DE102017116551A1

DE102017116551A1 - Strahlenschutzvorrichtung für Inspektionsanlagen

Info

Publication number: DE102017116551A1
Application number: DE102017116551.7A
Authority: DE
Inventors: Jörg Bermuth
Original assignee: Smiths Heimann GmbH
Current assignee: Smiths Heimann GmbH
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2019-01-24
Also published as: US20220051826A9; US20210151212A1; CN111066093A; WO2019016365A1; US11289225B2; EP3655974A1; EP3655974B1

Abstract

Strahlenschutzvorrichtung (30) für eine Öffnung (E, A) für Inspektionsobjekte (23, 24, 25) an einem Strahlentunnel (12) einer Inspektionsanlage (10), wobei die Strahlenschutzvorrichtung (30) aus mehreren in einem Abstand (D) in einer Transportrichtung (TR) des Strahlentunnels (12) hintereinander angeordneten Strahlenschutzvorhängen (30a, 30b) gebildet ist, wobei ein erster Strahlenschutzvorhang (30a) einen ersten schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitt (30a-1) aufweist, der nur einen ersten Bereich der Öffnung (E, A) abdeckt und zweite schirmende Strahlenschutzvorhangabschnitte (30b-1) mindestens eines in Transportrichtung (TR) hinter dem ersten Strahlenschutzvorhang (30a) angeordneten zweiten Strahlenschutzvorhangs (30b) den durch den ersten Strahlenschutzvorhang (30a) nicht abgedeckte Bereich der Öffnung (E, A) abdecken. Strahlenschutzelement für eine Strahlenschutzvorrichtung (30), das in seiner Längsrichtung (LR) einen schirmenden Abschnitt (30b-1) und einen nicht-schirmenden Tragabschnitt (30b-2) aufweist, wobei der nicht-schirmende Tragabschnitt (30b-2) so dimensioniert ist, dass er bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Strahlenschutzelements an der Strahlenschutzvorrichtung (30) im Bereich der mittels der Strahlenschutzvorrichtung (30) abzudeckenden Öffnung (E, A) verläuft und den schirmenden Abschnitt (30b-1) trägt, der wiederum vollständig bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Strahlenschutzelement an der Strahlenschutzvorrichtung (30) im Bereich der mittels der Strahlenschutzvorrichtung (30) abzudeckenden Öffnung (E, A) verläuft. Inspektionsanlage (10) mit wenigstens einer o.g. Strahlenschutzvorrichtung (30) an einer Öffnung (E, A) eines Strahlentunnels (12) der Inspektionsanlage (10), wobei die Öffnung (E, A) ein Eingang (E) des Strahlentunnels (12) oder ein Ausgang (A) des Strahlentunnels (12) ist. Verfahren zum Umrüsten einer Strahlenschutzvorrichtung an einer Röntgeninspektionsanlage (10), wobei eine vorhandene Strahlenschutzvorrichtung durch eine o.g. Strahlenschutzvorrichtung (30) ausgetauscht wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein den Schutz vor ionisierender Strahlung, wie beispielsweise vor mittels Röntgenröhren erzeugter Röntgenstrahlung. Im Besonderen betrifft die Erfindung eine Strahlenschutzvorrichtung, insbesondere einen Strahlenschutzvorhang mit neuartigen Strahlenschutzelementen, beispielsweise zur Verwendung an einem Strahlentunnel einer Röntgeninspektionsanlage.
Hintergrund der Erfindung
Die zerstörungsfreie Inspektion von Objekten mittels Röntgeninspektionsanlagen ist beispielsweise aus der Materialprüfung, Qualitätskontrolle in der Produktion, aber auch zur Sicherheitsüberprüfung von Objekten an Kontrollstellen am Zugang zu Sicherheitsbereichen oder gefährdeten Bereichen bekannt.
Bei bekannten Röntgeninspektionsanlagen befindet sich üblicherweise am Zugang eines Strahlentunnels ein Strahlenschutzvorhang. Wenn ein zu inspizierendes Objekt (Inspektionsobjekt), beispielsweise ein Gepäckstück, durch den Strahlenschutzvorhang in einen Strahlungsbereich der Inspektionsanlage hinein oder heraus geschleust wird, verhindert der Strahlenschutzvorhang ein Austreten ionisierender Strahlungen aus dem Strahlentunnel. Entsprechend kann ein Strahlenschutzvorhang an jedem offenen Ende des Strahlentunnels angeordnet sein, d. h. beispielsweise an einem ersten Ende zum Einschleusen und gegebenenfalls an einem zweiten Ende, wenn der Strahlentunnel zum Ausschleusen der Inspektionsobjekte am hinteren Ende offen ist.
Ein Strahlenschutzvorhang besteht üblicherweise aus mehreren, direkt nebeneinander quer zu der Transportrichtung zu inspizierender Objekte durch die Röntgeninspektionsanlagen angebrachten, herabhängenden Strahlenschutzelementen in Form von Lappen, Streifen oder Lamellen, die aus einem ionisierende Strahlung ausreichend dämpfenden Material, beispielsweise Blei, bestehen. Um eine ausreichende Dämpfung zu erreichen, weisen die Strahlenschutzelemente eine Mindestmaterialstärke und infolge dessen ein hohes Gewicht auf. Im Betrieb behindern die Strahlenschutzelemente den Durchlauf besonders von kleineren und/oder leichten Inspektionsobjekten („Problemobjekte“). Besonders kleinere Inspektionsobjekte können am Strahlenschutzvorhang hängen bleiben. Dadurch können sich Inspektionsobjekte am Strahlenschutzvorhang stauen. Aufgestaute Inspektionsobjekte werden schließlich auf Stoß im Verbund in den Strahlentunnel gefördert. Besonders bei automatischen Kontrollanlagen, wie beispielsweise in Gepäckumschlagsystemen, stellt sich das Problem, die einzelnen Inspektionsobjekte in einem solchen Verbund zuverlässig zu unterscheiden. Ein ähnliches Problem stellt sich bei der Verwendung von Wannen, in die kleinere Inspektionsobjekte eingelegt werden. Eine Wanne kann durch den Widerstand eines Strahlenschutzvorhangs auf dem Transportband verschoben werden. Bei Röntgeninspektionsanlagen, die verschiedene Röntgenprinzipien, wie z.B. Computertomographie (CT) und zeilenweise Durchleuchtung (Linescanner) einsetzen, können aufgrund der Lageveränderung der Wanne auf dem Transportband Probleme bei der Zuordnung zwischen den Durchleuchtungsinformationen des Linescanners und des CT auftreten.
DE 101 31 407 A1 schlägt vor, anstelle eines einzigen Strahlenschutzvorhanges, der aus mehreren flexiblen, nebeneinander angeordneten, Bleilappen mit hohem Gewicht besteht, mehrere leichte Strahlenschutzvorhänge in gewissen Abständen hintereinander anzuordnen. Die Materialstärke der einzelnen Bleilappen wird so dimensioniert, dass in der Summe die erforderliche Mindeststärke sichergestellt ist. Infolge des geringeren Gewichts der einzelnen Bleilappen sind die im Betrieb auftretenden Reibkräfte zwischen einem Inspektionsobjekt und dem einzelnen Strahlenschutzvorhang im Vergleich zu einem einzigen und dafür schwereren Strahlenschutzvorhang geringer, sodass die o.g. Probleme weitestgehend vermieden werden können.
1 zeigt die bekannte Röntgeninspektionsanlage 1 in einem seitlichen Querschnitt. Die Röntgeninspektionsanlage 1 weist vier Bleivorhänge 3a-3d auf, die paarweise und in einem Abstand hintereinander in einem Strahlentunnel 2 der Röntgeninspektionsanlage 1 angeordnet sind. Die beiden vorderen funktional zusammenwirkenden Bleivorhänge 3a, 3b sind innerhalb des Strahlentunnels 2 vor einem Strahlungsbereich 4 angebracht, die beiden hinteren funktional zusammenwirkenden Bleivorhänge 3c, 3d hinter diesem Strahlungsbereich 4. Im Strahlungsbereich 4 sind wenigstens eine Strahlenquelle 5 und wenigstens eine darauf ausgerichtete Detektoranordnung 6 angeordnet. Zum Transport eines Gepäckstückes 7 als Inspektionsobjekt in und durch den Strahlentunnel 2 dienen Gleitgurtförderer 8. Die Umsetzung der aus der DE 101 31 407 A1 bekannten Strahlenschutzvorrichtung erfordert eine Anordnung der vorderen Vorhänge 3a, 3b bzw. 3c, 3d hintereinander in gewissen Mindestabständen. Dies führt jedoch zu einer entsprechenden Verlängerung des Strahlentunnels 2 der Röntgeninspektionsanlage 1.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Strahlenschutzvorrichtung, insbesondere für eine Röntgeninspektionsanlage, vorzuschlagen, bei der eine Behinderung der die Strahlenschutzvorrichtung passierenden Inspektionsobjekte vermieden und gleichzeitig die Länge des Strahlentunnels der Röntgeninspektionsanlage kurz gehalten werden kann.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele und vorteilhafte Weiterbildungen sind in den sich jeweils anschließenden Unteransprüchen definiert. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Strahlenschutzvorrichtung und dem erfindungsgemäßen Strahlenschutzelement beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Inspektionsanlage, und jeweils umgekehrt. Daher wird bezüglich der Offenbarung der einzelnen Aspekte wechselseitig Bezug genommen.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Strahlenschutzvorrichtung zur Abschirmung ionisierender Strahlung an einer Öffnung für Inspektionsobjekte eines Strahlentunnels einer Inspektionsanlage. Bevorzugt dient die Öffnung zum Ein- und/oder Ausschleusen der Inspektionsobjekte in den Strahlentunnel hinein bzw. aus diesem heraus. Die gattungsgemäße Strahlenschutzvorrichtung ist aus mehreren in einem Abstand in einer Transportrichtung der Inspektionsobjekte in dem Strahlentunnel hintereinander angeordneten Strahlenschutzvorhängen gebildet.
Erfindungsgemäß weist die Strahlenschutzvorrichtung einen ersten Strahlenschutzvorhang mit einem ersten schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitt auf. Der erste schirmende Strahlenschutzvorhangabschnitt ist so dimensioniert, dass er nur einen ersten Bereich der Öffnung abdeckt. Damit können Inspektionsobjekte bis zu einer durch die Länge des ersten schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitts vorbestimmten Höhe unter dem ersten Strahlenschutzvorhang hindurch transportiert werden ohne den ersten Strahlenschutzvorhang zu berühren.
Erfindungsgemäß decken zweite schirmende Strahlenschutzvorhangabschnitte mindestens eines in Transportrichtung der Inspektionsobjekte hinter dem ersten Strahlenschutzvorhang angeordneten zweiten Strahlenschutzvorhangs den durch den ersten Strahlenschutzvorhang nicht abgedeckte Bereich der Öffnung ab. D.h., es gibt mindestens einen zweiten Strahlenschutzvorhang, der so dimensioniert ist, dass sein zweiter schirmender Strahlenschutzvorhangabschnitt den Bereich der Öffnung des Strahlentunnels abschirmt, der vom ersten Strahlenschutzvorhang nicht abgeschirmt wird.
Mit anderen Worten kann die erfindungsgemäße Strahlenschutzvorrichtung grundsätzlich mehrere zweite Strahlenschutzvorhänge der beschriebenen Art hintereinander aufweisen, die insgesamt so dimensioniert sind, dass die mehreren zweiten schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitte jeweils einen Bereich der Öffnung des Strahlentunnels abschirmen, der vom ersten Strahlenschutzvorhang sowie gegebenenfalls vorhergehende zweiten Strahlenschutzvorhängen noch nicht abgeschirmt wurde.
Bevorzugt wird die Länge des letzten zweiten Strahlenschutzvorhangs der Strahlenschutzvorrichtung im Hinblick auf die Höhe der relevanten Problemobjekte dimensioniert. Der letzte zweite Strahlenschutzvorhang ist der, der die Öffnung des Strahlentunnels letztlich abschließend abdeckt. D.h., der untere Rand des letzten zweiten Strahlenschutzvorhangs liegt unmittelbar an der Transportebene durch den Strahlentunnel. Problemobjekte sind wie eingangs beschrieben solche Objekte, die aufgrund ihrer Größe und Gewicht an den Strahlenschutzvorhängen des Standes der Technik hängen bleiben. Beispielsweise kann eine bevorzugte Höhe die Höhe von Transportwannen sein, die als ein Standardbehältnis für die Inspektion von kleineren Objekten als Behältnis verwendet werden. Alternativ kann auch eine durchschnittliche Höhe von leichten und flache Paketen oder Rollen herangezogen werden.
„(Ab-)Schirmen“ bedeutet im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Strahlenschutzvorrichtung schirmend für eine bestimmte Strahlungsart, beispielsweise ionisierende Strahlung, wie es Röntgenstrahlung ist. Dabei soll hier „(ab)schirmend“ nicht zwingend 100% undurchlässig für die betroffene Strahlung bedeuten, sondern im Sinne von „dämpfend“ verstanden werden. D.h., ein schirmender Strahlenschutzvorhangabschnitt ist so eingerichtet, dass er nur von einem vorbestimmten Anteil der Strahlung durchdrungen wird.
Der Strahlentunnel einer Inspektionsanlage ist im Wesentlichen eine ionisierende Strahlung abschirmende Röhre in die ein Transportsystem Inspektionsobjekte an der Öffnung eines ersten offenen Endes in Transportrichtung einbringen kann. Die Öffnung an dem ersten offenen Ende kann sowohl als Eingang als auch als Ausgang des Strahlentunnels dienen. Alternativ und vorteilhaft kann die Öffnung am ersten offenen Ende des Strahlentunnels der Eingang zum Strahlentunnel sein und eine zweite Öffnung an einem zweiten offenen Ende kann als Ausgang des Strahlungstunnels dienen. Bei dieser Konfiguration können Inspektionsobjekte in Transportrichtung durch den Strahlentunnel vom Eingang zum Ausgang hindurch gefördert.
Bevorzugt weist der Strahlentunnel einen Strahlungsabschnitt auf, in dem Inspektionsobjekte mittels ionisierender Strahlung in an sich bekannter Weise zerstörungsfrei durchleuchtet werden können. Dazu kann im Strahlungsabschnitt wenigstens eine Strahlenquelle, beispielsweise eine Röntgenröhre, sowie wenigstens eine auf die von der Strahlungsquelle gerichtet abgegebene Strahlung ausgerichtete Detektoranordnung angeordnet sein.
Bevorzugt ist die Strahlenschutzvorrichtung eine passierbare Abdeckung der Öffnung an dem Strahlentunnel der Inspektionsanlage. Die passierbare, d. h. von einem Inspektionsobjekt durchlaufbare, Strahlenschutzvorrichtung dient zur Einschleusung oder Ausschleusung von Inspektionsobjekten in den Strahlentunnel hinein oder heraus. Beispielsweise kann ein Strahlenschutzvorhang aus einzelnen Strahlenschutzelementen gebildet sein, sodass sich ein Inspektionsobjekt durch Verdrängen einzelner Strahlenschutzelementen einen Weg durch den Strahlenschutzvorhang bahnen kann. Die Abdeckung dient somit der Abschirmung des Strahlentunnels nach außen, indem verhindert wird, dass durch die Öffnung ionisierende Strahlung in einer unzulässigen Dosierung aus dem Strahlentunnel nach außen gelangen kann.
Bevorzugt deckt der erste Strahlenschutzvorhang von einem einer durch ein Transportsystem für die Inspektionsobjekte definierten Transportebene gegenüberliegenden, damit oberen, Rand der Öffnung beginnend mit dem ersten schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitt, der eine erste Länge aufweist, ab. Erfindungsgemäß beträgt die erste Länge nur einen Bruchteil der lichten Höhe der Öffnung.
Bevorzugt überlappen sich die schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitte von zwei in Transportrichtung durch den Strahlentunnel aufeinanderfolgenden Vorhängen in Längsrichtung um eine Überlappungslänge in Bezug auf die Transportrichtung.
Bevorzugt bestimmt sich die Überlappungslänge ΔL der Überlappung von zwei aufeinanderfolgenden Strahlenschutzvorhängen als ΔL größer gleich dem Abstand D zwischen diesen aufeinanderfolgenden Strahlenschutzvorhängen.
Bevorzugt sind zwei aufeinanderfolgende Strahlenschutzvorhänge in Transportrichtung durch den Strahlentunnel zueinander in einem vorbestimmten Abstand angeordnet.
Bevorzugt beträgt der vorbestimmte Abstand etwa der Länge des Überlappungsabschnitts der schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitte von zwei aufeinanderfolgenden Strahlenschutzvorhängen.
Bevorzugt ist der Abstand D größer gleich einem minimalen Abstand D_min der zwei aufeinanderfolgenden Strahlenschutzvorhängen, der sich bestimmt als $D_{min} = \sqrt{2 * L 1 * Δ L - Δ L^{2}},$
wobei L1 die Gesamtlänge des schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitts des vorhergehenden Strahlenschutzvorhangs ist und ΔL die Länge einer Überlappung der schirmenden Strahlenschutzabschnitte der beiden aufeinanderfolgenden Strahlenschutzvorhänge. Dieser Dimensionierung liegt der Ansatz zugrunde, dass, wenn der vorausgehende Strahlenschutzvorhang bis zum nachfolgenden Strahlenschutzvorhang schwingt, sich die schirmenden Strahlenschutzabschnitte gerade nicht überlappen sollen; dabei wird angenommen, dass der vorausgehende Strahlenschutzvorhang geradlinig schwingt, d.h. sich nicht wesentlich durchbiegt.
Bevorzugt ist der Abstand D kleiner gleich einem maximalen Abstand D_max der zwei aufeinanderfolgenden Strahlenschutzvorhängen, der sich bestimmt als $D_{max} = (Δ L * G) / (L H - L 2),$
wobei L2 die Länge des schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitts des nachfolgenden Strahlenschutzvorhangs ist, G der Abstand des nachfolgenden Strahlenschutzvorhangs zur Ebene des von einem Strahlengenerator erzeugten Strahlenfächers (z.B. Röntgenfächer) ist, ΔL die Länge einer Überlappung der schirmenden Strahlenschutzabschnitte der beiden aufeinanderfolgenden Strahlenschutzvorhänge ist und LH die lichte Höhe der Öffnung des Strahlentunnels ist. Dieser Dimensionierung liegt der Ansatz zugrunde, dass Streustrahlung vom höchsten Tunnelpunkt nicht direkt am vorausgehenden Strahlenschutzvorhang vorbei kommen soll.
Bevorzugt weist ein zweiter Strahlenschutzvorhang wenigstens den zweiten schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitt und einem nicht-schirmenden Tragabschnitt auf.
In einer bevorzugten Ausführung kann der nicht-schirmende Tragabschnitt aus einem Tragmaterial, beispielsweise einer Folie oder einem Stoff oder ähnlichem gebildet sein. Bevorzugt besitzt das Tragmaterial im Vergleich zum Material des schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitts ein geringeres Gewicht pro Längeneinheit. Bevorzugt besitzt das Tragmaterial im Vergleich zum Material des schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitts eine höhere Flexibilität, d.h. ein geringeres Biegewiderstandsmoment W.
Bevorzugt ist das Tragmaterial mindestens auf eine Seite des schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitts aufgebracht und verläuft über ein Ende des schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitts zur Bildung des Tragabschnitts hinaus weiter.
Das Tragmaterial kann auch auf den schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitt beidseitig aufgebracht sein und an dem einen Ende des schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitts zur Bildung des Tragabschnitts weiterverlaufen. Die zwei Tragmaterialschichten können den schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitt sandwichartig fassen.
Bevorzugt besteht das Tragmaterial aus einem Material, welches einen geringeren Reibwert besitzt als die Oberfläche der schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitte, damit das Tragmaterial nicht an einem Inspektionsobjekt und/oder einem benachbarten schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitt anhaftet kann. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn das Tragmaterial auf den schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitt beidseitig aufgebracht ist.
Bevorzugt besteht das Tragmaterial aus einem Material, welches eine genügend hohe Torsions-Steifigkeit (Schubmodul x Torsionsträgheitsmoment) besitzt, damit es sich im Betrieb nicht verdrillt.
Beispielsweise kann das Tragmaterial eine Folie aus Poly(p-phenylenterephthalamid) (PPTA), Poly(m-phenylenisophthalamid) (PMPI), thermoplastische Elastomer (TPC-ET), vulkanisiertem Plastik mit gefülltem Plastik (z.B. Trilliant von Poly One) o.ä. hergestellt sein.
Bevorzugt ist der Tragabschnitt mit dem zweiten schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitt verbunden durch wenigstens eine der folgenden Verbindungstechniken aus der Gruppe, die besteht aus Kleben, Klemmen, und Vernieten, Nähen.
Bevorzugt enthält bei einem ersten und/oder zweiten schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitt zumindest der Kern ein Material mit hoher Kernladungszahl, bevorzugt wenigstens eines der folgenden Materialien oder besteht daraus: Reines Blei, Bleioxid, Zinn, Zinnoxid, Bleivinyl, Bleigummi, Barium, Samarium, Wolfram, oder einer Mischung aus einigen oder allen dieser Materialien. Bevorzugt weist der Kern eine einem vorbestimmten Bleigleichwert entsprechende Materialdicke auf.
Bevorzugt sind der erste oder der wenigstens eine zweite Strahlenschutzvorhang aus einzelnen Strahlenschutzelementen gebildet. Bevorzugt weisen die Strahlenschutzelemente jeweils eine Streifenform auf. Die Streifenlänge ist bevorzugt größer als die Streifenbreite. Die Streifendicke (Materialstärke) ist bevorzugt wesentlich kleiner als die Streifenbreite.
Bevorzugt beträgt die Streifenbreite etwa 10 bis 120 mm, bevorzugt 80 bis 100 mm, besonders bevorzugt 90 mm. Bevorzugt beträgt die Streifendicke in Transportrichtung eines schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitts etwa 2,5 mm, wenn Blei als Material genommen wurde (Bleigleichwert).
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Strahlenschutzelement für eine Strahlenschutzvorrichtung, insbesondere für eine Strahlenschutzvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Ein erfindungsgemäßes Strahlenschutzelement weist in seiner Längsrichtung einen schirmenden Abschnitt und einen nicht-schirmenden Tragabschnitt auf. Der nicht-schirmende Tragabschnitt ist so dimensioniert, dass er bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Strahlenschutzelements in der Strahlenschutzvorrichtung im Bereich der mittels der Strahlenschutzvorrichtung abzudeckenden Öffnung verläuft und den schirmenden Abschnitt trägt. Der schirmende Abschnitt wiederum verläuft bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Strahlenschutzelements an der Strahlenschutzvorrichtung vollständig im Bereich der mittels der Strahlenschutzvorrichtung abzudeckenden Öffnung.
In einer Ausführung kann der nicht-schirmende Tragabschnitt aus einem Tragmaterial, beispielsweise einer Folie, einem Stoff oder ähnlichem gebildet sein. Bevorzugt besitzt das Tragmaterial im Vergleich zum Material des schirmenden Abschnitts ein geringeres Gewicht pro Längeneinheit.
Bevorzugt besitzt das Tragmaterial im Vergleich zum Material des schirmenden Abschnitts eine höhere Flexibilität, d.h. geringeres Widerstandsbiegemoment W.
Das Tragmaterial ist mindestens auf eine Seite des schirmenden Abschnitts aufgebracht und verläuft an einem Ende des schirmenden Abschnitts zur Bildung des Tragabschnitts weiter.
Bevorzugt ist das Tragmaterial auf den schirmenden Abschnitts beidseitig aufgebracht und verläuft an einem Ende des schirmenden Abschnitts zur Bildung des Tragabschnitts weiter. D.h. zwei Tragmaterialschichten fassen den schirmenden Abschnitt sandwichartig ein.
Bevorzugt besteht das Tragmaterial aus einem Material, welches einen geringen Reibwert besitzt als die Oberfläche der schirmenden Abschnitte, damit das Tragmaterial nicht an einem Inspektionsobjekt und/oder einem benachbarten schirmenden Abschnitt anhaften kann. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn das Tragmaterial auf den schirmenden Abschnitts beidseitig aufgebracht ist.
Bevorzugt besteht das Tragmaterial aus einem Material, welches eine genügend hohe Steifigkeit (Schubmodul x Torsionsträgheitsmoment) besitzt, damit sie sich im Betrieb nicht verdrillt.
Beispielsweise kann das Tragmaterial aus Poly(p-phenylenterephthalamid) (PPTA), Poly(m-phenylenisophthalamid) (PMPI), thermoplastische Elastomer (TPC-ET), vulkanisiertem Plastik mit gefülltem Plastik (z.B. Trilliant von Poly One) o.ä. hergestellt sein.
Bevorzugt ist der Tragabschnitt mit dem schirmenden Abschnitt verbunden mittels wenigstens einer der folgenden Verbindungstechniken aus der Gruppe, die besteht aus: Kleben, Klemmen, Vernieten und Nähen.
Bevorzugt enthält bei einem schirmenden Abschnitt zumindest der Kern aus einem Material mit hoher Kernladungszahl, bevorzugt wenigstens eines der folgenden Materialien oder besteht daraus: Reines Blei, Bleioxid, Zinn, Zinnoxid, Bleivinyl, Bleigummi, Barium, Samarium, Wolfram, oder einer Mischung aus einigen oder allen dieser Materialien.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Inspektionsanlage mit wenigstens einer Strahlenschutzvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Die Strahlenschutzvorrichtung ist bevorzugt an einer Öffnung eines Strahlentunnels der Inspektionsanlage angebracht. Die Öffnung ist bevorzugt ein Eingang des Strahlentunnels oder ein Ausgang des Strahlentunnels.
Bevorzugt sind Strahlenschutzelemente der ersten Vorhänge an einem Ende des ersten schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitts an der Inspektionsanlage befestigt durch wenigstens eine Verbindungstechnik aus der Gruppe, die besteht aus: Verschrauben, Klemmen und Vernieten.
Bevorzugt sind die Strahlenschutzelemente der zweiten Vorhänge an einem Ende des Tragabschnitts an der Inspektionsanlage befestigt durch wenigstens eine Verbindungstechnik aus der Gruppe, die besteht aus: Verschrauben, Klemmen und Vernieten.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einVerfahren zum Umrüsten einer Strahlenschutzvorrichtung an einer Röntgeninspektionsanlage, wobei eine vorhandene Strahlenschutzvorrichtung durch eine Strahlenschutzvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgetauscht wird.
In allen Ausführungsbeispielen weist ein Strahlenschutzelement in seinem Abschirmbereich, d.h. im Bereich seines abschirmenden Abschnitts, das ionisierende Strahlung schirmende Material in einer Materialstärke auf, die einem vorbestimmten Bleigleichwert entspricht. Die erforderliche Mindestdicke oder Materialstärke ist zunächst abhängig von der Intensität der abzuschirmenden Strahlenquelle und den damit verbundenen Abstrahlwerten. Durch gesetzliche Bestimmungen ist somit ein maximal zulässiger Abstrahlwert beispielsweise einer Röntgeninspektionsanlage vorgegeben, aus dem sich unmittelbar die notwendige Abschirmung einer solchen Anlage bestimmen lässt. Zur Beschreibung der Abschirmung dient eine Zahl, die als Bleigleichwert bekannt ist. Je höher der Bleigleichwert ist, desto geringer ist die Intensität der auf der von der Strahlenquelle abgewandten Seite des Strahlenschutzelements austretenden ionisierenden Strahlung.
Bei einer Inspektionsanlage mit einem oder mehreren erfindungsgemäßen Strahlenschutzvorrichtungen bleiben besonders kleinere Inspektionsobjekte nicht mehr so häufig an einem Strahlenschutzvorhang hängen. Dadurch werden Staus aus Inspektionsobjekten an der Strahlenschutzvorrichtung vermieden. Damit wird das mit solchen Staus verbundene Problem vermieden, dass aufgestaute und damit als Verbund durch den Strahlentunnel geförderte Inspektionsobjekte besonders bei automatisierten Kontrollen, wie beispielsweise in Gepäckumschlagsystemen, nicht mehr als getrennte Objekte erkannt werden.
Auch das Problem von kleinen, leichten Objekten oder rundlichen Objekten (z.B. Rollen) sowie leichten Wannen, die durch den Widerstand eines herkömmlichen Strahlenschutzvorhangs auf dem Transportband verschoben werden können und damit z.B. bei Röntgeninspektionsanlagen, die verschiedene Röntgenprinzipien zur verbesserten Kontrolle kombinieren, wie z.B. Computertomographie (CT) und zeilenweise Durchleuchtung (Linescanner) zu einer schlechten Zuordnungsbarkeit zwischen den Durchleuchtungsinformationen des Linescanners und des CT, wird mit der Erfindung reduziert.
Bisher konnte man nur mit mehreren leichteren Vorhängen - wie z. B. in der DE 101 31 407 A1 vorgeschlagen - auf Kosten der Tunnellänge dieselbe Wirkung - wenn überhaupt - erreichen.
Figurenliste
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Ebenso können die vorstehend genannten und die hier weiter ausführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Funktionsähnliche oder identische Bauteile oder Komponenten sind teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele verwendeten Begriffe „links“, „rechts“, „oben“ und „unten“ beziehen sich auf die Zeichnungen in einer Ausrichtung mit normal lesbarer Figurenbezeichnung oder normal lesbaren Bezugszeichen. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließend zu verstehen, sondern haben beispielhaften Charakter zur Erläuterung der Erfindung. Die detaillierte Beschreibung dient der Information des Fachmanns, daher werden bei der Beschreibung bekannte Strukturen und Verfahren nicht im Detail gezeigt oder erläutert, um das Verständnis der vorliegenden Beschreibung nicht zu erschweren.

1 zeigt eine bekannte Röntgeninspektionsanlage in einer seitlichen Schnittdarstellung mit einer Strahlenschutzeinrichtung bestehend aus mehreren Strahlenschutzelementen.
2 zeigt einen seitlichen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Strahlenschutzvorrichtung zur Veranschaulichung des Prinzips.
3 zeigt einen ersten Anwendungsfall eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Strahlenschutzeinrichtung in einer seitlichen Schnittdarstellung und einem Inspektionsobjekt mit einer Höhe derart, dass das Inspektionsobjekt den ersten Strahlenschutzvorhang verdrängen muss, um diesen zu passieren.
4 zeigt einen zweiten Anwendungsfall des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlenschutzeinrichtung der 3 in einer seitlichen Schnittdarstellung und einem Inspektionsobjekt mit einer Höhe derart, dass das Inspektionsobjekt unter dem ersten Strahlenschutzvorhang hindurch transportiert werden kann.

2 zeigt einen seitlichen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Strahlenschutzvorrichtung zur Veranschaulichung des Prinzips. Eine Strahlenschutzvorrichtung 30 ist an einer Öffnung E, A für Inspektionsobjekte 23 an einem Strahlentunnel 12 einer Inspektionsanlage installiert. Die Strahlenschutzvorrichtung 30 besteht aus mehreren in einem Abstand D in einer Transportrichtung TR des Strahlentunnels 12 hintereinander angeordneten Strahlenschutzvorhängen 30a, 30b. Im gezeigten Beispiel besteht die Strahlenschutzvorrichtung 30 aus insgesamt zwei Strahlenschutzvorhängen 30a, 30b, einem ersten Strahlenschutzvorhang 30a und einem zweiten Strahlenschutzvorhang 30b.
Der erste Strahlenschutzvorhang 30a weist einen ersten schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitt 30a-1 auf, der so dimensioniert ist, dass nur ein erster Bereich der Öffnung E, A abgedeckt wird. Der zweite schirmende Strahlenschutzvorhangabschnitt 30b-1 des einen in Transportrichtung TR hinter dem ersten Strahlenschutzvorhang 30a angeordneten zweiten Strahlenschutzvorhangs 30b ist so dimensioniert, dass er den durch den ersten Strahlenschutzvorhang 30a nicht abgedeckte Bereich der Öffnung E, A abdeckt.
Die Strahlenschutzvorrichtung 30 ist eine von Inspektionsobjekten passierbare Abdeckung der Öffnung E, A an dem Strahlentunnel 12. Damit kann das Inspektionsobjekt 23 die Strahlenschutzvorrichtung durchlaufen und in den Strahlentunnel 12 hinein oder heraus geschleust werden. Die Abdeckung dient der Abschirmung des Strahlentunnels 12 nach außen, indem die Strahlenschutzvorrichtung 30 verhindert, dass durch die Öffnung E, A ionisierende Strahlung in einer unzulässigen Dosierung aus dem Strahlentunnel 12 nach außen gelangen kann.
2 zeigt, dass der erste Strahlenschutzvorhang 30a von einem durch ein Transportsystem 20, beispielsweise ein Transportband, definierten Transportebene TE gegenüberliegenden oberen Rand der Öffnung E, A beginnend den ersten schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitt 30a-1 über eine erste Länge L1 abdeckt. Die erste Länge L1 stellt nur einen Teil der lichten Höhe LH der Öffnung E, A dar. D.h., der erste Strahlenschutzvorhang 30a kann die Öffnung E, A alleine nicht vollständig abschirmen.
Die beiden schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitte 30a-1 und 30b-1 der zwei in der Transportrichtung TR durch den Strahlentunnel 12 aufeinanderfolgenden Strahlenschutzvorhängen 30a und 30b überlappen oder überdecken sich in Längsrichtung LR um eine Überlappungslänge ΔL in Bezug auf die Transportrichtung TR. Die Überlappungslänge ΔL der Überlappung bestimmt sich im Wesentlichen als mindestens so groß wie der Abstand D zwischen den betrachteten Strahlenschutzvorhängen, d.h. ΔL größer gleich D.
Die zwei aufeinanderfolgende Strahlenschutzvorhänge 30a und 30b sind in der Transportrichtung TR durch den Strahlentunnel 12 zueinander in dem vorbestimmten Abstand D angeordnet. Der Abstand D beträgt etwa die Länge ΔL des Überlappungsabschnitts der schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitte 30a-1 und 30b-1.
Der minimaler Abstand Dmin der zwei aufeinanderfolgenden Vorhängen 30a, 30b ist größer gleich $D_{min} = \sqrt{2 * L 1 * Δ L - Δ L^{2}},$
wobei L1 die Gesamtlänge des schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitts 30a-1 des vorhergehenden Strahlenschutzvorhangs 30a ist und ΔL die Länge der Überlappung der Strahlenschutzabschnitte 30a-1, 30b-1 der beiden aufeinanderfolgenden Strahlenschutzvorhänge 30a, 30b ist.
Der maximale Abstand Dmax der zwei aufeinanderfolgenden Vorhängen 30a, 3b ist kleiner gleich $D_{max} = (Δ L * G) / (L H - L 2),$
wobei L2 die Länge des schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitts des nachfolgenden Strahlenschutzvorhangs 30b ist, G der Abstand des nachfolgenden Strahlenschutzvorhangs 30b zu dem vom Strahlengenerator 18 erzeugten Strahlenfächer 26 ist, ΔL die Länge der Überlappung der schirmenden Strahlenschutzabschnitte 30a-1, 30b-1 der beiden aufeinanderfolgenden Strahlenschutzvorhänge 30a, 30b ist und LH die lichte Höhe der Öffnung E, A des Strahlentunnels 12 ist.
Der zweite Strahlenschutzvorhang 30b besteht aus dem zweiten schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitt 30b-1 und einem nicht-schirmenden Tragabschnitt 30b-2. In dem dargestellten Beispiel ist der nicht-schirmende Tragabschnitt 30b-2 aus einer Folie als Tragmaterial gebildet. Als Tragmaterialien kommen auch andere Materialien in Frage, wie beispielsweise ein Stoff oder ein Gewebe. Im Ausführungsbeispiel ist das Tragmaterial eine Folie.
Die Folie als Tragmaterial besitzt im Vergleich zum Material des schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitts 30b-1 ein geringeres Gewicht pro Längeneinheit und im Vergleich zum Material des schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitts 30b-1 eine höhere Flexibilität, d.h. ein geringeres Biegewiderstandsmoment W.
Zur Verbindung des Strahlenschutzvorhangabschnitts 30b-1 mit der Folie ist die Folie auf den schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitts 30b-1 beidseitig aufgebracht und verläuft ein dem bezüglich der Transportebene TE oben liegenden Ende des schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitts 30b-1 zur Bildung des Tragabschnitts 30b-2 weiter. D.h. zwei Folienschichten FS1, FS2 fassen den schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitt 30a-1 sandwichartig ein.
Die Folien FS1, FS2 besteht aus Poly(p-phenylenterephthalamid) (PPTA), Poly(m-phenylenisophthalamid) (PMPI), thermoplastische Elastomer (TPC-ET) o.ä., z.B. aus Kevlar oder Hytrel, alles Materialien, die einen geringen Reibwert besitzen als die Oberfläche der schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitte 30a-1, 30b-1. Damit wird erreicht, dass die Folien FS1, FS2 nicht an einem Inspektionsobjekt 23 und/oder einem benachbarten schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitt 30b-1 anhaftet. Zusätzlich besitzt die Folien FS1, FS2 eine genügend hohe Steifigkeit, damit sie sich im Betrieb nicht verdrillt.
Der Tragabschnitt 30b-2 ist im Beispiel mit dem zweiten schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitt 30b-1 durch die sandwichartige Verklebung verbunden, kann aber alternativ oder zusätzlich auch durch vernieten oder ähnlichem verbunden sein.
Die in der 2 in einer seitlichen Querschnittansicht gezeigten Strahlenschutzvorhänge 30a und 30b bestehen aus einzelnen im Wesentlichen quer zur Transportrichtung TR nebeneinander angeordneten Strahlenschutzelementen. Diese nicht im Einzelnen dargestellten Strahlenschutzelemente haben die Form von Lappen, Lamellen oder Streifen. D.h., die Länge eines Strahlenschutzelements ist größer als seine Breite und die Dicke oder Stärke ist wesentlich kleiner als die Breite. Die Länge ist in Richtung der Längsrichtung LR definiert. Die Breite ist im Wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung TR gerichtet. Die Dicke d (oder Stärke) ist im Wesentlichen in Transportrichtung TR definiert. Bevorzugt beträgt die Breite etwa 90 mm, kann aber auch bis zu maximal 120 mm und minimal 10 mm betragen. Die Dicke d in Transportrichtung TR beträgt typisch etwa 2,5 mm, wobei dieser Wert auf Blei als Schirmungsmaterial abstellt, d.h., wenn ein anderes Material oder Materialmischung genommen wird, ist die Dicke d entsprechend anzupassen. D.h., die Dicke d ist so eingestellt, dass sie einem vorbestimmten Bleigleichwert entspricht, der benötigt wird, um die angestrebte Schirmung ionisierender Strahlung zu erreichen. Die schirmenden Abschnitte der Strahlenschutzelemente enthalten oder bestehen zumindest in ihrem Kern wenigstens aus einem zur Schirmung von ionisierenden Strahlen geeignetem Materialien, wie reines Blei(-pulver), Bleioxid, Zinn, Zinnoxid, Bleivinyl, Bleigummi, Barium und Samarium, Wolfram oder einer Mischung aus einigen oder allen diesen Materialien.
Ein Strahlenschutzelement für den zweiten Strahlenschutzvorhang 30b der in den Figuren gezeigte Strahlenschutzvorrichtung 30 Strahlenschutzelement in seiner Längsrichtung LR den schirmenden Abschnitt 30b-1 und den nicht-schirmenden Tragabschnitt 30b-2. Der nicht-schirmende Tragabschnitt 30b-2 ist so dimensioniert, dass er bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Strahlenschutzelements zur Ausbildung der Strahlenschutzvorrichtung 30 im Bereich der mittels der Strahlenschutzvorrichtung 30 abzudeckenden Öffnung E, A verläuft und den schirmenden Abschnitt 30b-1 trägt. Der schirmende Abschnitt 30b-1 wiederum verläuft bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Strahlenschutzelements vollständig im Bereich der mittels der Strahlenschutzvorrichtung 30 insgesamt abzudeckenden Öffnung E, A.
Wie oben im Zusammenhang mit dem ersten und dem zweiten Strahlenschutzvorhang 30a, 30b erläutert, ist der nicht-schirmende Tragabschnitt 30b-2 im Ausführungsbeispiel aus einer Folie gebildet.
Zunächst sind das Material und/oder die Abmessungen der Folie so gewählt, dass der Tragabschnitt im Vergleich schirmenden Abschnitt 30b-1 ein geringeres Gewicht pro Längeneinheit aufweist, damit ist das Strahlenschutzelement im Vergleich zu einem herkömmlichen Strahlenschutzelement, welches dimensioniert sind, um die gesamte Öffnung E, A ab zu decken, leichter.
Alternativ oder zusätzlich sind das Material und/oder die Abmessungen der Folie so gewählt, dass der Tragabschnitt 30b-2 im Vergleich zum schirmenden Abschnitt 30b-1 eine höhere Flexibilität besitzt.
Im der Ausführung der 2 sind in Transportrichtung TR auf jeder Seite des schirmenden Abschnitts 30b-1 jeweils eine Folie FS1 und FS2 aufgebracht. Jede der Folien FS1, FS2 verläuft an dem einen Ende E1 des schirmenden Abschnitts 30b-1 zur Bildung des Tragabschnitts 30b-2 weiter. D.h. die zwei Folien FS1 und FS2 fassen den schirmenden Abschnitt 30b-1 sandwichartig ein, damit schützen die Folien den schirmenden Abschnitt 30b-1.
Es sei angemerkt, dass nur eine der Folien FS1, FS2 nur auf einer der beiden Seiten des schirmenden Abschnitts 30b-1 aufgebracht oder angebracht sein kann. Diese eine Folie FS1 oder FS2 würde dann ebenfalls an dem einen Ende E1 des schirmenden Abschnitts 30b-1 zur Bildung des Tragabschnitts 30b-2 in der benötigten Länge weiterlaufen.
Wie bereits oben angemerkt, bestehen die Folien FS1 und FS2 aus einem Material, welches einen geringen Reibwert besitzt als die Oberfläche der schirmenden Abschnitte 30a-1, 30b-1, damit die Folie nicht an einem Inspektionsobjekt und/oder einem benachbarten schirmenden Abschnitt 30b-1 haftet.
Damit sich die Folie(n) FS1, FS2 im Betrieb nicht verdrillt bzw. verdrillen, sind die Folie aus einem Material gefertigt und/oder mit einer Dicke ausgeführt, sodass eine genügend hohe Steifigkeit erreicht wird. Beispielsweise ist die Folie aus Poly(p-phenylenterephthalamid) (PPTA), Poly(m-phenylenisophthalamid) (PMPI), thermoplastische Elastomer (TPC-ET) o.ä. hergestellt.
Es sei angemerkt, dass der Tragabschnitt 30b-2 auch aus einem anderen Material bestehen kann.
Der Tragabschnitt 30b-2 ist am Ende E1 mit dem schirmenden Abschnitt 30b-1 verbunden. In der gezeigten Ausführung ist die Verbindung dadurch sichergestellt, dass die beiden Folien FS1 und FS2 den schirmenden Abschnitt 30b-1 sandwichartig einfassen und damit ein feste Verbindung herstellen. Es ist aber möglich zusätzlich oder alternativ die Verbindung, insbesondere bei anderen Materialien für den Tragabschnitt 30b-2, beispielsweise durch einen Klebstoff und/oder durch Klemmen und/oder durch Vernietet herzustellen.
Der schirmende Abschnitt 30a-1 des Strahlenschutzelements besitzt zumindest einen Kern, der aus einem ionisierende Strahlung dämpfenden Material besteht oder zumindest enthält. Derartige Materialien sind beispielsweise reines Blei, Bleioxid, Zinn, Zinnoxid, Bleivinyl, Bleigummi, Barium, Samarium.
3 zeigt einen ersten Anwendungsfall eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Strahlenschutzeinrichtung 30 in einer seitlichen Schnittdarstellung und einem Inspektionsobjekt 24 mit Höhe derart, dass das Inspektionsobjekt 24 den ersten Strahlenschutzvorhang 30a verdrängen muss, um diesen zu passieren.
Die Röntgeninspektionsanlage 10 der 3 und 4 kann beispielsweise zur zerstörungsfreien Inspektion von Gepäckstücken als Inspektionsobjekte an einem Zugang zu einem Sicherheitsbereich an einem Flughafen eingesetzt werden. Ein Strahlentunnel 12 der Inspektionsanlage 10 ist im Wesentlichen eine ionisierende Strahlung abschirmende Röhre in die ein Transportsystem 22, beistehend aus einzelnen Teiltransporteinheiten 22-1, 22-2, 22-3, beispielsweise Gurtförderer, Bandförderer oder ähnlichem, Inspektionsobjekte 24, 25 an einer Öffnung E eines ersten offenen Endes in einer Transportrichtung TR in den Strahlentunnel 12 einbringen kann. Die Öffnung E an dem ersten offenen Ende könnte sowohl als Eingang als auch als Ausgang des Strahlentunnels 12 dienen, dann müsste zum Ausschleusen des Inspektionsobjekts 24,25 die Transportrichtung TR umgekehrt werden.
Üblicherweise und so bei der gezeigten Inspektionsanlage 10, dient die Öffnung E am ersten offenen Ende des Strahlentunnels 12 als Eingang zum Strahlentunnel 12 und eine zweite Öffnung A an einem zweite offenen Ende als Ausgang des Strahlungstunnels 12. Bei dieser Konfiguration werden Inspektionsobjekte 24, 25 in Transportrichtung TR durch den Strahlentunnel 12 gefördert, sodass ein kontinuierlicher Durchsatz an der Inspektionsanlage 10 erreicht werden kann.
Der Strahlentunnel 12 weist einen Strahlungsabschnitt 16 auf, in dem das Inspektionsobjekt 24, 25 mittels ionisierender Strahlung, im Beispiel Röntgenstrahlung, zerstörungsfrei durchleuchtet werden. Dazu ist im Strahlungsabschnitt 16 wenigstens eine Strahlenquelle 18, hier eine Röntgenröhre, sowie wenigstens eine auf die von der Strahlenquelle 18 gerichtet abgegebene Strahlung, hier Röntgenstrahlung, ausgerichtete Detektoranordnung 20 angeordnet.
Die Inspektionsanlage 10 weist am Eingang und am Ausgang des Strahlentunnels 12 jeweils eine Strahlenschutzvorrichtung 30 auf. Die Strahlenschutzvorrichtung 30 besteht aus einem ersten Strahlenschutzvorhang 30a und einem zweiten Strahlenschutzvorhang 30b. Zwischen den beiden Strahlenschutzvorhängen 30a, 30b befindet sich der Strahlungsbereich 16 mit der wenigstens einen Strahlenquelle 18 und der darauf ausgerichteten Detektoranordnung 20.
Durch den Strahlentunnel 12 fördert das Transportsystem 22, bestehend aus den drei Fördereinheiten 22-1, 22-2, 22-3, ein Inspektionsobjekt 24, 25 durch den Strahlentunnel 12 hindurch. Das Inspektionsobjekt 24 in der 1 ist beispielsweise ein Koffer. Das Inspektionsobjekt 25 in der 2 ist beispielsweise eine Wanne für kleinere Inspektionsobjekte (nicht gezeigt), wie beispielsweise Kleidungsstücke oder Kleingeräte, wie ein Laptop. Die Inspektionsobjekte 24, 25 werden beim Durchlauf des Strahlentunnels 12 von einem mit der Strahlenquelle 18 erzeugten Strahlenfächer 26 zeilenweise durchstrahlt oder durchleuchtet und die Intensität der vom Inspektionsobjekt 24, 25 nicht absorbierten Strahlung mittels der Detektoranordnung 20 als Inspektionsdaten erfasst.
Um die gesetzlichen Anforderungen entsprechende Reduzierung der aus der Röntgeninspektionsanlage 10 austretenden ionisierenden Strahlung zu gewährleisten, bestehen schirmende Abschnitte der Strahlenschutzelemente der Strahlenschutzvorhänge 30a, 30b jeweils aus einem zur Schirmung von ionisierenden Strahlung geeigneten Material, das eine für das gewünschte Abschirmungsmaß erforderliche Dicke aufweist.
In der 3 steht der Koffer als Inspektionsobjekt 24 auf der Transportebene TE und hat eine Höhe derart, dass er nicht unter dem ersten Strahlenschutzvorhang 30a hindurchpasst. D.h., das Inspektionsobjekt 24 muss sowohl den ersten Strahlenschutzvorhang 30a als auch den in Transportrichtung TR dahinter angeordneten zweiten Strahlenschutzvorhang 30b verdrängen, um in den Strahlentunnel 12 eingeschleust oder am Ende ausgeschleust zu werden.
4 zeigt einen zweiten Anwendungsfall des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahlenschutzeinrichtung der 3 in einer seitlichen Schnittdarstellung und einem Inspektionsobjekt mit einer Höhe derart, dass das Inspektionsobjekt unter dem ersten Strahlenschutzvorhang hindurch transportiert werden kann.
In der 4 steht die Wanne als Inspektionsobjekt 25 auf der Transportebene TE und hat eine Höhe derart, dass sie unter dem ersten Strahlenschutzvorhang 30a hindurchpasst. D.h., das Inspektionsobjekt 25 muss den ersten Strahlenschutzvorhang 30a nicht verdrängen, sondern lediglich den in Transportrichtung TR dahinter angeordneten zweiten Strahlenschutzvorhang 30b verdrängen, um in den Strahlentunnel 12 eingeschleust oder am Ende ausgeschleust zu werden. Dadurch, dass der zweite Strahlenschutzvorhang deutlich leichter ist als ein einzelner herkömmlicher Strahlenschutzvorhang, der zur Abdeckung der gesamten Öffnung E, A am Eingang oder am Ausgang des Strahlentunnels 12 dimensioniert ist, kann das kleiner Inspektionsobjekt 25 den zweiten Strahlenschutzvorhang 30b leichter verdrängen.
Somit werden Staus aus kleineren und oft entsprechend leichteren Inspektionsobjekten an der Strahlenschutzvorrichtung 30 vermieden. Auch werden kleinere Inspektionsobjekte in ihrer Ausrichtung auf dem Transportsystem 22 nicht verändert, so dass in Inspektionsanlagen, in denen verschiedene Röntgenprinzipien hintereinander zur Anwendung gelangen, eine Zuordnung der Inspektionsdaten problemlos möglich ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10131407 A1 [0005, 0006, 0053]

Claims

Strahlenschutzvorrichtung (30) für eine Öffnung (E, A) für Inspektionsobjekte (23, 24, 25) an einem Strahlentunnel (12) einer Inspektionsanlage (10), wobei die Strahlenschutzvorrichtung (30) aus mehreren in einem Abstand (D) in einer Transportrichtung (TR) des Strahlentunnels (12) hintereinander angeordneten Strahlenschutzvorhängen (30a, 30b) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Strahlenschutzvorhang (30a) einen ersten schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitt (30a-1) aufweist, der nur einen ersten Bereich der Öffnung (E, A) abdeckt, und zweite schirmende Strahlenschutzvorhangabschnitte (30b-1) mindestens eines in Transportrichtung (TR) hinter dem ersten Strahlenschutzvorhang (30a) angeordneten zweiten Strahlenschutzvorhangs (30b) den durch den ersten Strahlenschutzvorhang (30a) nicht abgedeckte Bereich der Öffnung (E, A) abdecken.
Strahlenschutzvorrichtung (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strahlenschutzvorhang (30a) von einem durch ein Transportsystem (22) für die Inspektionsobjekte definierten Transportebene (TE) gegenüberliegenden oberen Rand der Öffnung (E, A) beginnend den ersten schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitt (30a-1) mit einer ersten Länge (L1) abdeckt, wobei die erste Länge (L1) nur eine Teil der lichten Höhe (LH) der Öffnung (E, A) entspricht.
Strahlenschutzvorrichtung (30) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitte (30a-1, 30b-1) von zwei in Transportrichtung (TR) durch den Strahlentunnel (12) aufeinanderfolgenden Strahlenschutzvorhängen (30a, 30b) in Längsrichtung (LR) um eine Überlappungslänge (ΔL) in Bezug auf die Transportrichtung (TR) überlappen, wobei bevorzugt: die Überlappungslänge (ΔL) der Überlappung größer gleich dem Abstand (D) zwischen den aufeinanderfolgenden Strahlenschutzvorhängen (30a, 30b) ist.
Strahlenschutzvorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei aufeinanderfolgende Strahlenschutzvorhänge (30a, 30b) in Transportrichtung (TR) durch den Strahlentunnel (12) zueinander in einem Abstand (D) angeordnet sind, wobei bevorzugt: ein minimaler Abstand D_min der zwei aufeinanderfolgenden Strahlenschutzvorhängen (30a, 30b) größer gleich ist als $D_{min} = \sqrt{2 * L 1 * Δ L - Δ L^{2}},$
wobei L1 die Gesamtlänge des schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitts (30a-1) des vorhergehenden Strahlenschutzvorhangs (30a) ist und ΔL die Länge einer Überlappung der Strahlenschutzabschnitte (30a-1, 30b-1) der beiden aufeinanderfolgenden Strahlenschutzvorhänge (30a, 30b) ist; und/oder ein maximaler Abstand D_max von zwei aufeinanderfolgenden Strahlenschutzvorhängen (30a, 30b) kleiner gleich ist als $D_{max} = (Δ L * G) / (L H - L 2),$
wobei L2 die Länge des schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitts des nachfolgenden Strahlenschutzvorhangs (30b) ist, G der Abstand des nachfolgenden Strahlenschutzvorhangs (30b) zu einer von einem Strahlengenerator (18) erzeugten Strahlenebene eines Strahlenfächers ist, ΔL die Länge einer Überlappung der schirmenden Strahlenschutzabschnitte (30a-1, 30b-1) der beiden aufeinanderfolgenden Strahlenschutzvorhänge (30a, 30b) ist und LH die lichte Höhe der Öffnung (E, A) des Strahlentunnels (12) ist.
Strahlenschutzvorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Strahlenschutzvorhang (30b) wenigstens den zweiten schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitt (30b-1) und einem nicht-schirmenden Tragabschnitt (30b-2) aufweist.
Strahlenschutzvorrichtung (30) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragabschnitt (30b-2) mit dem zweiten schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitt (30b-1) verbunden ist durch wenigstens eine der folgenden Verbindungstechniken aus der Gruppe, die besteht aus Kleben, Klemmen, Vernieten und Nähen.
Strahlenschutzvorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem ersten und/oder zweiten schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitt (30a-1) zumindest der Kern ein Material mit hoher Kernladungszahl aufweiset, bevorzugt wenigstens eines der folgenden Materialien enthält oder daraus besteht: Reines Blei, Bleioxid, Zinn, Zinnoxid, Bleivinyl, Bleigummi, Barium, Samarium, Wolfram, oder einer Mischung aus einigen oder allen dieser Materialien.
Strahlenschutzvorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster oder zweiter Strahlenschutzvorhang (30a, 30b) aus einzelnen Strahlenschutzelementen gebildet ist, die jeweils eine Streifenform aufweist, wobei eine Streifenlänge größer als eine Streifenbreite und eine Streifendicke wesentlich kleiner als die Streifenbreite ist.
Strahlenschutzelement für eine Strahlenschutzvorrichtung (30), insbesondere nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass Strahlenschutzelement in seiner Längsrichtung (LR) einen schirmenden Abschnitt (30b-1) und einen nicht-schirmenden Tragabschnitt (30b-2) aufweist, wobei der nicht-schirmende Tragabschnitt (30b-2) so dimensioniert ist, dass er bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Strahlenschutzelements an der Strahlenschutzvorrichtung (30) im Bereich der mittels der Strahlenschutzvorrichtung (30) abzudeckenden Öffnung (E, A) verläuft und den schirmenden Abschnitt (30b-1) trägt, der wiederum vollständig bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Strahlenschutzelement an der Strahlenschutzvorrichtung (30) im Bereich der mittels der Strahlenschutzvorrichtung (30) abzudeckenden Öffnung (E, A) verläuft.
Strahlenschutzelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragabschnitt (30b-2) mit dem schirmenden Abschnitt (30b-1) verbunden ist durch wenigstens eine der folgenden Verbindungstechniken aus der Gruppe, die besteht aus Kleben, Klemmen, Vernietet und Nähen.
Strahlenschutzelement nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem dem schirmenden Abschnitt (30a-1) zumindest der Kern ein Material mit hoher Kernladungszahl enthält, bevorzugt wenigstens eines der folgenden Materialien enthält oder daraus besteht: Reines Blei, Bleioxid, Zinn, Zinnoxid, Bleivinyl, Bleigummi, Barium, Samarium, Wolfram, oder einer Mischung aus einigen oder allen dieser Materialien.
Inspektionsanlage (10) mit wenigstens einer Strahlenschutzvorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1-8, wobei die Strahlenschutzvorrichtung (30) an einer Öffnung (E, A) eines Strahlentunnels (12) der Inspektionsanlage (10) angebracht ist und die Öffnung (E, A) ein Eingang (E) des Strahlentunnels (12) oder ein Ausgang (A) des Strahlentunnels (12) ist.
Inspektionsanlage (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Strahlenschutzelemente der ersten Vorhänge (30a) an einem Ende des ersten schirmenden Strahlenschutzvorhangabschnitts (30a-1) an der Inspektionsanlage (10) befestigt sind durch wenigstens eine Verbindungstechnik aus der Gruppe, die besteht aus: Verschrauben, Klemmen und Vernieten.
Inspektionsanlage (10) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass Strahlenschutzelemente der zweiten Vorhänge (30a) an einem Ende des Tragabschnitts (30b-2) an der Inspektionsanlage (10) befestigt sind durch wenigstens eine Verbindungstechnik aus der Gruppe, die besteht aus: Verschrauben, Klemmen und Vernieten.
Verfahren zum Umrüsten einer Strahlenschutzvorrichtung an einer Röntgeninspektionsanlage (10), dadurch gekennzeichnet, dass eine vorhandene Strahlenschutzvorrichtung durch eine Strahlenschutzvorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1-8 ausgetauscht wird.