Messung von Folien oder Bändern aus Materialien mit niedriger Ordnungszahl:
(Papier, Filze, Plastikfolien...) mithilfe von Compton Backscatter

Seit über 12 Jahren werden in der Zellstoff- und Papierindustrie Messeinheiten eingesetzt, die mit der Compton-Rückstreuung der Gammastrahlung einer Am-241-Quelle arbeiten (ca. 60 keV).

Hierbei befindet sich eine starke Am-241-Quelle in einer Abschirmung im Zentrum eines NaJ-Szintillationsdetektors, der die vom Objekt rückgestreuten Photonen zählt. Die Anzahl der Compton-Rückgestreuten Photonen ist in erster Näherung linear mit der Massenbelegung der Folien, Filze oder anderer Materialien.

Nachteile der Verwendung von Am-241:

  • Um ausreichend hohe Zählraten zu bekommen, muß eine starke Quelle verwendet werden. Dadurch wird jedoch gleichzeitig der Durchmesser der Am-241-Quelle größer und somit ist das Auflösungsvermögen begrenzt (ca. 9 mm Durchmesser)
  • Am-241 Strahler haben zwar eine sehr lange Halbwertszeit, aber aus sicherheitstechnischen Gründen (Dichtigkeit der Verkapselung) muß die Quelle nach 10 Jahren ausgetauscht werden und dies führt zu teuren Entsorgungskosten.
  • Die Auflagen für die Lagerung und den Transport radioaktiver Strahler werden immer strenger. Es ist daher nicht ohne Probleme möglich, ein Meßsystem mit Am-241 zu transportieren.
  • Gefahr einer radioaktiven Kontamination bei Zerstörung der Quelle.

Einsatz einer Miniröntgenröhre als Ersatz für Am-241 im Compton-Backscatter Verfahren zur Messung von dünnen Schichten und Folien:

Die erwähnten Nachteile einer Am-241-Quelle können durch die Verwendung einer Röntgenröhre vermieden werden. Bisher war jedoch der Einsatz von Röntgenröhren im Industriebereich durch den Aufbau der Röntgenröhre eingeschränkt:

  • Die Lebensdauer der Röntgenröhren ist vor allem durch das Filament (Glühwendel als Kathode) begrenzt (Glühdraht hat begrenzte Lebensdauer, Ausgasen des Filaments verschlechtert das Vakuum - dies führt zu Überschlägen). Meist liegt die Lebensdauer bei 5000 bis 10000 Stunden.
  • Hohe Wärmeentwicklung des Filaments führt zu Problemen bei der Kühlung. Zudem wird eine hohe Stromstärke benötigt.
  • Das glühende Filament ist sehr erschütterungsempfindlich. Dies kann bei Vibrationen während der Messung zu Schwankungen der Zählrate und sogar zur Zerstörung der Röhre führen.
  • Der hohe Stromverbrauch, sowie Gewicht und Abmessungen der Hochspannungeinheit, erschwert die Entwicklung eines transportablen Gerätes und den Austausch vorhandener Nuklideinheiten in traversierenden Anlagen.