поскольку с увеличением длины волны излучения контраст деталей изображения, выявляемых на картинах под слоем краски, значительно возрастает, расширение диапазона спектральной чувствиительности в более далекую инфракрасную область является весьма ценным. Особенно это существенно в случаях, когда на картинах требуется выявить подготовительный авторский рисунок, композиционные изменения в подмалевке, маскируемые лежащим сверху сильно поглощающим слоем краски.

Применение телевизионных инфракрасных систем при исследовании живописи дает огромный выигрыш во времени при тотальном обследовании музейных коллекций непосредственно в залах музея, в запасниках, при просмотре больших площадей настенных росписей в памятниках архитектуры.

К общим недостаткам телевизионных систем относится низкое, по сравнению с инфракрасной фотографией, разрешение, обычно не превышающее 450-600 строк на мишени передающей трубки, что ограничивает площадь изучаемого в одном кадре фрагмента при выявлении детального рисунка, примерно размером 15x15 см; для видиконных систем характерны большая неоднородность изображения по полю и наличие точечных дефектов мишени, что заставляет выбирать трубки, предназначенные для музейного использования, индивидуально.

Инфракрасная люминесценция. Выше шла речь об исследовании произведений живописи только в отраженных инфракрасных лучах, генерируемых тем или иным источником инфракрасного излучения. Однако в практике изучения живописи применяют метод ее исследования в инфракрасной люминесценции, возбуждаемой сине-зелеными лучами видимого участка спектра. Согласно правилу Стокса, свечение в данном случае проявляется в более длинноволновой, в частности невидимой, инфракрасной зоне и может быть обнаружено с помощью одного из рассмотренных выше приемников этого вида излучения.

Явление инфракрасной люминесценции проявляется у многих веществ, обладающих максимальным поглощением в видимой области спектра, в том числе у минералов и пигментов, используемых в живописи. Сравнение фотографий видимой люминесценции, возбужденной ультрафиолетовыми лучами, и инфракрасной люминесценции показывает, что та и другая, выявляя реставрационные участки, имеют явное различие в деталях. Часть дефектов яснее выявляется на фотографии видимой, а часть — на фотографии инфракрасной люминесценции, что в отношении станковой живописи объясняется присутствием лака на картине. Для ультрафиолетовых лучей сильная люминесценция старого лака оказывается препятствием, скрывающим расположенные под ним записи, тогда как для возбуждения инфракрасной люминесценции красочного слоя лаковая пленка не является помехой. Возбужденный в красочном слое, этот вид излучения так же свободно проходит сквозь слой лака, как и возбуждающий люминесценцию видимый сине-зеленый свет.

Установлено также, что некоторые краски обладают ярко выраженной инфракрасной люминесценцией, благодаря чему их можно отличать на картинах. Например, красный кадмий сильной инфракрасной люминесценцией отличается от других красок, близких по цвету в видимом свете, так же как желтый кадмий отличается от других желтых.

Для возбуждения инфракрасной люминесценции из-за слабой интенсивности последней целесообразно создавать высокую освещенность исследуемой поверхности. С этой целью рекомендуется использовать концентрированный световой поток, полученный с помощью собирательной линзы (тип проекционного фонаря). Источником света могут служить кинопроекционные лампы накаливания, позволяющие получать равномерное освещение, Чтобы исключить из светового потока инфракрасное излучение, источник света экранируется соответствующим светофильтром. Обычно используется комбинация стекол типа СЗС-16 (толщиной 1,5-2 мм) и СЗС-10 (толщиной 5 мм). Во избежание перегрева стекол желательно их воздушное охлаждение.

Фотографирование инфракрасной люминесценции ведется на фотоматериалах, чувствительных к этой области спектра, в помещении, свободном от постороннего инфракрасного излучения. Для поглощения отраженного от исследуемого произведения видимого света перед объективом фотокамеры устанавливается светофильтр, пропускающий только инфракрасные лучи. Обычно с этой целью используется стекло КС-19 толщиной 5 мм. В остальном техника съемки не отличается от фотографии в отраженных инфракрасных лучах. Контроль чистоты съемки ведется по индикатору. Визуальное наблюдение инфракрасной люминесценции проводится с помощью инфракрасного преобразователя или инфракрасной телевизионной системы.

_____________

1) Действие этих приемников основано на явлении фотоэлектронной эмиссии, то есть вырывании электронов с поверхности металлов под действием падающего излучения.

Источник: ТЕХНОЛОГИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОИЗВЕДЕНИЙ СТАНКОВОЙ И НАСТЕННОЙ ЖИВОПИСИ. ГосНИИР - М., 2000

4. Рентгенографическое исследование

Рентгеновские лучи в спектре электромагнитных волн занимают место между ультрафиолетовым и гамма-излучением. Они обладают высокой проникающей способностью, проходя сквозь толщу вещества практически прямолинейно, не испытывая преломления на границах раздела сред. Поэтому точечный источник рентгеновского излучения создает на экране или на рентгеновской пленке теневое изображение всей структуры исследуемого объекта.

Рентгеновское излучение генерируется рентгеновским аппаратом с помощью рентгеновских трубок — электровакуумных приборов, в которых пучок электронов ускоряется в электрическом поле напряженностью в десятки — сотни киловольт, фокусируется на массивном аноде и тормозится на его поверхности. При этом более 90% энергии электронов переходит в тепло и нагревает анод, а меньшая часть преобразуется в излучение.Рентгеновские аппараты по своей конструкции делятся на две группы: стационарные — высокопроизводительные, используемые при исследовании объектов в помещении рентгеновских кабинетов (лабораторий), и переносные, позволяющие проводить исследование вне стен лаборатории, например в условиях музейной экспозиции.

Отечественная промышленность не выпускает рентгеновских аппаратов, предназначенных для исследования произведений искусства. Поэтому в музеях и реставрационных мастерских используют или медицинские диагностические аппараты, или аппараты промышленного контроля. Характеристики этих аппаратов должны отвечать следующим требованиям: напряжение рентгеновской трубки аппаратов, предназначенных для рентгенографии масляной и темперной живописи, должно плавно меняться в диапазоне от 10 до 50 кВ, а у аппаратов, предназначенных для проведения специальных исследований живописи, например, фотоэлектронографии, — в пределах от 100 до 300 кВ. (1 Диаметр фокуса рентгеновской трубки не должен превышать 1-2 мм. Аппараты должны иметь возможно меньшие габариты и сравнительно высокую производительность в несколько съемок в час.

Оборудование лаборатории для рентгенографических исследований. Рентгеновский кабинет реставрационной организации или музея, оборудованный одним аппаратом, должен состоять по крайней мере из трех помещений — аппаратной, снабженной биологической защитой, вытяжной вентиляцией и заземлением; пультовой, из которой происходит управление рентгеновским аппаратом во время съемки; и фотолаборатории, в которой проводится обработка отснятой рентгеновской пленки.

В аппаратной устанавливаются рентгеновский аппарат и ряд приспособлений, необходимых для проведения съемок. Рентгенографические исследования произведений искусства весьма специфичны. Поэтому рентгеновские аппараты, для того чтобы их использовать в указанных целях, должны быть подвергнуты некоторой переделке. Прежде всего, необходимо установить излучатель рентгеновского аппарата в специальных стойках на уровне пола. Затем кабинет оборудуют специальным съемочным столом размером не менее 1,5x1,5м. Конструкция стола должна обеспечивать устойчивое положение картины во время съемки. Высота стола определяется фокусным расстоянием аппарата. Для облучения площади 30x40 см (размер рентгеновской пленки) высота стола в зависимости от угла выхода рентгеновских лучей колеблется от 0,7 до 1,5 м. Поверхность стола покрывают мягкой тканью во избежание повреждения красочного слоя при установке картины перед рентгенографированием и делают в нем проем для прохода пучка рентгеновских лучей размером, несколько превышающим размер рентгеновской пленки. Для правильного наведения пучка рентгеновских лучей на исследуемый участок живописи стол снабжают центрирующим устройством, наиболее простым вариантом которого является нанесение меток, определяющих положение проема по отношению к выходному отверстию трубки.

Анализ полученных рентгенограмм проводят на специально изготовленном негатоскопе, отличающемся от медицинского большими размерами, позволяющими одновременно рассматривать несколько снимков.

Отснятые рентгенограммы должны регистрироваться в журнале, после чего на них ставят регистрационный номер и помещают в специальные шкафы. Во избежание коробления рентгенограммы хранят в коробках или папках в вертикальном положении.

Рентгенография живописи. При рентгенографировании картину кладут на съемочный стол красочным слоем вверх таким образом, чтобы исследуемый фрагмент находился над проемом, сквозь который проходит рентгеновское излучение. Сверху на картину в светозащитном пакете из черной бумаги кладут рентгеновскую пленку, слегка прижимая пакет листом войлока или резины соответствующего размера.

При рентгенографировании на исследуемое произведение падает поток рентгеновских лучей, теряющий при прохождении через картину свою интенсивность в зависимости от материала и толщины соответствующего участка живописи. Прошедшее излучение, попадая на рентгеновскую пленку, засвечивает ее соответственно интенсивности падающего на нее излучения. Таким образом на рентгеновской пленке формируется теневое изображение исследуемого объекта.

Основной параметр, определяющий качество рентгеновского снимка — значение анодного напряжения трубки. В зависимости от типа трубки и схемы выпрямительного устройства рентгеновского аппарата оптимальные значения этого напряжения при исследовании различных видов живописи могут меняться, что требует проведения пробных съемок.

Время экспозиции определяется дозой излучения, падающего на пленку, и зависит от нескольких факторов (значения анодного напряжения, тока трубки, фокусного расстояния), для каждой конкретной установки определяемых индивидуально.

При съемке произведения необходимо учитывать особенности конструкции основы, чтобы ее изображение не искажало рентгеновского изображения красочного слоя. Например, при рентгенографировании живописи на холсте, натянутом на подрамник с крестовиной, следует при съемке располагать картину красочным слоем вниз, а пакет с пленкой укладывать между холстом и крестовиной.

Рентгенографирование живописи в экспозиционных залах музеев и в других не оборудованных для этой цели помещениях требует дополнительных приспособлений. При съемке рекомендуется использовать легкие разборные стойки, обеспечивающие правильное положение произведения. Верхние кромки стоек следует покрыть мягким материалом. Для крепления излучателя аппарата необходимо изготовить специальные держатели или штативы.

Характеристика рентгеновских пленок. Для фотографической фиксации рентгеновского изображения применяют специальные рентгеновские пленки. Обычно их делают двусторонними, с большим содержанием бромистого серебра в эмульсионном слое, благодаря чему достигается их большая чувствительность.

К основным характеристикам рентгеновских пленок помимо чувствительности относятся контрастность, находящаяся в пределах от 2 до 4,5, и разрешающая способность, определяющая размеры деталей, выявляемых при исследовании. Разрешающая способность зависит от размера зерен бромистого серебра и выражается в количестве различаемых раздельно пар линий на миллиметр поверхности эмульсии. У различных пленок это значение не одинаково.

Экспонированная пленка, как уже говорилось, подвергается фотообработке. Рекомендуемый состав проявителя, время проявления и состав фиксирующего раствора прилагаются в инструкциях по работе с каждым сортом пленки. Сложность обработки пленки состоит в ее относительно больших размерах — 30x40 см, поэтому она ведется в специальных баках, где крепится на металлических рамках.

Специальные виды рентгенографических исследований. Рентгенографическое исследование живописи позволяет выявить особенности строения и структуру произведения. Однако в ряде случаев в зависимости от характера конкретной вещи или поставленной задачи необходимо применять специальные виды рентгенографии. Владение этими методами позволяет получать важную информацию при использовании того же оборудования, что и при обычной рентгенографии.

Получение увеличенных изображений, или микрорентгенография, значительно расширяет возможности рентгенографического исследования. Существуют три способа получения увеличенных рентгеновских изображений.

Первый заключается в том, что с интересующего участка обычной рентгенограммы делается контратип (негатив, получаемый контактным способом), с которого при печати получают увеличенное фотографическое изображение.

Второй метод заключается в том, что рентгеновская пленка экспонируется на некотором расстоянии от исследуемого произведения. В зависимости от отношения расстояний от излучателя до произведения и от излучателя до пленки можно получить различную степень увеличения изображения на рентгенограмме. Время экспозиции при этом растет пропорционально квадрату расстояния от излучателя до пленки. Для получения рентгенограмм большого увеличения и высокого качества необходимо использовать аппараты с острофокусными трубками.

Третий метод представляет собой комбинацию двух рассмотренных: с увеличенной рентгенограммы делают контратип, увеличиваемый при проекционной печати.

Получение сведений об объемном строении произведения можно получить методами угловой и стереорентгенографии. Первый метод состоит в том, что рентгенографирование проводят пучком рентгеновских лучей, направленных не перпендикулярно поверхности произведения, а под некоторым углом. При этом в ряде случаев удается избавиться от экранирующего влияния элементов конструкции основы, а по сдвигу теневого изображения отдельных скрытых элементов произведения относительно обычной рентгенограммы судить о глубине их расположения.

Однако наиболее полную информацию об объемном строении произведения можно получить методом стереорентгенографии, заключающемся в получении рентгеновской стереопары при съемке произведения под некоторым углом из двух положений излучателя, располагаемого по сторонам от центральной оси рентгенографируемого участка. Исследование стереопары проводят на стереонегатоскопе или стереокомпараторе, позволяющем определить относительное расположение отдельных, достаточно крупных элементов произведения.

Получение разделенных рентгеновских изображений методом послойно — контактной рентгенографии предоставляет важную информацию при исследовании двусторонней живописи. Сущность метода заключается в том, что во время съемки рентгеновская пленка находится в контакте с исследуемой поверхностью произведения, а рентгеновская трубка или исследуемое произведение перемещаются относительно друг друга. При этом удается получить удовлетворительное изображение красочного слоя, в контакте с которым находилась рентгеновская пленка; изображение противоположной стороны при этом размазывается (рис. 64).

64.Каневская Богоматерь. Двусторонняя выносная икона XVI в. с изображением Спаса на обороте. Обычные фотографии сторон и их послойно-контактные рентгенограммы.

Использование переносных рентгеновских аппаратов позволяет применить упрощенный метод послойно-контактной рентгенографии, когда съемка на пленку, контактно прижатую к исследуемой поверхности, производится последовательно из нескольких точек. При этом методе качество рентгенограмм несколько снижается, но не требуется дополнительных приспособлений, что позволяет получить разделенные изображения с крупных произведений непосредственно в помещениях музеев (рис. 65).

65. Суммарная рентгенограмма фрагмента двусторонней иконы «Георгий» (рис.21) с изображением Богоматери на обороте и послойно-контактная рентгенограмма, снятая со стороны изображения Георгия.

К специальным методам рентгеновских исследований относится метод компенсатографии, позволяющий получить рентгеновские изображения паркетированных картин без мешающего влияния элементов крепления основы. Метод заключается в том, что промежутки между паркетажем заполняются материалом, коэффициент поглощения рентгеновских лучей которого совпадает с коэффициентом поглощения древесины паркетажа. В качестве такового рекомендуется применять гранулы пластмассы типа «этакрил».

В случаях, когда произведение станковой живописи выполнено на основе из металла, при исследовании фрагментов монументальной живописи, картин, переведенных на другую основу с применением толстого слоя свинцовых белил или написанных на толстом слое грунта из свинцовых белил, прямое рентгенографирование невозможно. Во всех этих случаях хорошие результаты для изучения красочного слоя дает применение метода фотоэлектронографии (2. Сущность метода заключается в том, что на фотографической пленке фиксируется изображение, формируемое не непосредственно рентгеновским излучением, а электронами, эмитируемыми с поверхности красочного слоя под действием рентгеновского излучения. Излучатель рентгеновского аппарата, работающего при анодном напряжении порядка 120-300 кВ, облучает исследуемый участок произведения. При этом мягкое (длинноволновое) рентгеновское излучение поглощается металлическим (например, медным) фильтром толщиной от 0,5 до 2 мм, а под действием жесткого (коротковолнового) рентгеновского излучения облучаемые атомы исследуемого вещества начинают испускать фотоэлектроны, вызывающие почернение эмульсионного слоя фотопленки, контактно прижатой к лицевой стороне живописи. В результате создается изображение, соответствующее распределению пигментов, в состав которых входят металлы, интенсивно испускающие электроны (рис. 66).