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Bericht
Aktuelle Fragen der Durchstrahlungsprüfung und des Strahlenschutzes

Veröffentlicht am Freitag, 3. Mai 2019.

Am 28. März 2019 veranstaltete die DGZfP zum 18. Mal das Seminar „Aktuelle Fragen der Durchstrahlungsprüfung und des Strahlenschutzes“. 87 Teilnehmer trafen sich im H4-Hotel in Kassel, um sich über Änderungen zu informieren und aktuelle Entwicklungen zu diskutieren.

Der Vormittag widmete sich den Anwendungen der Durchstrahlungsprüfung und der Computertomographie (CT) in der Industrie sowie den neuesten Entwicklungen im Bereich der Normung. Der zweite Seminarteil am Nachmittag beschäftigte sich mit dem Thema Strahlenschutz und den Änderungen in der Gesetzgebung. Inhaltlich verantwortlich für das Seminar waren die Fachausschussvorsitzenden Dr. Uwe Ewert (FA Durchstrahlungsprüfung, BAM) und Charlotte Kaps (FA Strahlenschutz und Transport, DGZfP).

Praxisanwendungen und Herausforderungen an CT-Inline-Systemen

Den ersten Vortrag des Seminartages hielt Armin Hofmann (Volkswagen AG) zum Thema „CT als Instrument zur Qualitätssicherung im Automotive-Bereich“.

Durch den außerordentlichen Fortschritt im Röntgenröhrendesign und der Computertechnik sind CT-Aufnahmen bauteilabhängig im Minutentakt erreichbar. Hier werden Materialfehler gesucht und vermessen und es erfolgt eine Prüfung auf Maßhaltigkeit (dimensionelles Messen). Die Auswertung der 3D-Aufnahmen muss bei hohen Taktraten vorrangig durch Bildverarbeitung und zukünftig auch durch Kombination mit künstlicher Intelligenz (KI) übernommen werden.

Darüber hinaus informierte Armin Hofmann über die Anforderungen an das Qualitätsmanagement bei CT-Anwendungen im Produktionsprozess. Tests zur Anlagenqualifizierung und zur Langzeitstabilität sind mit erheblichem Aufwand verbunden. Die Teilnehmer diskutierten die Konzepte auch im Hinblick auf die Anforderungen durch die Industrie 4.0.

Beachtliche Weiterentwicklung in der Detektor-Technik

Dr. Uwe Zscherpel (BAM) und Dr. Jan Jakubek (Advacam) berichteten in ihrem Vortrag „Neue Trends bei Photonen zählenden und Energie auflösenden Detektoren“ über die beachtliche Weiterentwicklung in der Detektor-Technik. Die Vortragenden erläuterten die Vorteile der Farbradiographie, wobei bei den neuesten Detektoren eine deutlich höhere spektrale Auflösung aufgrund einer höheren Anzahl von Energieschwellen erreicht wird als bei älteren Modellen. Uwe Zscherpel und Jan Jakubek stellten zudem Anwendungen aus dem Bereich der Materialprüfung, Biologie, Kunst und Materialcharakterisierung sowie Untersuchungen aus dem Weltall vor.

Additive Manufacturing in der Luftfahrt

Den dritten Vortrag hielt Jürgen Krüger (Airbus Operations GmbH) zum Thema „Additive Manufacturing“ (AM) für den Luftfahrzeugbau. Diese Methode ist besonders bei kleinen Serien effektiv einsetzbar, aber auch bei Reparaturen. Bei Airbus wurde bisher vorranging der Begriff „Additive Layer Manufacturing“ (ALM) verwendet. Ein noch älterer Begriff ist das „Auftragsschweißen“, bei dem Baugruppen durch laserbasierten Auftrag von Material regeneriert werden. Im Vergleich zu Gussteilen muss hier mit anderen Materialfehlern/Unregelmäßigkeiten gerechnet werden und auch die Materialeigenschaften der Produkte sind verschieden.

Zerstörungsfreies Prüfen ist für das hergestellte Produkt und auch das Rohmaterial (Pulver) erforderlich. CT ist die gebräuchlichste, aber auch teuerste Methode zur Untersuchung der hergestellten Produkte. Ein Monitoring während der Herstellung wird benötigt. Dafür gibt es verschiedene Ansätze. 

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Gründung der „International Society for Tracer and Radiation Application“ (ISTRA)

Dr. Thorsten Jentsch (Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf) hielt einen Vortrag zur radiometrischen Prozessanalyse und Fehlersuche in Rohrleitungen, Behältern und Kolonnen in der chemischen Industrie.

Diese Methode wird derzeitig bei ISO standardisiert. So werden z.B. große Destillations-Kolonnen in Betrieb auf ihre Funktionalität mit Co-60 Strahlern geringer Aktivität (< 30 GBq) und großvolumigen Detektoren (z.B. 5x5x5cm³) gescannt. Es wurde über geflutete, schäumende und weinende Böden in den Kolonnen berichtet.

Die DGZfP hat sich dieser ZfP-Methode bisher nicht angenommen. Es wurde die „International Society for Tracer and Radiation Application“ (ISTRA) gegründet, die auch Ausbildung und Training anbietet.

Anforderungen ausgewählter Normen bzw. Normrevisionen

Abschließend berichtete Dr. Uwe Ewert über die aktuellen Entwicklungen bei der internationalen Standardisierung. Zweifelsohne ist die Revision der ISO 17636 (RT-Schweißnahtprüfung) mit Film und digitalen Detektoren ein Projekt von großem Einfluss auf die Durchstrahlungsprüfung in verschiedenen Firmen.

Von französischer Seite wird die Streichung der unteren Wanddickengrenze für Gamma-Strahler vorgeschlagen. Im Digitalbereich sollen neue Ausnahmeregeln die Reduktion der SNRN-Anforderung ermöglichen. Es wird klarer beschrieben, wann der Doppeldraht-BPK verwendet werden muss und wie bei der Durchstrahlung von Rohren mit ebenen Detektoren zu verfahren ist.

Insbesondere in der Luftfahrt werden ASTM-Standards zur Prüfung herangezogen. An einem Beispiel wurden die Anforderungen der ASTM E2698 (Prüfung mit Matrixdetektoren) und der EN 12681-2 (Gussteilprüfung mit digitalen Detektoren) verglichen. Dabei kommen Kompensationsprinzipien und die CNR-Messungen zur Anwendung. Bei der CT werden die Standards zur Bestimmung von „Modulations Transfer“-Funktionen (MTF) und „Contrast Discrimination“-Funktionen (CDF) überarbeitet.

Neu: Strahlenschutzgesetz (StrlSchG) und Strahlenschutzverordnung (StrlSchV)

Der zweite Seminarteil zum Thema Strahlenschutz startete mit einem Vortrag von Dr. Jeannis Nicos Leist (Niedersächsisches Ministerium für Umwelt, Energie, Bauen und Klimaschutz), der zum Thema „Strahlenschutz 2019 – Was gibt es Neues für die Werkstoffprüfer?“ die Änderung in der Strahlenschutzgesetzgebung vorstellte und einen kompakten Überblick über die Neuerungen für die Werkstoffprüfung gab.

Mit dem Jahreswechsel wurden die strahlenschutzrechtlichen Verordnungen vom Strahlenschutzgesetz (StrlSchG) und der Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) abgelöst. Der Betrieb von Röntgeneinrichtungen und Störstrahlern wird nun ebenfalls durch StrlSchG und StrlSchV geregelt. Dies hat einige Änderungen auch für den laufenden Betrieb zur Folge, wobei der Gesetzgeber hier zum Teil großzügige Übergangsfristen gewährt.

Die Änderungen einiger Genehmigungsvoraussetzungen stießen auf besonders großes Interesse bei den Teilnehmern. Das Bereitstellen von Verfahren und der Nachweis geeigneter Kommunikationsverbindungen sowie die Forderung nach einem Strahlenschutzbeauftragten für die Beförderung wurden angesprochen und lebhaft diskutiert.

Notwendigkeit von weiteren Strahlenschutzbeauftragten

Fachkunden im Strahlenschutz – das kommt, das bleibt!“ war der Titel des zweiten Vortrags. Dr. Jan Vahlbruch (Institut für Radioökologie und Strahlenschutz (IRS) der Leibnitz-Universität Hannover) nahm ebenfalls Bezug auf die Novellierung des Strahlenschutzrechts und die damit verbundene Notwendigkeit von weiteren Strahlenschutzbeauftragten bzw. Fachkunden.

Neben der Fachkunde für die Freigabe radioaktiver Stoffe und der für Luft- und Raumfahrt war die Fachkunde für die Beförderung auch hier ein Schwerpunkt. Die Beförderung radioaktiver Stoffe gehört in der technischen Radiographie zum Tagesgeschäft und erfordert nun eine fachkundige Person (Strahlenschutzbeauftragter).

Jan Vahlbruch stellte das neue Ausbildungsmodul für die Beförderung (BF) und die damit verbundenen neuen Strahlenschutzkurse und Kursinhalte vor. In der anschließenden Diskussion wurde deutlich, dass eine Harmonisierung der Strahlenschutzausbildung für die technische Radiographie wünschenswert wäre.

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Vorbereitet auf Großschadensereignisse?

Der abschließende Vortrag von Dr. Patrick Ostheim (Institut für Radiobiologie der Bundeswehr in Verbindung mit der Universität Ulm) „Radiologische und nukleare Bedrohungen – Antworten und Konzepte des medizinischen A-Schutzes“ befasste sich mit Szenarien, die durch entwendete Quellen hervorgerufen werden können.

Patrick Ostheim erläuterte, wie die Bundeswehr und andere Einrichtungen auf solche potentiellen Großschadensereignisse vorbereitet sind. Außerdem bot er einen spannenden Einblick in den Stand der „biologischen“ Dosimetrie sowie in den aktuellen Stand der Forschung zur Frühdiagnostik und Behandlung der Strahlenkrankheit.

Wie bereits bei den vorangegangenen D&S-Seminaren, bot sich auch in diesem Jahr wieder die Gelegenheit, Anwendungen und den Strahlenschutz zu diskutieren. Die Teilnehmer der ausgebuchten Veranstaltung nutzten dieses Angebot ausgiebig. Die Fachausschussvorsitzenden bedanken sich bei allen Beteiligten für die großartige Veranstaltung.

Autoren: Charlotte Kaps, Dr. Uwe Ewert, Dr. Andreas Steege