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Timo Wendel, Sommersemester 2012


Radiographie ist die bildgebende Durchleuchtung von Materialien mittels Röntgen- bzw. Gammastrahlung. Diese Strahlung wird auch ionisierende Strahlung genannt.

Geschichte

Ionisierende Strahlung wurde 1895 von Wilhelm Conrad Röntgen (1845 - 1923) entdeckt. Zunächst wurden sie nur in der Medizin eingesetzt, da die Technik nicht fortschrittlich genug war, um Röntgenstrahlen zu produzieren, die für technische Anwendungen stark genug waren. Erst 1913 wurde mit den Hochvakuum-Röntgenröhren der technische Grundstock für die industrielle Anwendung gelegt. Heutzutage erfreut sich die Radiographie aufgrund der einmaligen Möglichkeiten in der Industrie immer größerer Beliebtheit. Im Bauwesen wird die Radiographie nur selten und für spezielle Anwendungen wie z.B. bei der Schweißnahtprüfung eingesetzt.

Physikalische Grundlagen

Es gibt verschiedene Arten von ionisierender Strahlung: Die sogenannte \alpha- und \beta-Strahlung sind beides energiereiche Teilchen mit begrenzter Reichweite und Eindringtiefe. Somit sind sie für die Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) ungeeignet. Die \gamma-Strahlung hingegen ist elektromagnetische Strahlung, hat wie Licht im Vakuum eine unendliche Reichweite und kann sehr tief in Materie eindringen. Sie wird nur gestoppt, wenn sie direkt auf einen Atomkern trifft. Auch Röntgenstrahlen sind elektromagnetische Wellen und unterscheiden sich von den \gamma-Strahlen nur in ihrer Herkunft. Während \gamma-Strahlung beim Zerfall von radioaktiven Isotopen entsteht, werden in Röntgengeräten die Röntgenstrahlen durch starke Beschleunigung von Elektronen erzeugt.

Versuchsaufbau

Bei der Radiographie müssen immer zwei Seiten einer Probe zugänglich sein. Auf der einen Seite wird der Strahler platziert, auf der gegenüber liegenden der Empfänger, ein fotoempfindliches Medium. Die elektromagnetischen Wellen, die jetzt den Probekörper durchdringen, bleiben an dichteren Stellen häufiger stecken als an weniger dichten Stellen der Probe. Auf dem Empfänger hinterlassen die Photonen, die die Probe durchdrungen haben, Spuren, die somit Rückschlüsse auf die Dichte der Probe an den entsprechenden Stellen zulassen. An Stellen mit Rissen werden z.B. überhaupt keine Photonen steckenbleiben, wohingegen ein Bewehrungseisen sehr viele Photonen abfangen wird. Der Strahler kann entweder ein Röntgengerät oder auch ein natürlicher Strahler sein. Beispielsweise werden zur Schweißnahtprüfung in Rohren gerne Lanzen mit aufgestecktem Strahler aus Cäsium verwendet.

Versuchsdurchführung

Da ionisierende Strahlung ein hohes Gesundheitsrisiko birgt, ist die Durchführung ausschließlich speziell geschultem Personal vorbehalten. Der Name Ionisierende Strahlung besagt bereits, dass sie fähig ist chemische Verbindungen aufzuspalten. Daher können an lebenden Organismen starke Verletzungen z.B. akut Verbrennungen oder langfristig Krebs entstehen. Aus diesem Grund ist auf die Sicherheit bei der Versuchsdurchführung größter Wert zu legen, umso mehr da man ionisierende Strahlung nicht sehen, fühlen oder schmecken kann. Daher sind bei der Durchführung Abschirmungen unerlässlich.

Vergleich mit anderen ZfP Methoden

Radiographie bietet zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten und äußerst genaue Ergebnisse, wie sie vom Röntgen beim Arzt bekannt sind. Diese Genauigkeit der analogen Bildgebung ist für die ZfP ungewöhnlich hoch.

Vor- und Nachteile

Vorteile der Radiographie sind die ungewöhnlich exakten Einblicke in Materialien auch in kleinsten Abmessungen. Der hohe Aufwand, die Gefährlichkeit sowie die notwendige zweiseitige Zugänglichkeit stehen dem jedoch entgegen.

Literatur