HAL Id: jpa-00212784
https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00212784
Submitted on 1 Jan 1960
HAL is a multi-disciplinary open access
archive for the deposit and dissemination of
sci-entific research documents, whether they are
pub-lished or not. The documents may come from
teaching and research institutions in France or
abroad, or from public or private research centers.
L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est
destinée au dépôt et à la diffusion de documents
scientifiques de niveau recherche, publiés ou non,
émanant des établissements d’enseignement et de
recherche français ou étrangers, des laboratoires
publics ou privés.
Procédé et formule de fixage pour plaques nucléaires
épaisses éliminant la corrosion des grains d’argent
H. Braun
To cite this version:
6
LE
JOURNAL
DE
PHYSIQUE
ET
1.E RADIUM
PHYSIQUE
APPLIQUÉE
PROCÉDÉ ET FORMULE DE FIXAGE POUR
PLAQUES
NUCLÉAIRES
ÉPAISSES
ÉLIMINANT LA CORROSION DES
GRAINS D’ARGENTpar
H. BRAUN,
Chargé de Recherches, Laboratoire de
Physique Corpusculaire,
Strasbourg.Résumé. 2014 Différents facteurs pouvant intervenir dans la corrosion des grains d’argent dans
les plaques nucléaires épaisses, tels la composition, le pH, le potentiel d’argent, le
potentiel
d’oxydo-réduction et le volume du bain fixateur utilisé, ont été étudiés.L’auteur propose une méthode et une formule de fixage contenant de l’acide
l-ascorbique
per-mettant d’obtenir desplaques
nucléairesépaisses
exemptes de corrosion et transparentes.Abstract. 2014 The corrosion of the silver
grains in thick nuclear plates may be due to several
causes such as the composition, the pH, the silver
potential,
the redox potential and the volume of the fixing bath. These have been investigated.The author proposes a method of fixing and a formula for the fixing bath containing ascorbic
acid, which makes it
possible
to obtain thick nuclearplates
free of corrosion and perfectlytrans-parent.
Tome 21 SUPPLÉMENT AU No 7 JUILLET 1960
Introduction. - Le
problème
de la corrosion desgrains d’argent
dans lesplaques
nucléairesépaisses
lors dufixage
est un desplus importants parmi
ceux
qui
seposent
dans le traitement des émulsions.En
effet,
ilimporte
pour mesurer, discriminer etinterpréter
correctement les événements dans les émulsions nucléairesépaisses,
d’obtenir dans les différents lots d’émulsions et au sein d’une mêmeplaque
les mêmes courbes de densitégranulaire
etd’ionisation ;
ceciimplique
un traitementhomo-gène
etreproductible
desplaques.
Or,
la corrosion desgrains d’argent
dans le bain fixateur introduitune
dispersion
hasardeuse des mesures del’ioni-sation
qui
nedépendent
dès lorsplus
du passagedes
particules
dansl’émulsion,
etqui
varient d’un lot à l’autre et en fonction des z dans une mêmeplaque.
Un tel processus n’a
plus
rien de commun avecles méthodes de
sous-développement
contrôléqui
sont souvent utilisées pour
augmenter
la discrimi-nation dans le domaine des faibles ionisations.Beaucoup
d’auteurs se sontpréoccupés
de laques-tion,
et ontproposé
deshypothèses variées,
sur les causes de cette corrosion.Ainsi,
la dissolution desgrains d’argent
ensur-face de l’émulsion est souvent attribuée à la
pré-sence
d’oxygène
atmosphérique
dans les bains defixage [1].
D’autresraisons,
telle lapossibilité
que l’élévation detempérature
par le stade chaud affecte lesqualités
del’amidol,
ou les conditionsexpérimentales
dans leur ensemblepeuvent
êtresupposées
àl’origine
de cette corrosion.Yagoda
supposequ’elle
est liée auphénomène
d’auto-oxy-dation de l’amidol au cours de la
pénétration;
Vanderhaegue [2],
pour la corrosion enprofondeur,
au fait que l’amidol fortement adsorbé par la
géla-tine,
existe ousubsiste
enquantité plus
élevée,
aufond, qu’en
surface de l’émulsionaprès
le bain d’arrêt normal. Demers[3]
suppose que la corrosionpourrait
être due à certainsphénomènes
depoly-mérisation,
dus auxproduits
d’oxydation
durévé-lateur.
Samuelovitch et Barinova
[4] expliquent
lacor-rosion
dans
la solutiond’hyposulfite
de sodium par la solubilitépartielle
del’argent
faiblementdispersé
qui
compose la trace. La vitesse de solubilité del’argent
augmente
avec ledegré
dedispersion
del’argent
et enprésence
d’oxydants,
et paracidifi-cation du bain fixateur.
Heughebaert
[5]
suppose que l’amidol ouplutôt
un ion formé àpartir
de l’amidol estresponsable
del’oxydation
del’argent.
Cet auteur supposequ’il
y aformation
d’oxyde
d’argent
qui
se dissoutlente-ment.
74
En fonction des variables
possibles,
il nous a paruintéressant de
reprendre
l’étude de la corrosion enfonction des
principaux
facteurs suivants :1)
Com-position
du bainfixateur ;
2) pH
du bainfixateur ;
3)
potentiel d’argent
du bain fixateur :EAg;
4)
potentiel d’oxydoréduction
du bain fixateur :Ered ; 5)
volume de fixateur utilisé.Pour cette
étude,
nous avons effectuéquelques
centaines de
fixages différents,
et dans cettenote,
nous donnons les observations et résultats
qui
noussemblent actuellement les
plus
intéressants. Nous nous sommes efforcés de trouver unefor-mule de bain de
fixage, qui
bien quesupprimant
lacorrosion,
n’exalte pas les autres défauts des émul-sions nucléaires.Ainsi,
la valeur dupH
du bain fixateur est trèsimportante.
Pour diminuer legon-flement,
donc pour éviter la distorsion et ledécol-lage
del’émulsion,
et pouraugmenter
latranspa-rence, il est souhaitable
d’opérer
lefixage
en milieuacide. Par
contre,
pour accélérer lefixage
etsuppri-mer la
corrosion,
il estpréférable d’opérer
en milieubasique.
Mode
opératoire.
- Pour faciliter les essaissensi-tométriques,
nous avons utilisé comme dans lestests courants de notre
laboratoire,
desplaques
G 5 Ilford 10 y,exposées
à la lumière normale àtravers un escalier de densités
croissantes,
déve-loppées
àl’amidol,
arrêtées à l’acideacétique,
lavées à l’eau distillée et fixées dans des solutions defixage
decomposition
différente. Lesplaques
étaientgroupées
par série dequatre,
lapremière
étant retirée du fixateur
après
20 minutes(témoin),
les suivantes en fonction du taux derongement.
Les essais semblant lesplus
intéressants ont ensuiteété
appliqués
à des émulsions G 5 Ilford de 600 {l contenant des événements durayonnement
cos-mique
etexposées
à des neutronsrapides
provenant
d’une source de Po-Be. Ces
plaques
sont traitées parla
technique
dudéveloppement
partempérature.
- Commeparamètre
de mesure de la corrosion dans les émulsionsépaisses,
nous avons utilisé lecomp-tage
et la mesure delongueur
des lacunes sur les100 derniers microns de
protons
de recul.Pour les émulsions de 10 y
d’épaisseur
exposées
à lalumière,
nous avons mesuré les densités à l’aided’un densitomètre construit au laboratoire.
Dans tous nos essais de
fixage,
nous avons utiliséune solution
d’hyposulfite
de sodium de 350g/litre.
Le volume de fixateur utilisé a presque
toujours
été de 1 litre pour 3 g de bromure
d’argent
contenu dans l’émulsion.Nous avons
généralement
mesuré etenregistré en
fonction du
temps
les variations depH,
depotentiel
d’oxydoréduction
Ered
etpotentiel d’argent
EAg
des solutions.Résultats et observations. -
A)
INFLUENCE DEL’OXYGÈNE
ATMOSPHÉRIQUE. -
A l’aide d’unappa-reil
étanche,
réalisé au laboratoire[6],
nous avonsimprégné
etdéveloppé
desplaques
entièrement enatmosphère
d’azote. Le révélateur a étépréparé
defaçon
àempêcher
toute action del’oxygène
de l’airsur lui.
L’eau servant à cette
préparation
a été aupréa-lable
portée
à ébullition et le révélateur lui-mêmenon filtré.
Malgré
uneaugmentation
de latranspa-rence, les émulsions traitées de cette
façon
sontrongées
en surface.L’oxygène
atmosphérique
n’est donc pas le seulresponsable
durongement.
b)
INFLUENCE DUpH. -
Afin d’étudier lacorro-sion des
grains
d’argent
en fonction de la valeurdu
pH
du bainfixateur,
nous avons effectué unesérie de
fixage
enrajoutant
àl’hyposulfite
desodium des
quantités
croissantes de métabisulfite de sodium.Nos résultats sont en accord avec ceux trouvés
par Samuelovitch
[4].
Ilsindiquent
uneaugmen-tation de la dissolution des
grains
dans un telfixa-teur acidifié en fonction de l’accroissement de la
quantité
de métabisulfiterajoutée
et donc de l’abaissement de la valeur dupH.
Cette augmen-tation de la corrosion dans un fixateur acidifié aumétabisulfite de sodium
peut
s’expliquer
par ladé-composition
del’hyposulfite
en sulfite et soufre colloïdal aux valeurs depH
utilisées(pH
4,5
à7).
Par
contre,
nous n’avons pascomplètement
retrouvé les résultats de
Païc,
sur la résistance à lacorrosion,
à la suited’emploi
d’eau distillée etdégazée,
et deproduits
pouranalyses,
pour lefixa-teur acide
tamponné
à l’aideacétique
+
sulfite de sodium[1].
Par
rajout
de sulfite de sodiumseul,
on obtientde meilleurs résultats.
Cependant,
nous avonscons-taté
qu’en
milieusulfitique
et pour lesconcen-trations
(supérieures
à 10 g parlitre)
nécessaires pourproduire
une certaine efficacité dans lapro-tection contre la
corrosion,
lefixage
se faitbeau-coup
plus
difficilement et lesplaques
épaisses
pré-sentent une forte turbidité
qui
les rendprati-quement
inobservables.Ainsi,
unesimple
variation de la valeur dupH
du bainfixateur,
même à l’aide de réducteurs tels que le métabisulfite et le sulfite de sodium nepermet
pas deprotéger
efficacementles
plaques
contre la corrosion.C)
POTENTIEL D’ARGENT DU BAIN FIXATEUR :EAg.
.- Par
rajout
d’acétated’argent,
de sulfited’argent
ou de bromure
d’argent,
nous avons réussi à dimi-nuer très fortement la corrosion.Cependant,
pour les concentrations donnant uneprotection
efficace(supérieures
à 2 g de selsd’argent
par litre defixa-teur),
letemps
defixage
augmente
démesurémentet les émulsions
perdent
de leurtransparence.
Ainsi,
dans la
pratique,
il convient de ne pasrajouter
75
Ces résultats sont conformes à ceux trouvés par
Bonetti
[7].
Les mesures dupotentiel
d’argent
nousont montré que,
plus
la valeur deEAg
estélevée,
moins il y a de corrosion.
Les différentes valeurs de
EAg,
ont été obtenues soit parrajout
d’un seld’argent,
soit en utilisantun bain fixateur «
usagé n
obtenu parfixage
préa-lable de vieilles
plaques.
Il est intéressant de
signaler
quel’enregistrement
de la mesure des valeurs deEAg
du bain fixateurpeut
servir à la détermination et au contrôle de lavitesse de
fixage (quantité
de seld’argent
sortie de laplaque),
et ainsi contribuer à la diminution dela
distorsion due à l’affaissement de lagélatine (fig. 1).
’ FIG. 1.
-Fig:. 2
__-Fig:’ 3
w
-E!L5FIG. 2, 3, 4 et 5. - Variation de la densité des
spots en fonction du temps de fixage dans différents bains de fixage. Émulsions Ilford G 5 1 0 y exposées à la lumière longue à travers un escalier de
den-sités croissantes. Développement à l’amidol (formule de
Bruxelles)
30 minutes. Bain d’arrêt à l’acideacétique.
Fixage : Hyposulfite de sodium 350 g/1
(fig.
2)Hyposulfite de sodium 250 g/1
Révélateur Amidol
(Bruxelles)
2 cm3/1(fig.
3)Hyposulfite de sodium 350 g/1
Bromure d’argent 1 g/1
(fig.
4)Phosphate de sodium
disodique
36 gHyposulfite de sodium 350 g/1
(fig.
5)Acide
1-ascorbique
2 g/1Phosphate de sodium monosodique
76
d)
POTENTIEL D’OXYDO-RÉDUCTION DU BAIN FIXATEUR :Ered.
-L’interprétation
de la mesuredes valeurs de
Ered est
plus
incertaine. Nous n’avons pu en tirer aucune conclusion.Cependant,
dansenviron 7 essais sur
10,
il semble queplus
lepoten-tiel redox de la solution fixatrice est bas
(réduc-teur),
moins il y a decorrosion,
par contre cetteconstatation est entièrement fausse
lorsque
nousrajoutons
2 cm3 de révélateur à l’amidol par litre defixateur,
cequi
a pour effet de diminuerforte-ment la valeur de
Ered
duifixateur
et de provoquerune corrosion
catastrophique
(fig.
2 à5).
e)
VOLUME DE FIXATEUR UTILISÉ. - Nous avionsentrepris
nos essais defixage
en utilisant 1 litre defixateur pour 3 g de bromure
d’argent contenus
dans l’émulsion.Cependant
nous avons constatéqu’on
pouvait
sansaugmenter
grandement
letemps
defixage,
fixerjusqu’à
20 g de bromured’argent
par litre de fixateur et dans ces conditions diminuerfortement la
corrosion,
tout en obtenant desplaques
trèstransparentes.
Nous avons d’autre
part
constaté quel’image
d’argent
sur unpapier
photographique
vire souventau brun avant de
disparaître
entièrement et ced’autant
plus
facilement etrapidement
que lepapier
estproche
de la surface de la solution.Aussi,
en
appliquant
ces observations aux émulsionsnu-cléaires,
nous avons été amenés à utiliser des bacs defixage
profonds
permettant
de recouvrir lesplaques
avec environ 10 cm de fixateur.Fixage
parrajout
d’acidel-ascorbique.,
a ^-- Desessais
précédents,
nous n’avons pu déduire aucuneformule de
fixage supprimant
entièrement lacorro-sion sans exalter d’autres défauts de la
plaque. Aussi,
avons-nous
essayé
différentes substancesréduc-trices ou
anti-oxydantes.
Nous avons obtenu detrès bons résultats par
rajout
d’acidel-ascorbique
dans le bain fixateur sous certaines conditionsde
pH.
L’acide1-ascorbique
est unanti-oxydant
bien connu. Il est détruit à
l’air,
à la lumière et ensolution alcaline.
Parmi les nombreux essais effectués en fonction
des
concentrations,
dupH
et de latempérature,
nous avons retenu la formule No 1 suivante :
La valeur du
pH
est stable durant tout lefixage.
La bassetempérature
déjà
recommandée pour éviter la distorsion et la formation de bulles ralentit aussi toutes réactions secondaires dans la solutiond’hyposulfite
de sodium et limite substantiellement la corrosion desgrains
et la coloration de lagélatine
Nous avons récemmentremplacé
notre bac defixage
en acierinoxydable
par un bacargenté.
Les
fixages
d’émulsion Ilford G 5 de600 03BC
effec-tués à l’aide de la formule N°
1,
ne nous ont donnéaucune trace de
corrosion,
des émulsions trèstrans-parentes,
très peu de distorsion et aucungradient
de
développement (tableau 1).
TABLEAU I
78
Heughebaert
[8]
a montré récemment que laprotection
associée àl’emploi
d’acidel-ascorbique
dans lefixage
peut
être étendue au stade dudéve-loppement
en substituant de l’acidel-ascorbique
àl’acide
borique.
Conclusion. -D’après
nosexpériences
il doitexister au
moins,
deux causes de corrosion desgrains d’argent :
1)
Une corrosion relativement peuimportante
due
àl’attaque
del’argent
parl’hyposulfite
de sodium ou sesproduits
dedécomposition
et àl’oxygène atmosphérique
sous certaines conditionsde
pH.
Le taux derongement
dans ce cas,peut
êtrediminué par
dégazage
de l’eau et paremploi
desproduits chimiques-purs
[1].
2)
Une corrosioncatastrophique
effaçant
entiè-rement les traces dues à l’amidol ou à ses
produits
d’oxydation,
spécifique
à cette substancedévelop-patrice
et accélérée parl’oxygène atmosphérique.
En
effet,
lorsqu’on ajoute
2
cm3 de révélateur àl’amidol,
au bain defixage,
onobserve, au
bout dequelques
heures,
ladisparition
quasi complète
del’argent développé.
Parcontre,
parrajout
d’hydro-quinone
ou depyrogallol,
on n’observe aucunecorrosion,
mais une forte coloration en rouge et ledécollage
de l’émulsion.En
rajoutant
de l’acidel-ascorbique
à la solu-tiond’hyposulfite
de sodiumtamponnée
àpH
6,5
à l’aide dephosphate
mono etdisodique
et en tenantcompte
des conditions defixage
mentionnéesci-dessus,
nous avons pusupprimer
cette corrosioncatastrophique.
Remerciements. - Ce travail
a été effectué au
laboratoire de
Physique corpusculaire
de l’ Uni-versité deStrasbourg
sous la direction du ProfesseurP. CÜER que nous remercions vivement pour ses
précieux
conseils. Il a été matériellementpossible
grâce
àl’appui
de la commission desgrands
accé-lérateurs’ du C. N. R. S. en faveur du laboratoire.
Manuscrit reçu le 8 février 1960.
BIBLIOGRAPHIE
[1] PAIG
(M.),
THURO(C.)
et
TUK-ZIVKOVIE(M.),
Sur unprocédé de fixation évitant le rongement. 1er
Col-loque International de Photographie
Corpusculaire,
Strasbourg, juillet 1957, p. 259-272.
Corpuscu-[2] 1er Colloque International de
Photographie
Corpuscu-laire, Strasbourg, juillet 1957, p. 267 (Discussion de
[1]).
[3] Cf. [2].
[4] SAMUELOVITCH (D.
M.)
et RABINOVA (E. S.), J.« Prib. et techn. experiment », Académie des Sciences,
U. R. S. S., 1956, n° 3.
[5] HEUGHEBAERT (J.), Université de Milan. Report of
meeting of C. E. R. N., Genève, janvier 1959, p. 80.
On Corrosion of Nuclear emulsion.
[6] BRAUN (H.), Thèse, juin 1958, Strasbourg.
[7]
BONETTI,
1erColloque
International dePhotographie
Corpusculaire,
Strasbourg,juillet
1957.[8]
HEUGHEBAERT (J.), Réunion de travail de laSous-Commission de travail des utilisateurs d’émulsions
