Röntgenstrahlen scannen Container und Windräder

Der Siemens Industrial Linear Accelerator (SILAC) arbeitet mit einer Spannung von ein bis maximal neun Megaelektronenvolt (MeV) – hundertmal energiereicher als in der Medizin eingesetzte Röntgenstrahlen zur bildgebenden Diagnostik. Das Gerät ist bereits in der Materialprüfung im Einsatz und kann zudem für Sicherheitsanwendungen verwendet werden.

Die Anforderungen an Produkte werden immer höher: Rotoren von Windenergieanlagen oder Turbinenschaufeln müssen hochstabil; Automotoren langlebig und zuverlässig sein. Zur Überprüfung dieser Eigenschaften braucht es daher immer leistungsfähigere bildgebende Verfahren. Um massive Bauteile aus Metall auf verborgene Fehlstellen oder Verschleiß zu überprüfen, werden sie mit Röntgenstrahlen durchleuchtet und sogar eine dreidimensionale Darstellung der Strukturen erstellt – dasselbe Prinzip wie bei der Untersuchung von Knochen im Körper.

Ein Detektor kann dann ein Projektionsbild des Bauteils abbilden, das Unterschiede in der Dichte und der Dicke im Material sichtbar macht. Wegen der hohen Dichte von Metallen muss dazu eine viel höhere Strahlenergie verwendet werden als in der Medizin. Die dazu notwendige Elektronenenergie von mehr als einem Megaelektronenvolt wird von Linearbeschleunigern erzeugt. Derartige Geräte werden auch verstärkt bei der Kontrolle von Seefracht auf Schmuggelware, radioaktive Stoffe oder Waffen eingesetzt. Dazu müssen sie mobil, robust und einfach zu bedienen sein. Beschleuniger für die Materialprüfung sollten wiederum Bauteile mit unterschiedlichen Materialien möglichst kontrastreich darstellen können.

Die Experten von Siemens Healthcare in Rudolstadt entwickelten basierend auf der Technologie der Bestrahlungsgeräte für die Onkologie eine kompakte Beschleunigereinheit, bei der die Energie, die Dosis, die Pulslänge und die Pulsfrequenz des Röntgenstrahls stufenlos eingestellt werden kann. So ist der Anwender in der Lage, den Bildkontrast optimal an sein Produkt anzupassen. Das Gerät gibt es auch in einer tragbaren Version. Das mit einer nutzerfreundlichen Software angesteuerte System überwacht sich selbst: Integrierte Sensoren für Temperatur, Kühlwasserfluss und Strahlendosis überprüfen permanent den Zustand.

Siemens passt das Gerät individuell an Kundenwünsche an, wie bei der Durchleuchtungseinrichtung des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen in Fürth. Dort wird eine Anlage mit 25 Metern Durchmesser aufgebaut, in der Wissenschaftler und Industrieanwender Flugzeugteile oder ganze Fahrzeuge durchleuchten und in 3D darstellen können. (IN 2011.10.7)