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Ionisierende Strahlung

Dickenmessung in der Werkstoffprüfung

Mit Hilfe von Strahlen geringer Durchdringungsfähigkeit (zum Beispiel β-Strahlung) können Dickenmessungen bis zu einigen mm Stärke durchgeführt werden. Man bedient sich dabei folgender Verfahren:

Absorptionsverfahren

Hierbei wird die Schwächung der Strahlung beim Durchgang durch das zu untersuchende Material gemessen. Die Methode sei hier am Beispiel einer Dickenmessanlage aus der Papierindustrie erläutert.

Abb.1

Auf der einen Seite des durchlaufenden Papierbandes P ist eine ß-Strahlenquelle Q angebracht. Der von ihr emittierte Strahl S wird teilweise vom Papier absorbiert. Der nicht absorbierte Anteil gelangt in den Detektor D (Zählrohr). Treten Unterschiede in der Materialstärke auf, so ist die Absorption verschieden und in gleicher Weise die Detektoranzeige. Diese ist mit einer Regelvorrichtung R gekoppelt, die die Dickenregulierung der beiden Druckwalzen W bewerkstelligt. Zu dieser Messmethode sind nur β-Strahler geeignet. Häufig wird dazu Tl204 verwendet.

Rückstrahlverfahren

Im Unterschied zum Absorptionsverfahren wird beim Rückstrahlverfahren die Reflexion der Strahlung an dem zu untersuchenden Material gemessen. Da der reflektierte Anteil (solange keine Sättigungsdicke vorliegt!) von der Materialstärke abhängt, kann auf diese Weise die Dicke bestimmt werden.

Abb.2

Der ausgeblendete Strahl S einer β-Strahlenquelle Q wird schräg auf die zu untersuchende Wand W (zum Beispiel die Außenfläche eines Rohres) gerichtet. Ein Teil der auftreffenden Strahlung wird von der Oberfläche reflektiert. Die Intensität des reflektierten Anteils wird mit dem Detektor (Zählrohr) registriert.

Das Verfahren wird vor allem da angewandt, wo die Absorptionsmethode nicht anwendbar oder unvorteilhaft ist, zum Beispiel bei Wanddickenmessungen von geschlossenen Gefäßen, Rohrleitungen und ähnlichen. Wegen der relativ geringen Intensität der reflektierten Strahlung müssen stärkere Strahlungsquellen benutzt werden.

Tab.1
Zusammenstellung einiger in der Dickenmessung verwendeter Radionuklide
AnwendungsgebietRadionuklidHalbwertszeitStrahlungEnergie (MeV)
Dickenmessung
Ta182115 dγ1,12
Tl2043,78 aβ0,76

1)

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