Durchstrahlungsverfahren

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. 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. 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 1 erkennbar. Bei einem geringen Füllstand (Bild 1a) 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.