Welche Arten von Transport- und Strahlenschutzbehältern gibt es?
Welche Arten von Transport- und Strahlenschutzbehältern gibt es in der industriellen Radiographie?
Der Transport und die Handhabung von versiegelten Strahlenquellen unterliegen strengen internationalen Sicherheitsvorschriften,
da eine Strahlenquelle im Gegensatz zu einer Röntgenröhre, die abgeschaltet werden kann,
kontinuierlich Strahlung in alle Richtungen abgibt. Während des Transports und der Verwendung muss die Strahlenquelle
von einem strahlungsabsorbierenden Volumen umgeben sein, das wiederum in einem Behälter
eingeschlossen ist. Der gesetzlich festgelegte Höchstwert für die Radioaktivität an der Außenfläche
des Behälters darf nicht überschritten werden.
Wie der Transportbehälter muss auch der Strahlenschutzbehälter robust sein und jederzeit sicher funktionieren
. Der Strahlenschutzbehälter muss ausfallsicher und wasser-
und schmutzfest sein. Er darf auch nicht durch Stöße beeinträchtigt werden. Wenn das strahlungsabsorbierende
Material (z. B. Blei) schmilzt (bei einem Brand), dürfen die strahlungsabsorbierenden Eigenschaften nicht verloren
gehen. Dies erfordert ein Gehäuse aus einem Material mit hohem Schmelzpunkt, z. B. Stahl.
Neben Blei wird zunehmend ein neuer Sinterwerkstoff mit sehr hohem Wolframanteil (97 %)
als Abschirmmaterial eingesetzt. Dieses Material ist leicht zu verarbeiten und neigt nicht zum Schmelzen.
.
Auch stark abgereichertes Uran (mit der höchsten Strahlungsabsorption) wird zur Abschirmung verwendet,
was zu sehr kompakten Strahlenschutzbehältern führt. Ein Nachteil dieses Materials ist jedoch, dass es eine gewisse minimale Radioaktivität aufweist. Aus diesem Grund ist die Verwendung von
abgereichertem Uran in einigen Ländern verboten.
Unabhängig vom verwendeten Abschirmmaterial haben alle Behälter ein erhebliches Gewicht
gemeinsam.
Es gibt verschiedene Lösungen für das Problem, eine Strahlenquelle sicher zu lagern,
und sie auf einfache, aber absolut sichere Weise in ihre Strahlungsposition
zu bringen. Zwei häufig verwendete Ausführungen sind: Die Quelle S befindet sich in einem rotierenden
Zylinder, wie in Abbildung 11-5 gezeigt, oder in einem S-Kanal-Behälter, wie in Abbildung 12-5 gezeigt.
Der S-Kanal-Behälter ist in der Regel mit einer Vorrichtung ausgestattet, die es ermöglicht, die Strahlenquelle aus einem bestimmten
Abstand zu entfernen (schließlich ist Abstand der sicherste Schutz vor Strahlung). Dies kann über ein
flexibles Kabel in einem Schlauch (Teleflex-Ausführung) erfolgen, wie in den Abbildungen 13-5 und 14-5 dargestellt.
Mit dieser Konstruktion ist es möglich, den flexiblen Schlauch so zu verlängern, dass die Strahlenquelle
sicher mehrere Meter aus dem Behälter heraus in die günstigste Expositionsposition
bewegt werden kann.
Abbildung 14-5 zeigt einen S-Kanal-Container mit einem flexiblen (Metall-)Schlauch und einem Kabel in aufgerollter (Transport-)Position. Abbildung 15-5 zeigt einen neueren (2006) S-Kanal Selen75-Behälter mit Betriebsschläuchen und Pigtail. Das Radioisotop Selen75 wird immer beliebter, seit neue
Produktionsmethoden (Anreicherung) zu einem viel besseren k-Faktor geführt haben. So wird für eine bestimmte Aktivität (Quellstärke) eine viel kleinere Quellgröße (Fokus) erreicht. Dies führt zu einer besseren/schärferen Bildqualität als mit dem alten Selen75-Produktionsverfahren erreicht werden konnte. Aufgrund des mittleren Energieniveaus von 320 kV ersetzt Selen75 zunehmend Röntgengeräte
für Stahl im Dickenbereich von 5 mm bis 30 mm. Dadurch entfällt der Bedarf an
elektrischer Energie, was aus Gründen der elektrischen Sicherheit sehr attraktiv ist und
an abgelegenen oder schwer zugänglichen Arbeitsplätzen (hoch, tief, offshore,
Raffinerien usw.) von Vorteil ist. Nicht zuletzt ist das Gewicht des Selenbehälters wesentlich geringer als das
eines Iridium192-Behälters gleicher Quellstärke.
Um eine Radiographie an Einsatzorten mit (vielen) Menschen in der Umgebung zu ermöglichen, wie auf Bohrinseln oder in Montagehallen, wurden Behälter mit Drehzylindern und Kollimatoren entwickelt, sodass nur der für die Radiographie benötigte Strahl abgegeben werden kann. Die übrige Strahlung wird vom Kollimatormaterial absorbiert. So können Menschen sicher in einigen Metern Abstand arbeiten, während eine Radiographie durchgeführt wird. Derartige Behälter mit Kollimatoren werden auch als "CARE" (Confined Area Radiation Equipment) oder "LORA" (Low Radiation) bezeichnet.
Ohne Kollimatoren beträgt der Mindest-Sicherheitsabstand in alle Richtungen erheblich über 10 Meter.
Behälter mit Kollimatoren sind besonders für häufige, identische wiederholte ZfP-Aufgaben geeignet, wie beispielsweise die Röntgenprüfung von Schweißnähten an Rohren mit Durchmesser unter 300 mm. In Abbildung 16a-5 ist ein derartiger Spezialbehälter mit Kollimator zur Röntgenprüfung beider Wände dargestellt. Die Querschnittszeichnung in Abbildung 16b-5 zeigt die Grenzen des Strahls. Bei höheren Abständen zwischen Fokus und Film werden längere Kollimatoren verwendet, um den Strahl zu begrenzen.
Dieser Behältertyp eignet sich für Iridiumquellen mit bis zu 1000 GBq und wiegt "nur" etwa 20 kg.
Eine abgedichtete Strahlungsquelle (Kapsel) könnte lecken und zur offenen Quelle werden, wenn eine Beschädigung durch Korrosion, mechanische Schäden, chemische Reaktionen, Feuer, Explosionen usw. eintritt. Regelmäßige, obligatorische Tests durch Experten müssen vorgenommen werden, um Lecks frühzeitig zu erkennen.