In der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung werden sowohl Röntgenstrahler (Röntgenröhren, Beschleuniger) sowie Gammastrahler (Co 60, Ir 192, Se75 usw.) eingesetzt.

Röntgenstrahlen werden erzeugt, indem in einem nahezu luftleeren Raum Elektronen beschleunigt und dann durch Auftreffen auf ein Target abgebremst werden. Beim Abbremsvorgang entsteht die Röntgenstrahlung. Bei Röntgenanlagen ist die Durchstrahlungsenergie bis zu einem röhrenspezifischen Maximum frei wählbar und kann somit für Werkstoff und Wanddicke optimal eingestellt werden. Die Strahlzeiten sind im Vergleich zu Gammaquellen auf Grund der hohen Dosisleistungen deutlich geringer. Das Einrichten bzw. Positionieren dieser Strahlenquellen ist bedingt durch Bauart, Größe und Kabelverbindungen aufwändiger als bei Gammastrahlern.

Gammaarbeitsgeräte sind nach einem einfachen Prinzip aufgebaut. In Ruhestellung befindet sich ein radioaktives Präparat in einem Abschirmbehälter (Arbeitsgerät). Der Strahlenquellenhalter wird mit einem Bowdenzug verbunden. Nach dem Öffnen des Behälters kann die Strahlenquelle mit Hilfe des Bowdenzuges (Fernbedienung) durch ein Ausfahrohr oder Ausfahrschlauch in Arbeitsstellung gebracht werden. Nach Beendigung der Strahlzeit wird das Präparat wieder in den Arbeitsbehälter gezogen und der Behälter wird wieder verschlossen. Durch diese einfachen mechanischen Funktionen sind solche Anlagen sehr unempfindlich und zudem vom Stromnetz unabhängig. Sie sind damit gut für den Baustellenbetrieb geeignet. Als Nachteil gilt, dass die Durchstrahlungsenergie vom Isotop abhängig ist und somit nicht optimal auf jede Prüfaufgabe eingestellt werden kann. In vielen Fällen ist eine geringere Bildgüte zu erwarten. Außerdem nimmt die Aktivität kontinuierlich ab, so dass sich die Belichtungszeiten immer weiter verlängern, bis das Präparat schließlich ersetzt werden muss.

In Beschleunigern werden Elektronen auf eine Kreisbahn (Betatron) oder in einem linearen Beschleunigerrohr (Linearbeschleuniger) auf hohe Geschwindigkeit gebracht und ebenfalls zur Entstehung von Röntgenstrahlen abgebremst. Die hierbei erreichbaren Energien sind um ein vielfaches höher als bei klassischen Röntgenröhren und betragen in der zerstörungsfreien Prüftechnik üblicherweise 1 bis 30 MeV.

Bei Beschleunigern ist die Durchstrahlungsenergie nicht stufenlos frei wählbar. Es gibt Geräte, die nur mit einer konstanten Energie arbeiten, oder auch Geräte bei denen wenige Stufen einstellbar sind (z.B.: 6 MeV, 9 MeV und 12 MeV). Die Strahlung ist bauartbedingt gepulst, was beim Einsatz von digitalen Detektoren einen hohen Aufwand für die Synchronisation erfordert.

Aufgrund der hohen Durchdringungsfähigkeit und der hohen Dosisleistung ist ein enormer Aufwand an Strahlenschutzmaßnahmen erforderlich. Abhängig von der Energie sind Durchstrahlungsräume mit Betonwänden von 2 bis 3 m Dicke erforderlich. Die Strahlenquellen werden im Regelfall mit speziellen Krananlagen (Manipulatoren) positioniert.

Beschleuniger werden für Wanddicken eingesetzt, bei denen Röntgenanlagen oder Gammastrahler keine ausreichende Durchdringung mehr liefern oder zu unwirtschaftlichen Belichtungszeiten führen. Der bei uns eingesetzte 9 MeV – Linearbeschleuniger wird üblicherweise im Wanddickenbereich von 50 mm bis 400 mm Stahl eingesetzt.

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Gesellschaft für Radiographie mbH

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