DE1960030C - Einrichtung zur Flachendichte und Dickenmessung von bahnförmigem Gut nach dem Durchstrahlverfahren mit Radionukh den - Google Patents

Description

Die Hrfindung bezieht sich auf eine F.inriclitiinu Energie dieser Huores Mizstrahlung auf einfache

zur llächendichte- und Dickenmessung von hahn- Weise frei gewählt werden, Jnlo.ge der monuciKy-

förmigem Gut nach dem Durchstrahlverfahren mit tischen F.igenschaft dieser Fluoreszenzstrahlung >.,,

Radionukliden, hei der als Meßsirahlimg die an- sen sich die gefoiderien Genauigkeiten im Pronnile-

uereüte Sekuiularstrahlimu ,-ines Tadels dient, weI- 5 hereich auch in dem weiter ohen genannten Flachen

dies von einem radioaktiven Primärstrahler bestrahlt dichtebereieh um -I-M)-¹ bis 5-M)'gm^a mit Radi,,

wird. nuklicien erhallen, was man sonst nur noch m_:i

Hei der industriellen Messung der Flächeiidichte Röntgenröhren unter Inkaufnahme ihrer Nachteil·.-,

von Folien. Mündern und medien mit Radionukliden wie aufwendige Stromversorgung, begrenzte Nutzung-,

nach dem Durehstrahlverfahren wird mit den heule m dauer usw., er/icL'ii konnte.

/ur Vetüiuimg stehenden Strahlern ein Flächen- Hin weiterer Vorteil der Handling bestellt dann.

diditehereich \on IO bis M)" g m-' fast lückenlos daß durch L insalz der erfindimgsgemäßen Mittel m

etfaßt. Fine I iicke besteht in dem Flächendichte-- manchen Fällen eine größere Meßgenauigkeit erzielt

bereich von etwa 4· MV bis 5-M)'gin-, in der mit werden kann, wenn eine an sich mögliche Bet.:

den heute zur Verfügung stehenden beta- öd·.·! is strahlen-Fläcki-ngevvichlsmcßeinrichtung durch eh,^-

gamniastrahlenden Radionukliden nur eine vvesent- Fluoreszenzanlage nach der FrOndung ersetzt wir,!

hch ungenauere Messung möglich ist als bei den Dies ist beispielsweise bei der Dickenmessung wm>

benachbarten Flächendichten. Dies eri'ibt sieh be- Aluminiumfolie!! oder -blechen niii Betastrahlen ir

sondeis eindeutig aus den Fig. 1 und 2. Fig. I zeigt Walzwerken der Fall. I> >rt gehl die Fk'diendicli:.

/ B. die Schwächungskurven vnn Aluminium als 2" des am Aluminium haftenden Walzöles f. st voll m

Absorber bei verschiedenen gängigen Radionukliden, die Messung ein, weil die Massensehwäcliungskoel!,

Fig. 2 die zugehörigen K iirven der relativen zienten der Betastrahkmg für Öl und Aluminium last

Fnipfindliehkeit Man sieht, daß zwischen der gleich sind. Dieser Fehler verringert sich beim Messen

Sdiwiichuiigskurve für die BeUi-Mahlu:-: von Stron- mit der Fluoreszenzstrahlung erheblich, nämlich clv.,ι

lium ¹H) und Yttrium 90 und di'r Kurve für die 25 um den Faktor M), da der Massensclnvächiiiigskoefti-

Gamnuistralihmg des Americiums 141 e 1 Flächen- zient der niederenergetisclien FluoieszenzstrahUmj

diditehereich liegt, in dem mit keinem dieser Strahler für öl wesentlich kleiner ist als derjenige für AIu

eine gute relative Fnipfindliehkeit und damit Meß- minium. Auch Temperaturänderungen und die damit

geniuiiizkeil. erreicht werden kann. Innerhalb dieser verbundenen Änderungen der Flächendichtc der Lu!t

\ iickc M mit den verfügbaren Strahlern daher in de; 30 im Meßspal: veiuisachen bei der Dickenmessung

Praxis nur cmc Meügenauigkeit im Prozeiitbereicli von Aluminium mit Betrastrahlen nicht unerhebliche

möglich, wählend die benachbaiten Flächendichten Meßfehler. &.c sich durch Temperatiiikompensation

mit Proinillegcn.'.uigkeit meßbar sind. nur annähernd beseitigen iasscn. Bei Verwendung

Π111 diese Lücke zu sdiließcn. ist es bekannt, nicht geeigneter Fluoreszenzstrahlung beeinflussen Äniledie unmittelbare Strahlung der in Frage kommenden 35 magen der Lufttemperatur — wie gezeigt werden Radionuklide als Meßsträhliing zu vÜ wenden, son kan:i -- im Meßspalt das Frgebnis weit weniger, weil dem die Bremsstrahlung, die man erhält, wenn man für eine Fluoreszenzstrahlung um 15 keVder Massenein Target mit einer energiereichui Betastrahliing schwächungskoeffizient für Luft etwa um den Fakbestrahlf. Nachteilig ist, daß diese Bretnsstralilung tor 5 kleiner ist als derjenige für Aluminium. Außerein kontinuierliches Spektrum darstellt, welches außer 40 dem wird für die niec/erenergetische FluoreszeiH-dcin als Meßstrahlung dienenden Bereich noch energie- strahlung die Abhängigkeit des Meßwertes von der reiche kurzwellige Anteile enthält, die bereits vcr- Lage (Flattern) des Meßgutes im Spalt wegen der hällnisinäßig aufwendige Abschirmungen zum Schutz nur geringen Streuung im Mcßgut infolge des über des Bedienungspersonals notwendig machen. Von wiegenden Fotoeffektes viel kleiner als für die Beta· besonderem Nachteil ist jedoch, daß die Meßgcnauig- 45 strahlung.

keit wegen des kontinuierlichen Spektrums auch nicht Die F findung wird nachstehend an Hand dei

viel höher ist. als wenn man die Direktstrjhliing djr Fig. 3 bis 7 der Zeichnung erläutert, die Meß

allenfalls noch in Frage kommenden Niiklide ver- diagramme sowie ein Ausfiihrungsbeispiel der Ilrfin-

wendet. dung enthalten. E^;s zeigt

Der r.rfindiing liegt die Aufgabe zugrunde, eiiv; 50 Fig. 3 ein durch Bctrahlung eines Molybdän-

I iniiditung der eingangs genannten Art zu schaffen. Targets mit einem Amcricium-241-Primärstrahler

durch die eine wesentlich höhere Meßgcnaiiigkeit bei erhaltenes Spektrogramm.

vernachlässigbaren Absehirmuiigserfordernisscn er- F i g. 4 ein durch Bestrahlung eines Zinntargets mit

reicht wird. einem Anv:riciiim-241-Primärstrahler erhaltenes

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß 55 Spektrogramm.

als Target ein Material mit einer Ordnungszahl zvvi- Γ i g. 5 Scliwiichungskurven im Flächendichte-

schen 40 und fit) und als Primärstrahler ein Ciamma- dichtebercidi von M)- bis KK'gni- für die aus

strahler mit einer F.ncrgie von 50 bis ')() keV. vor- F i g. 3 und 4 ersichtlichen Fhioreszcnzlinien Mo K

/ugsweise Americium. eingesetzt sind und die dis- L'zw. Sn K und zusätzlich Ce K im Vergleich mit

krele Fncrgielinic der dadurch erregten mono- fio den Schwädiiingskurven für Sr')() I-Y 90 (/i) t.ind

energetischen T'hiorcszcnzstrahlung des Targets als Am24l(;),

MJistrahliing verwenilet ist. T"i g. 6 die zu F'1 g 5 gehörigen Kurven der rela-

Durcii den vorherrschenden F'otoelTekt im Target tivcn Empfindlichkeiten.

wird eine monoenergetische Fluoreszenzslrahlimg mit Γ i g. 7 ein Schema der Anordnung von Primar-

cinei■ diskreten Fnergielinie erhalten, tue keine Brems- fis strahler und Target zur Anregung und Aussendung

strahlung und nur vern.iclilässigbare Anteile sonstige der monoenergetischen Fhioreszeiizstrahlung.

Strahlungen, wie z. B. Slreustrahlung, enthält. Durch Wie aus den F i g. 3 und 4 ersichtlich, werden

Wahl der Ordnungszahl des Taruetmatcrials kann die durch Anwendung der erfindimgsgemäßen Mittel

jeweils gan:^- diskrete Fluoreszenzstrahlungen mit Energien von 18 bzw. 24 keV erhalten. Die miterzeugten Compton-Strahliingen sind demgegenüber praktisch vernachlär.sigbar.

Die F i g. 5 zeigt, daß zwischen den .Schwächungskurven von Sr 90 Y 90 und Am 241 sich noch jeweils die Schwächungskurven von mit der Gammastrahlung des Americiums bestrahlten Targets aus Ζίιιι und Cer befinden. Entsprechend zeigt F i g. ί _

die zugehörigen Kurven relativer Empfindlichkeit. io Schwankungen der Luft im

Man erkenntrdaß das in Fig. I bzw. 2 freie Gebiet auf Mctallfolien oder Blechen und von Lageaiuiemu-

Radionukliden erfaßten Flächend.chtebereich. Außerdem verbindet sie die Vorteile der mit Radionukliden arbeitenden Strahlungsquelle!! (robuster Aufbau, geringe Störanfälligkeit, keine aufwendige Stromversorgung, oft unbegrenzte Nutzungsdauer) mit ücm wesentlichen Vorteil der Röntgenröhre (Möglichkeit der Wahl der Strahlungsenergie) und hat in bestimmten Fällen giinstk'.e zusätzliche meßtechnische Eigenschäften: geringer Störeinlluß von Te.uperutu,-"" Meßspalt, von Ollilmen

zwischen K)'¹ und 10·'g/m- durch die Kurven der mit ilen erfindungsgemäßen Mitteln erzeugten F'.uoreslenzstrahlung ausgefüllt sind. Für den Fachmann ergibt sich daraus, daß durch die Erfindung die genannte Lücke zur hochgenauen Messung mit Radionukliden erschlossen wurde.

Gemäß Fig. 7 befindet sich im Gehäuse 1 mit der Strahlenaustrittsöfmung 2 ein Raum 3. An der Rückseite dieses Raumes ist das Target 4 angeordnet. Die liLiden hier verwendeten Primärstrahler 5 und 6 sind im Raum 3 so angeordnet, daß ihre Hauptabstrahlrichtungen gemäß den eingezeichneten Strahlen dem Target zugewendet und der StrahIenaustrittsölTnung2 abgewendet sind. Damit wird erreicht, daß der ohnehin sehwache Anteil der Compton-Streustralilung (vgl. E i g. 3 und 4) am Austrittsstrahlenbündel 7 noch weiter verringert und auf einen nicht mehr ins Gewicht fallenden Teil reduziert wird.

Wie weiter oben erwähnt, kann die Energie der Meßstrahlung 7 durch Wahl der Ordnungszahl des Targets auf einfachste Weise gewählt werden. In einer Ausgestaltung der Erfindung wird daher das Target leicht auswechselbar gemacht, indem das Target zusammen mit anderen Targets abweichender Ordnungszahl auf einem gemeinsamen Träger, beispielsweise einem Drehteller, angeordnet und dieser Träger gegenüber der <\ustrittsöftnung der Sekundärstrahlung 7 mit bekannten Mitteln verstellbar ausgebildet wird. Durc"r Verdrehen des beispielsweise verwendeten Drehtcllers wird damit ein anderes Target in die Strahlung der Primärstrahler 5 und 6 gebracht und damit auf einfachste Weise eine Meßstrahlung? abweichender und für ein anderes Meßgut passender Energie erzeugt.

Die neue Eluoreszenzstrahlungsquelle schließt somit die eingangs erwähnte Lücke in dem bisher mit gen des Meßgutes im Spalt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Flächendichte- und Dickenmessung von bahnförmigem Gut nach dem Durchstiahlverfahren mit Radionukliden, bei der als Meßstrahlung die angeregte Sekundär-Sirah lung eines Targets dient, welches von einem radioaktiven Primärstrahler bestrahlt wird, d a durch gekennzeichnet, daß als Target (4) ein Material mit einer Ordnungszahl zwischen 40 und 60 und als Primärstrahler (5, h) ein Gammastrahler nut einer Energie von 50 bis 90 keV. vorzugsweise Aniericium, eingesetzt sind und die diskrete Energielinie Λ··τ dadurch erregten monoenergetischen Fhiores/.en/strahlimg (7\ des Targets als Mcßstrahlung verwendet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Target (4) die rückseitige Wandung eines bis auf eine AustrittsiilFnung (2) für die Sekundärstrahlung geschlossenen Raumes (3) eines Gehäuses (1) bildet und der oder die Primärstrahler (5,6) in diesem Raum in bezug auf das Target so angeordnet sind, daß die Huup!- abstrahlrichtung der Primärstrahler dem Target zugewendet und der genannten Austrittsöllnung (2) abgewendet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das Target (4) zusammen mit anderen Targets abweichender Ordnungszahl auf einem gemeinsamen Träger angeordnet, und dieser Träger gegenüber der Austritisöffnune(2) tier Sekund;irstrahlung(7) verstellbar ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen