Beim Durchstrahlungsverfahren wird die Durchdringungsfähigkeit radioaktiver Strahlung von Stoffen und ihr Absorptionsvermögen in Stoffen genutzt. Damit kann man Werkstoffprüfungen durchführen, die Dichte, Konzentration oder Dicke von Stoffen messen oder Füllstandsmessungen realisieren.
Prüfung von Werkstoffen
Bei massiven Werkstücken (Trägern, Behältern, Lagerungen
für Brücken) kann man mögliche Fehler oder Mängel
von außen meist nicht erkennen. Die Werkstoffprüfung
kann aber mithilfe radioaktiver Strahlung erfolgen. Bild 1 zeigt das
Prinzip des Verfahrens. Das betreffende Werkstück wird durchstrahlt.
Die hindurchtretende radioaktive Strahlung wird mit einem Strahlungsmessgerät
erfasst oder mithilfe eines Films registriert. Ist ein Fehler in dem Werkstück
vorhanden, so erfolgt dort eine andere Absorption radioaktiver Strahlung
als bei den benachbarten Bereichen. Damit wird an der betreffenden Stelle
eine andere Intensität der hindurchtretenden Strahlung registriert.
Mit diesem Verfahren kann man nicht nur erfassen, ob in einem Werkstück
Einschlüsse oder Luftblasen vorhanden sind, sondern
z. B. auch die Qualität von Schweißnähten prüfen.
Dicken- und Füllstandsmessungen
Bei der Herstellung von Folien aus Kunststoff oder von Papier muss ständig
geprüft werden, ob diese Folien oder das Papier die gewünschte
Dicke haben. Solche kontinuierlichen Dickenmessungen
können mithilfe radioaktiver Strahlung durchgeführt werden (Bild
2). Dazu wird eine Strahlungsquelle mit einem langlebigen Radionuklid
oberhalb der Folienbahn angebracht. Unterhalb befindet sich ein Empfänger,
der die durch die Folien hindurchtretende Strahlung ständig registriert.
Bei einer bestimmten Schichtdicke hat die hindurchtretende Strahlung einen
bestimmten Wert. Ändert sich die Schichtdicke, so wird mehr oder
weniger radioaktive Strahlung als vorher registriert. Über einen
Regelungsmechanismus wird dann die Materialzufuhr so verändert, dass
wieder die gewünschte Schichtdicke erreicht wird.
Zur Füllstandsmessung in Behältern wird ebenfalls das Absorptionsvermögen radioaktiver Strahlung genutzt. Das Prinzip ist aus Bild 3 erkennbar. Bei einem geringen Füllstand (Bild 3a) gelangt die Strahlung direkt zum Empfänger. Vergrößert sich der Füllstand, so muss die radioaktive Strahlung auch durch die Flüssigkeit hindurchtreten und wird dort teilweise absorbiert. Die Intensität der beim Empfänger ankommenden radioaktiven Strahlung ist wesentlichen geringer. Durch Anbringen mehrerer Strahlungsquellen und Empfänger lässt sich der Füllstand in unterschiedlichen Höhen feststellen.
Messungen der Dichte und der Konzentration
von Stoffen
Das Durchstrahlungsverfahren kann man auch zur Dichtemessung
und zur Konzentrationsmessung
nutzen.
Chemische Stoffe werden häufig durch Rohrleitungen transportiert.
Bringt man an einer solchen Rohrleitung auf der einen Seite eine Strahlungsquelle
und auf der anderen Seite einen Strahlungsempfänger an, so wird vom
Empfänger bei einer bestimmten Dichte des Stoffes eine bestimmte
Intensität der hindurchtretenden Strahlung registriert. Ändert
sich die Dichte des Stoffes, so ändert sich auch sein Absorptionsvermögen.
Es kommt mehr oder weniger Strahlung beim Empfänger an. Die Intensität
der hindurchtretenden Strahlung ist somit ein Maß für die Dichte
des Stoffes, der durch die Rohrleitung strömt.
In ähnlicher Weise können auch Konzentrationsmessungen durchgeführt
werden.