Title:
Strahlenschutzelement mit integrierter Austauschanzeige
Kind Code:
A1


Abstract:

Die Erfindung betrifft ein Strahlenschutzelement (101) aufweisend wenigstens einen ionisierende Strahlung schirmenden Kern (110), der von wenigstens einer Schutzschicht (120) umgeben ist, wobei die Schutzschicht (120) aus wenigstens einer Außenschicht (122) und mindestens einer Indikatorschicht (124) besteht. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Röntgeninspektionsanlage (10) mit einer Strahlenschutzeinrichtung am Eingang (E) und/oder Ausgang (A) eines Strahlentunnels (12), wobei die Strahlenschutzeinrichtung aus einem Strahlenschutzvorhang mit mehreren erfindungsgemäßen Strahlenschutzelementen (101) besteht. Schließlich betrifft die Erfindung Verfahren (A; B; C) zum Sicherstellen eines Mindestbleigleichwerts eines Strahlenschutzelements (101), insbesondere für eine Röntgeninspektionsanlage (10).




Inventors:
Rauth, Christian (65205, Wiesbaden, DE)
Application Number:
DE102016115770A
Publication Date:
03/01/2018
Filing Date:
08/25/2016
Assignee:
Smiths Heimann GmbH, 65205 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE10131407A1N/A2003-01-09



Foreign References:
200501857572005-08-25
CN202067569U2011-12-07
Other References:
EPA Übersetzung CN 202 067 569 U (EB)
Attorney, Agent or Firm:
Klunker IP Patentanwälte PartG mbB, 80796, München, DE
Claims:
1. Strahlenschutzelement (101) aufweisend wenigstens einen ionisierende Strahlung schirmenden Kern (110), der von wenigstens einer Schutzschicht (120) umgeben ist, wobei die Schutzschicht (120) aus wenigstens einer Außenschicht (122) und mindestens einer Indikatorschicht (124) besteht.

2. Strahlenschutzelement (101) gemäß Anspruch 1, wobei die Außenschicht (122) aus mehreren Schichten (122-1, 122-2, 122-3) besteht.

3. Strahlenschutzelement (101) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Indikatorschicht (124) aus wenigstens einer Schicht (124-1) besteht, die farblich von der Außenschicht (122) unterscheidbar ist.

4. Strahlenschutzelement (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Indikatorschicht (124) aus zwei Schichten (124-1, 124-2) oder drei Schichten (124-1, 124-2, 124-3) besteht und benachbarte Schichten (124-1, 124-2; 124-1, 124-2, 124-3) farblich voneinander unterscheidbar sind.

5. Strahlenschutzelement (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mindestens eine Schicht der Indikatorschicht (124) eine Texturschicht ist, die zusätzlich oder alternativ zur farblichen Unterscheidbarkeit im Vergleich zu einer darüber angeordneten Schicht so aufgebaut ist, dass durch Abrieb im bestimmungsgemäßen Gebrauch an der Oberfläche eine Textur ausgebildet wird, die visuell erkennbar ist und/oder derart ist, dass bei einem Schleifen der Signalschicht über eine Oberfläche eines Gegenstands mit einer ausreichenden Oberflächenhärte ein Geräusch erzeugt wird.

6. Strahlenschutzelement (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens der Kern (110) wenigstens eines der folgenden Materialien enthält oder daraus besteht: Reines Blei, Bleioxid, Zinn, Zinnoxid, Bleivinyl, Bleigummi, Barium, Samarium.

7. Strahlenschutzelement (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schutzschicht (122) wenigstens eines der folgenden Materialien enthält oder daraus besteht: Gummi, PVC, Schutzlack.

8. Strahlenschutzelement (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Außenschicht (122) aus dem Material des Kerns (110) besteht.

9. Strahlenschutzelement (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Indikatorschicht (124) aus dem Material des Kerns (110) besteht, wobei dem Material der Indikatorschicht zur Unterscheidung von der Farbe der wenigstens einen Außenschicht (122) und/oder des Kerns (110) die Schicht kennzeichnende Farbpigmente zugesetzt sind.

10. Strahlenschutzelement (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kern (110) in einem vorbestimmten Bleigleichwert entsprechende Materialdicke (d) aufweist.

11. Strahlenschutzelement (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Strahlenschutzelement (101) eine Streifenform aufweist, wobei eine Streifenlänge größer als eine Streifenbreite ist und eine Streifendicke wesentlich kleiner als die Streifenbreite ist, bevorzugt ist die Streifenbreite etwa 90 mm und die Streifenhöhe etwa 30 mm länger als die Höhe eines Strahlentunnels, an dem das Strahlenschutzelement (101) installiert werden soll, und die Streifendicke beträgt etwa 2,5 mm.

12. Röntgeninspektionsanlage (10) mit einer Strahlenschutzeinrichtung (100-1, 100-2) an einem Eingang (E) und/oder an einem Ausgang (A) eines Strahlentunnels (12), wobei die Strahlenschutzeinrichtung (100-1, 100-2) aus einem Strahlenschutzvorhang bestehend aus mehreren Strahlenschutzelementen (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche besteht.

13. Verfahren (A) zum Sicherstellen eines Mindestbleigleichwerts eines Strahlenschutzelements (101), insbesondere für eine Röntgeninspektionsanlage (10) gemäß Anspruch 12, wobei ein Strahlenschutzelement (101) eine einzige Indikatorschicht (124-1) aufweist, und wobei eine oder alle der Strahlenschutzelementen (101) spätestens nach einer vorbestimmten Zeitdauer ausgetauscht werden, sobald die erste Indikatorschicht (124-1) sichtbar wird.

14. Verfahren (B) zum Sicherstellen eines Mindestbleigleichwerts eines Strahlenschutzelements (101), insbesondere für eine Röntgeninspektionsanlage (10) gemäß Anspruch 12, wobei die Indikatorschicht (124) aus einer ersten Indikatorschicht (124-1) und einer zweiten Indikatorschichten (124-2) besteht, und wobei
eine Zeitdauer (T) erfasst wird, die bestimmt ist, durch den Zeitpunkt, an dem die unter der Außenschicht (122) liegende erste Indikatorschicht (124-1) sichtbar wird, bis zu dem Zeitpunkt, an dem die zweite Indikatorschicht (124-2), die unter der ersten Indikatorschicht (124-1) liegt, sichtbar wird, und
spätestens nach einer Zeitdauer, die dem erfassten Zeitfenster (T) oder einem um eine Sicherheitsmarge verringertem Zeitfenster ab Sichtbarwerden der zweiten Indikatorschicht (124-2) eine oder alle Strahlenschutzelemente (101) ausgetauscht werden.

15. Verfahren (C) zum Sicherstellen eines Mindestbleigleichwerts eines Strahlenschutzelements (101) gemäß Anspruch 14, wobei die Indikatorschicht (124) eine weitere dritte Indikatorschicht (124-3) unter der zweiten Indikatorschichten (124-2) aufweist, und wobei eine oder alle der Strahlenschutzelemente (101) ausgetauscht werden, wenn die dritte Indikatorschicht (124-3) sichtbar wird.

Description:

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein den Schutz vor ionisierender Strahlung, wie beispielsweise von Röntgenröhren in Röntgeninspektionsanlagen erzeugter Röntgenstrahlung. Im Besonderen betrifft die Erfindung ein Strahlenschutzelement für einen Strahlenschutzvorhang zur Verwendung an einem Eingang und/oder einem Ausgang eines Strahlentunnels einer Röntgeninspektionsanlage, wobei das Strahlenschutzelement eine integrierte Austauschanzeige aufweist.

Hintergrund der Erfindung

Die zerstörungsfreie Inspektion von Objekten mittels Röntgenstrahlung ist beispielsweise aus der Materialprüfung, Qualitätskontrolle in der Produktion, aber auch zur Sicherheitsüberprüfung an Kontrollstellen am Zugang zu Sicherheitsbereichen oder gefährdeten Bereichen bekannt.

DE 101 31 407 A1 zeigt eine Röntgeninspektionsanlage mit einem Eingang sowie einem Ausgang an einem Strahlentunnel. Jeweils am Eingang sowie am Ausgang des Strahlentunnels der Inspektionsanlage sind mehrere Strahlenschutzvorhänge angebracht, damit, wenn ein zu inspizierendes Gepäckstück in die Inspektionsanlage geschleust wird oder am Ausgang ausgegeben wird, keine ionisierende Strahlung aus der Röntgeninspektionsanlage austreten kann. Jeder Strahlenschutzvorhang besteht aus mehreren, nebeneinander sich überlappend angeordneten am Eingang und/oder Ausgang herabhängenden Strahlenschutzelementen in der Form von Streifen, Lappen oder Lamellen.

Die Strahlenschutzelemente der Strahlenschutzvorhänge sind im Betrieb beim bestimmungsgemäßen Durchlauf von Gepäckstücken durch den an Kontaktflächen auftretenden Reibungsangriff einem entsprechenden kontinuierlichen Verschleiß ausgesetzt. Der Verschleiß besteht in einem Materialabrieb an der Oberfläche der Strahlenschutzelemente.

Ein Strahlenschutzelement kann beispielsweise ein streifenförmiges Element mit einem Kernmaterial sein, wobei die zur Abschirmung der ionisierenden Strahlung notwendige Materialdicke für einen vorbestimmten einzuhaltenden Schirmungswert dimensioniert ist. Bei niedrigen und hohen Energien absorbieren schwere Elemente, d. h. Elemente mit hoher Kernladungszahl, ionisierende Strahlung besonders gut. Deshalb enthalten Röntgenabschirmungen bevorzugt Blei. Blei als Kernmaterial wird zur Meidung von Bleiabrieb mit einer Schutzschicht eingekapselt.

Durch die im bestimmungsgemäßen Einsatz auftretenden Reibungsangriffe wird die Schutzschicht fortschreitend abgetragen. Sobald die Schutzschicht an einer Stelle abgerieben ist, setzt sich der Reibungsangriff auf dem zur Schirmung vorgesehenen Kernmaterial fort. Der sich dabei einstellende Abrieb kann im Fall von Blei zu einer unerwünschten Kontaminierung der Inspektionsobjekte durch den damit einhergehenden sogenannten Bleistifteffekt führen. Dies ist aus nachvollziehbaren Gründen nicht erwünscht. Selbst wenn das Strahlenschutzelement aus einem zunächst hinsichtlich des Materialabriebs unbedenklichen Material, beispielsweise aus Zinn, bestehen sollte, führen die Reibangriffe jedenfalls zu einer Reduzierung der für die vorgeschriebene Mindestschirmung erforderlichen Materialdicke des Strahlenschutzelements. Dies ist unabhängig vom Material ebenfalls unerwünscht.

Offenbarung der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Verbesserung für Strahlenschutzelemente vorzuschlagen, sodass ein Unterschreiten einer vorbestimmten Mindestdicke des zur Abschirmung ionisierender Strahlung verwendeten Materials und/oder eine Übertragung dieses Materials auf zu inspizierende Objekte vermieden 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 dem erfindungsgemäßen Strahlenschutzelement beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, und jeweils umgekehrt. Daher wird bezüglich der Offenbarung der einzelnen Aspekte wechselseitig Bezug genommen.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Strahlenschutzelement vorgeschlagen, das wenigstens einen ionisierende Strahlung, wie beispielsweise Röntgenstrahlung, schirmenden Kern aufweist, der von wenigstens einer Schutzschicht umgeben ist. Erfindungsgemäß besteht die Schutzschicht aus wenigstens einer Außenschicht und mindestens einer Indikatorschicht, die bevorzugt zwischen Kern und Außenschicht angeordnet ist. Mit anderen Worten ist in einer einfachsten Ausführung die Indikatorschicht auf dem die ionisierende Strahlung abschirmenden Kern aufgebracht und auf der Indikatorschicht die Außenschicht aufgebracht.

Die Außenschicht besteht bevorzugt aus einem biologisch und/oder ökologisch unbedenklichen Material. Grundsätzlich kann die Außenschicht aus mehreren Schichten bestehen. Beispielsweise kann die Außenschicht eine in mehreren Durchgängen aufgebrachte Gummischicht oder Gummierung sein. Als eine äußerste Schicht der Außenschicht kann eine Lackschicht vorgesehen sein.

Die Indikatorschicht kann in der einfachsten Ausführung aus einer Schicht bestehen, die farblich von der Außenschicht unterscheidbar ist. Dadurch wird die Indikatorschicht an Stellen, an denen die Außenschicht z. B. durch die ständigen Reibungsangriffe abtragen wurde, von außen sichtbar. Dieses Sichtbarwerden der farblichen Indikatorschicht zeigt damit unmittelbar optisch an, d. h. signalisiert, dass das Kernmaterial nun nur noch von der Indikatorschicht äußerlich bedeckt ist. In dieser einfachsten Ausführung dient das Sichtbarwerden der Indikatorschicht als Hinweis auf einen zeitnah notwendigen Austausch des Strahlenschutzelements. Somit stellt die Indikatorschicht eine in das Strahlenschutzelement integrierte optische Austauschanzeige dar.

In einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Indikatorschicht aus mehreren Schichten bestehen, wobei jeweils benachbarte Schichten farblich voneinander unterscheidbar sind. In einer einfachsten Ausführung besteht die Indikatorschicht aus genau zwei benachbarten Schichten, die sich sowohl farblich von der Außenschicht, als auch farblich voneinander unterscheiden. Sind die beiden Indikatorschichten gleich dick und auch im Abriebverhalten ähnlich, kann der Zeitraum des Sichtbarwerdens der ersten Indikatorschicht bis zum Sichtbarwerden der zweiten Indikatorschicht als zusätzliche Information bezüglich der ab dem Sichtbarwerden der zweiten Indikatorschicht für den Austausch des Strahlenschutzelements zur Verfügung stehenden Zeitraum dienen. Dieser Zeitraum stellt eine zusätzliche Sicherheitsmarge bei der Vermeidung der eingangs geschilderten Probleme bereit.

In einer Weiterbildung der vorstehenden Ausführung besteht die Indikatorschicht aus genau drei Schichten, die sich sowohl farblich von der Außenschicht, als auch farblich voneinander unterscheiden. Gegenüber der zweischichtigen Ausführung der Indikatorschicht bietet die dritte Indikatorschicht eine weitere zusätzliche Sicherheitsmarge. Das Sichtbarwerden der zweiten Indikatorschicht gibt in Abhängigkeit von der für den Einsatzort typischen Verschleißrate entsprechendes Zeitfenster vor, innerhalb dessen ein Austausch erfolgen sollte. Die dritte Indikatorschicht stellt sicher, dass falls dieser Zeitraum überschätzt wurde, ein weiterer Hinweis erfolgt und immer noch kein Abrieb von Kernmaterial stattfindet. Mit Sichtbarwerden der dritten Indikatorschicht sollte demnach zeitnah ein Austausch des Strahlenschutzelements erfolgen.

Die mindestens eine Schicht der Indikatorschicht kann auch als eine Texturschicht ausgeführt sein. Wenn die Indikatorschicht aus mehreren Schichten besteht, können auch mehr als eine dieser Schichten als eine Texturschicht ausgeführt sein.

Eine Texturschicht ist zusätzlich oder alternativ zur farblichen Unterscheidbarkeit im Vergleich zu einer darüber angeordneten Schicht so aufgebaut ist, dass sich durch die Reibangriffe im bestimmungsgemäßen Gebrauch an der Oberfläche eine besondere Textur (Oberflächenstrukturierung, Oberflächenbeschaffenheit) ausbildet oder eine in die Schicht integrierte Textur freigelegt wird. D. h., die Texturschicht ist so aufgebaut, dass sich infolge der Abnutzung der Schicht eine besondere Textur als Folge der Reibangriffe an der Oberfläche im Laufe der Zeit durch Abrieb einstellt.

Beispielsweise kann die Texturschicht so ausgeführt sein, dass die Schicht Bereiche aus wenigstens zwei unterschiedlich abriebfeste Materialien aufweist. Aufgrund der unterschiedlichen Abriebfestigkeit entsteht durch entsprechend unterschiedliche Verschleißraten die besondere Textur. Beispielsweise können die Bereiche mit unterschiedlichen Abriebfestigkeiten so anordnet sein, dass sich durch den unterschiedlich schnell erfolgenden Abrieb bestimmte Oberflächenstrukturen, z. B. Rippen, Noppen, Waben oder ähnliches, als besondere Textur ergeben. Alternativ oder zusätzlich kann in eine Schicht der Indikatorschicht zur Ausbildung der Texturschicht ein anderes strukturiertes Material eingearbeitet sein, das durch den Verschleiß freigelegt wird oder ”ausfranst”.

Zunächst kann diese Texturschicht so gestaltet sein, dass sich durch den Abrieb optisch sichtbare Rippen, Noppen oder Waben ausbilden. Diese dann sichtbar werdende Textur kann als „optische Anzeige” dienen, die man visuell erkennen kann.

Alternativ oder zusätzlich kann die Texturschicht so ausgelegt sein, dass bei einem Schleifen oder Gleiten der Texturschicht über eine Oberfläche eines Gegenstands mit einer ausreichenden Oberflächenhärte ein wahrnehmbares Geräusch erzeugt wird. Eine Texturschicht mit bestimmten Oberflächenstrukturen, z. B. Gitter, Stege, Waben, Noppen, Rillen oder ähnliches, kann beispielsweise einem Inspektionsobjekt, z. B. an Kofferkanten, ein erkennbares Geräusch, wie ein typisches Rattern, als eine „akustische Austauschanzeige” erzeugen. Damit kann die Indikatorschicht zusätzlich oder alternative zu der Funktionalität „optische Austauschanzeige” die „akustische Austauschanzeige” bereitstellen.

In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass „Abriebfestigkeit” hier als die Widerstandsfähigkeit einer festen Oberfläche gegenüber mechanischer Beanspruchung, besonders Reibung, verstanden wird. Die Abriebfestigkeit eines Materials bestimmt sich im Wesentlichen aus den Oberflächeneigenschaften des Materials, hauptsächlich der Rauigkeit und Härte. Die Abriebfestigkeit kann beispielsweise durch Schleifen oder Sandstrahlen bestimmt werden.

Das zur Schirmung ionisierender Strahlung eingerichtete Material des Kerns (Kernmaterial) kann wenigstens eines der folgenden Materialien enthalten oder vollständig daraus bestehen: Reines Blei, Bleioxid, Zinn, Zinnoxid, Bleivinyl, Bleigummi, Barium, Samarium.

Die wenigstens eine Außenschicht kann wenigstens eines der folgenden Materialien enthalten oder daraus bestehen: Gummi, PVC, Schutzlack.

Die mindestens eine Indikatorschicht kann, beispielsweise aus einem der für die Außenschicht genannten Materialien bestehen, wobei dem Material zur gewünschten Einfärbung entsprechende Farbpigmente zugesetzt sind. Die eine oder mehreren Texturschichten der Indikatorschicht können Bereiche aus wenigstens zwei unterschiedlich abriebfestem Materialien aufweisen, wobei die Bereich in der Schichtebene so angeordnet sind, dass sie den durch unterschiedliche Abriebraten auszubildenden Texturelementen (Gitter, Stege, Waben, Noppen, Rillen usw.) entsprechen.

In einer besonderen Ausführung kann die wenigstens eine Außenschicht aus dem Material des Kerns bestehen. Diese Variante eignet sich besonders dann, wenn als Kernmaterial ein biologisch unbedenkliches Material, beispielsweise Bleigummi oder ein Zinn oder Zinnoxid enthaltendes Material, verwendet wird, bei dem der Abrieb nicht zu einer unerwünschten Kontaminierung der Inspektionsobjekte führen kann. Besteht die Außenschicht aus dem ebenfalls ionisierenden strahlungsschirmenden Material des Kerns, wird grundsätzlich eine höhere Schirmung der ionisierenden Strahlung durch die Materialstärke der Außenschicht erreicht. Wobei die unbedingt einzuhaltende Mindestabschirmung des Strahlenschutzelements durch die Materialstärke des Kerns sichergestellt ist, die mit Hilfe der wenigstens einen Indikatorschicht als integrierte Austauschanzeige überwacht werden kann. Auch hier kann als äußerste Schicht der Außenschicht eine Lackschicht vorgesehen sein.

In bestimmten Ausführungen kann auch die mindestens eine Indikatorschicht aus dem Material des Kerns bestehen, wobei zur Unterscheidung der Farbe der wenigstens einen Außenschicht und/oder des Kerns entsprechende Farbpigmente zugesetzt sind. Auch diese Variante eignet sich bevorzugt für Kerne, die aus einem biologisch unbedenklichen Material bestehen, dessen Abrieb nicht zu einer unerwünschten Kontaminierung von Inspektionsobjekten führt.

In allen Ausführungsbeispielen weist der Kern des Strahlenschutzelements eine Materialdicke auf, die einem vorbestimmten Bleigleichwert entspricht. Die erforderliche Mindestdicke oder Materialstärke des Kerns, der zur Schirmung ionisierender Strahlung eingerichtet ist, ist zunächst abhängig von der Intensität der abzuschirmenden Strahlungsquelle und den damit verbundenen Abstrahlwerten. Durch gesetzliche Bestimmungen ist 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.

In bevorzugten Ausführungen ist das Strahlenschutzelement streifenförmig, wobei die Streifenlänge größer als die Streifenbreite ist und wobei die Streifendicke wesentlich kleiner als die Streifenbreite ist. Zur Verwendung als Lamelle in einem Strahlenschutzvorhang für einen Strahlentunnel einer Röntgeninspektionsanlage ist die Streifenbreite bevorzugt etwa 90 mm, die Streifenhöhe etwa die Strahlentunnelhöhe h zuzüglich 30 mm und die Streifendicke beträgt etwa 2,5 mm.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Röntgeninspektionsanlage mit einer Strahlenschutzeinrichtung am Eingang und/oder am Ausgang eines Strahlentunnels, wobei die Strahlenschutzeinrichtung aus einem Strahlenschutzvorhang mit mehreren Strahlenschutzelementen gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung besteht.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sicherstellung eines Mindestbleigleichwerts einer Strahlenschutzeinrichtung einer Röntgeninspektionsanlage, wie beispielsweise einer Röntgeninspektionsanlage gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.

In einer ersten Variante (A) des Verfahrens weisen die Strahlenschutzelemente eine einzige Indikatorschicht auf und eine oder alle der Strahlenschutzelemente werden spätestens nach einer vorbestimmten Zeitdauer ausgetauscht, sobald diese einzige Indikatorschicht sichtbar wird.

In einer zweiten Variante (B) des Verfahrens weisen die Strahlenschutzelemente eine erste Indikatorschicht und eine zweite Indikatorschicht auf, wobei eine Zeitdauer erfasst wird, die bestimmt ist, durch den Zeitpunkt, an dem die unter der Außenschicht liegende erste Indikatorschicht sichtbar wird, bis zu dem Zeitpunkt, an dem die zweite Indikatorschicht, die unter der ersten Indikatorschicht liegt, sichtbar wird. Das betroffene oder alle Strahlenschutzelemente werden spätestens nach einer Zeitdauer, die dem erfassten Zeitfenster oder einem um eine Sicherheitsmarge verringertem Zeitfenster ab Sichtbarwerden der zweiten Indikatorschicht entspricht, ausgetauscht.

In einer dritten Variante (C) des Verfahrens als eine Weiterbildung der zweiten Variante weist die Indikatorschicht eine weitere dritte Indikatorschicht unter der zweiten Indikatorschichten auf. Das betroffene oder alle Strahlenschutzelemente werden dann unmittelbar ausgetauscht, sobald die dritte Indikatorschicht sichtbar wird.

Mit anderen Worten können eine oder alle Strahlenschutzelemente ausgetauscht werden:

  • (i) in der Variante (A): Sobald eine erste Indikatorschicht, die unter der Außenschicht angeordnet ist, an einem der Strahlenschutzelemente von sichtbar wird, oder
  • (ii) in der Variante (B): nach einem Zeitfenster ab Sichtbarwerden einer zweiten Indikatorschicht, die unter der ersten Indikatorschicht angeordnet ist, wobei die Länge des Zeitfensters der Zeitdauer vom Zeitpunkt des Sichtbarwerdens der ersten Indikatorschicht bis zum Zeitpunkt des Sichtbarwerdens der zweiten Indikatorschicht entspricht, oder
  • (iii) in der Variante (C): sobald eine dritte Indikatorschicht, die unter der zweiten Indikatorschicht angeordnet ist, sichtbar wird.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele

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 Röntgeninspektionsanlage in einer seitlichen Schnittdarstellung mit einer Strahlenschutzeinrichtung bestehend aus mehreren Strahlenschutzelementen.

2 zeigt einen Querschnitt eines Strahlenschutzelements.

3 zeigt einen Ausschnitt D der 2 mit einer detaillierteren Darstellung der Schutzschicht mit wenigstens einer Außenschicht und mindestens einer Indikatorschicht.

4 zeigt den Ausschnitt D der 3 mit einer detaillierteren Darstellung der Außenschicht.

5 zeigt den Ausschnitt D der 2 mit einer detaillierteren Darstellung der Indikatorschicht.

6 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zur Sicherstellung eines Mindestbleigleichwerts einer Strahlenschutzeinrichtung einer Röntgeninspektionsanlage.

1 zeigt eine Röntgeninspektionsanlage 10, wie sie beispielsweise zur zerstörungsfreien Inspektion von Gepäckstücken am Zugang zu Sicherheitsbereichen an Flughäfen eingesetzt wird. Die Inspektionsanlage 10 weist an einem Eingang E und einem Ausgang A eines Strahlentunnels 12 jeweils einen Strahlenschutzvorhang 100-1, 100-2 für ionisierende Strahlung auf. Zwischen den beiden Strahlenschutzvorhängen 100-1, 100-2 findet sich ein Strahlungsbereich 16, in dem wenigstens eine Strahlungsquelle 18, beispielsweise eine Röntgenröhre, und wenigstens eine darauf ausgerichtete Detektoranordnung 20 angeordnet sind. Durch den Strahlentunnel 12 führt ein Transportsystem 22, bestehend aus drei Förderbändern 22-1, 22-2, 22-3 zur Förderung eines Gepäckstücks 24 durch den Strahlentunnel 12. Das Gepäckstück 24, in der 1 beispielsweise als Koffer dargestellt, wird von dem Transportsystem 22 durch die Röntgeninspektionsanlage 10 gefördert. Beim Durchlauf wird das Gepäckstück 24 von einem mit der Strahlungsquelle 18 erzeugten Röntgenstrahlfächer 26 zeilenweise durchstrahlt und die Intensität der vom Gepäckstück 24 nicht absorbierten Röntgenstrahlung mittels der Detektoranordnung 20 erfasst.

Um die gesetzlichen Anforderungen entsprechende Reduzierung der aus der Röntgeninspektionsanlage 10 austretenden ionisierenden Strahlung zu gewährleisten, bestehen Strahlenschutzelemente der Strahlenschutzvorhänge 100-1, 100-2 jeweils aus einem zur Schirmung von ionisierenden Strahlung geeigneten Material, das eine für das gewünschte Abschirmungsmaß erforderliche Dicke aufweist, wobei die Abschirmung mit der Zahl des Bleigleichwerts angegeben werden kann; der Bleigleichwert entspricht derjenigen Schichtdicke von Blei, welche die gleiche Abschirmungswirkung gegenüber ionisierender Strahlung zeigt, wie eine gegebene Schichtdicke eines tatsächlich eingesetzten Materials.

Zu den nachstehend beschriebenen 2 bis 5 sei angemerkt, dass die Darstellung in den Figuren hinsichtlich der Stärke der Schichten überzeichnet ist. Dies dient lediglich der besseren Darstellung und zur Erläuterung.

2 zeigt ein Strahlenschutzelement 101, beispielsweise in Form einer Lamelle, eines der Strahlenschutzvorhänge 100-1, 100-2 im Querschnitt. Das Strahlenschutzelement 101 besteht aus einem Kern 110, der von wenigstens einer Schutzschicht 120 umgeben ist, d. h., (ein)gekapselt ist. Der Kern 110 besitzt eine Schichtdicke d, welche die vorbestimmte Abschirmungswirkung gegenüber ionisierender Strahlung erreicht. Die Schutzschicht 120 weist einen im Folgenden näher zu erläuternden Schichtaufbau auf, der zunächst allgemein anhand der 3 erläutert wird.

In 3 ist der Ausschnitt D der 2 vergrößert dargestellt und zeigt den Kern 110 mit der notwendigen Materialdicke d und der Schutzschicht 120 auf beiden Seiten des Kerns 110, wobei die Schutzschicht 120 jeweils aus einer Außenschicht 122 und einer Indikatorschicht 124 besteht.

In 4, die im Wesentlichen der 3 entspricht, ist im Vergleich zur 3 im Detail gezeigt, dass die Außenschicht 122 aus mehreren Schicht bestehen kann, im gezeigten Ausführungsbeispiel aus drei Schichten 122-1, 122-2, 122-3 zusammengesetzt ist. Ebenfalls zur Vereinfachung ist nur der Schichtaufbau der oberen Außenschicht 122 gezeigt; da der Kern 110 gekapselt ist, ist der Aufbau der unteren Außenschicht identisch.

Die Außenschicht 122 kann eine Gummischicht sein, die bei der Herstellung in mehreren Schritten erzeugt wird und somit zu dem dargestellten Mehrschichtaufbau mit mehr als einer Schicht führt. Diese Außenschichten können grundsätzlich identisch aufgebaut sein. Mit anderen Worten, die Außenschicht kann aus einer einzigen Schicht oder beliebig vielen gleichartigen Unterschichten bestehen. In bestimmten Ausführungen ist die äußerste Schicht 122-1 der Außenschicht 122 eine Lackschicht.

5, die im Wesentlichen den 3 und 4 entspricht, zeigt ergänzend im Detail, dass die Indikatorschicht 124 aus mehreren Schichten aufgebaut sein kann. Ebenfalls zur Vereinfachung ist nur der Schichtaufbau der oberen Indikatorschicht 124 gezeigt; da der Kern 110 gekapselt ist, ist der Aufbau der unteren Indikatorschicht identisch. Die möglichen Funktionen und damit einhergehenden möglichen Ausführungsformender Indikatorschicht werden im Folgenden erläutert.

In der 5 ist die Indikatorschicht 124 bestehend aus drei Schichten 124-1, 124-2, 124-3 dargestellt. Grundsätzlich werden jedoch drei prinzipielle Ausführungen vorgeschlagen, die im Folgenden erläutert werden.

Bei einer ersten Ausführung besteht die Indikatorschicht 124 genau aus einer Schicht 124-1. Bei einer zweiten Ausführung beseht die Indikatorschicht 124 genau aus zwei benachbarten Schichten 124-1 und 124-2. Bei einer dritten Ausführung besteht die Indikatorschicht 124 genau aus drei benachbarten Schichten 124-1, 124-2, 124-3. In allen Ausführungen besteht die Indikatorschicht 124 aus einer oder mehreren Schichten 124-1, 124-2, 124-3, die im Wesentlichen farblich und/oder akustisch von der Außenschicht 122 und ggf. voneinander unterschieden werden kann oder können. Die Funktion der Indikatorschicht 124 wird im folgenden Zusammenhang anhand der 6 und einem Verfahren zur Sicherstellung eines Mindestbleigleichwerts der Strahlenschutzelemente 101, beispielsweise der Röntgeninspektionsanlage 10 der 1, erläutert.

Hinsichtlich des Kernmaterials sei angemerkt, dass dieses bevorzugt aus einem Material besteht bzw. aus einer Materialmischung besteht von dem wenigstens ein Bestandteil geeignet ist, die gewünschten Abschirmeigenschaften für ionisierende Strahlung bereitzustellen. Beispielsweise kann der Kern aus reinem Blei oder reinem Zinn bestehen, oder aus einer Materialmischung zusammen mit Bleioxid und/oder Zinnoxid bestehen, wie beispielsweise Bleivinyl oder Bleigummi. Beispielsweise kann der Kern aus gewalztem Elementarblei bestehen. Alternativ kann elementares Blei, d. h., reines Blei oder Bleioxid oder elementares Zinn oder Zinnoxid oder alternativ eine Mischung der vorgehenden Stoffe in Pulverform einem Trägermaterial, beispielsweise PVC, Naturkautschuk oder Synthesekautschuk, beigemischt werden. Daraus hergestellte Bahnen können dann in eine entsprechende Form zugeschnitten werden, um als Kern 110 für Strahlenschutzelemente 101 verwendet zu werden.

Wie bereits eingangs beschrieben, kann es je nach Aufbau des Kerns 110 problematisch sein, wenn es durch Reibungsangriffe der durch eine Inspektionsanlage geförderten Inspektionsobjekte zu einer Kontaminierung der Inspektionsobjekte mit abgeriebenem Kernmaterial kommt. Alternativ kann der im bestimmungsgemäßen Betrieb ständig stattfindende Reibungsangriff zur Reduzierung der Materialstärke der Strahlenschutzelemente führen, die jedoch für die erforderliche Schirmwirkung einen vorbestimmten Wert nicht unterschreiten sollte.

Zur Vermeidung eines oder beider Probleme wird hier vorgeschlagen, den Kern 110 der Strahlenschutzelemente 101 mit einer der vorstehend im Zusammenhang mit den 3 bis 5 beschriebenen Schutzschicht 120 zu kapseln, die neben der wenigstens einen Außenschicht 122 mindestens eine Indikatorschicht 124 aufweist. Je nach Anzahl der Indikatorschichten können zusätzliche Vorteile erreicht werden. Anhand des Flussdiagramms der 6 werden nun die möglichen Funktionen und Vorteile einer einlagigen oder mehrlagigen Indikatorschicht 124 erläutert.

Die wenigstens eine Außenschicht 122 und die mindestens eine Indikatorschicht 124 aufweisende Schutzschicht 120 ist im bestimmungsgemäßen Betrieb permanenten Reibungsangriffen ausgesetzt. Der bestimmungsgemäße Betrieb entspricht dem Schritt S1 des Flussdiagramms.

In einem Überwachungsschritt S2, beispielsweise mittels Sichtprüfung, werden die Strahlenschutzelemente 101 sichtgeprüft, um festzustellen, ob durch Abrieb der wenigstens einen Außenschicht 122 die mindestens eine Indikatorschicht 124 sichtbar geworden ist. Solange im Schritt S2 festgestellt wird, dass die Indikatorschicht 124 nicht sichtbar ist, kehrt das Verfahren über den Zweig N1 zu Schritt S1 zurück.

In der ersten Ausführungsform A besteht die Indikatorschicht 124 nur aus einer einzigen Indikatorschicht 124-1. D. h., sobald in Schritt S2 festgestellt wird, dass diese einzige Indikatorschicht 124-1 sichtbar geworden ist, geht das Verfahren unmittelbar über den Zweig J1 zu Schritt S3, in dem zeitnah ein Austausch des betroffenen Strahlenschutzelements 101 erfolgt oder zumindest eingeleitet wird.

In der zweiten Ausführungsform A besteht die Indikatorschicht 124 aus wenigstens zwei Indikatorschichten 124-1, 124-2, die übereinander angeordnet sind und farblich voneinander unterschieden werden können. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die näher am Kern 110 liegende zweite Indikatorschicht 124-2 mindestens genauso dick wie die darüber liegende erste Indikatorschicht 124-1 ist. Dies hat den Vorteil, dass erwartet werden kann, dass der im Betrieb auftretende Abrieb der zweiten Indikatorschicht 124-2 in etwa genauso lange dauert, wie bei der ersten Indikatorschicht 124-1. Bei der zweiten Ausführungsform B geht das Verfahren nach Schritt S2 mit dem Sichtbarwerden der ersten Indikatorschicht 124-1 nicht zu Schritt S3, sondern zu Schritt S4.

In Schritt S4 wird zunächst ein Zeitnehmer gestartet. Dies kann im einfachsten ein Notieren des Zeitpunkts, an dem die erste Indikatorschicht 124-1 sichtbar wurde, geschehen. Denkbar wäre auch, dass eine Funktionalität der Anlagensteuerung einen elektronischen Zeitnehmer implementiert hat, der über eine entsprechende Eingabe gestartet werden kann.

Auf Schritt S4 folgt Schritt S5, der im Wesentlichen dem Schritt S1 entspricht, d. h. der bestimmungsgemäße Gebrauch der Strahlenschutzelemente 101, in dem der übliche Reibungsangriff und damit ein Abrieb der nun sichtbar gewordenen ersten Indikatorschicht 124-1 stattfindet. Entsprechend wird in Schritt S6, der im Wesentlichen dem Schritt S2 entspricht, geprüft, ob die zweite Indikatorschicht 124-2, die unter der ersten Indikatorschicht 124-1 angeordnet ist, sichtbar geworden ist oder nicht. Solange die zweite Indikatorschicht 124-2 nicht sichtbar geworden ist, kehrt das Verfahren über den Zweig N2 zu Schritt S5 zurück.

Sobald die zweite Indikatorschicht 124-2 sichtbar wird, geht das Verfahren über den Zweig J2 zu Schritt S7, in dem im Wesentlichen der Zeitpunkt des Sichtbarwerdens der zweiten Indikatorschicht 124-2 durch Stoppen des manuellen oder elektronischen Zeitnehmers erfasst wird. Damit ist eine Zeitdauer T bestimmt, in der die erste Indikatorschicht 124-1 durch den ortsüblichen bestimmungsgemäßen Gebrauch abgerieben wurde.

Mittels der so festgestellten Zeitdauer T liegt ein Maß für die zu erwartende Dauer für den Abrieb der zweiten Indikatorschicht 124-2 vor. Damit hat der Nutzer der Anlage etwa die Zeitdauer T zur Verfügung, bis das betroffene Strahlenschutzelement 101 zu ersetzen ist. D. h., wenn die Zeitdauer T für den Abrieb der ersten Indikatorschicht 124-1 etwa einen Monat gedauert hat, ist zu erwarten, dass die etwa gleich dicke zweite Indikatorschicht 124-2 ebenfalls etwas einen Monat standhält. Dazu geht das Verfahren von Schritt S7 zu einem Schritt S8 mit einem zweiten Zeitgeber, der feststellt, ob die zu Verfügung stehende Zeit T abgelaufen ist. In vorteilhafter Weise kann eine Sicherheitsmarge vorgesehen sein, die darin besteht, dass ein Prozentsatz P% kleiner 100% der bestimmten Zeit T für den Zeitraum des Zeitgebers in Schritt S8 angesetzt wird. In der Variante B geht der Zweig t < T des Verfahrens unmittelbar zurück zum Schritt S8, dazu ist der Pfad zusätzlich mit „B” gekennzeichnet.

Sobald in Schritt S8 der Ablauf der Zeit T (ggf. um P% reduziert) festgestellt wird, geht das Verfahren zu Schritt S3, in dem zeitnah ein Austausch des betroffenen Strahlenschutzelements 101 erfolgt.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung C besteht die Indikatorschicht 124 aus drei farblich voneinander unterscheidbaren Schichten 124-1, 124-2, 124-3, wie in der 5 dargestellt. Damit steht nach Abrieb der zweiten Indikatorschicht 124-2 mittels der dritten Indikatorschicht 124-3 eine weitere Sicherheitsmarge zur Verfügung, die beispielsweise ein vorzeitiger Durchrieb der zweiten Indikatorschicht 124-2 vor Ablauf des Zeitfensters T angezeigt. Somit kann eine Kontaminierung von Inspektionsobjekten durch Abrieb des Kerns 110 oder eine unzulässige Verringerung der Materialdicke des Kerns 110 noch sicherer ausgeschlossen werden.

In der dritten Ausführung C ist in dem Verfahren noch ein Schritt S9 vorgesehen, der in die Zeitgeberschleife des Schritts S8 (anstelle des mit „B” gekennzeichneten Pfads) integriert ist und neben dem Ablauf der Zeit T (ggf. reduziert um P%) zusätzlich auf Sichtbarwerden der dritten Indikatorschicht 124-2 prüft. Sollte die dritte Indikatorschicht 124-3 vor Ablauf der Zeit T (ggf. reduziert um P%) sichtbar werden, geht das Verfahren über den Pfad J3 zum Schritt S3, in dem zeitnah ein Austausch des betroffenen Strahlenschutzelements 101 erfolgt.

Alternativ kann das Verfahren C so gestaltet sein, dass es grundsätzlich immer über Schritt S9 läuft, sodass auch nach Ablauf der Zeit T (ggf. reduziert um P%) erst dann zu Schritt S3 gegangen wird, wenn die dritte Indikatorschicht 124-3 sichtbar wird. Damit wird die Schutzschicht 120, die den Kern 110 umgibt, zeitlich maximal genutzt.

Da die dritte Indikatorschicht 124-3 tatsächlich nur als „letzte Warnung” fungiert, kann diese Schicht dünner als die erste und die zweite Indikatorschicht 124-1 und 124-2 ausgeführt werden.

Wie eingangs erläutert kann eine Schicht der Indikatorschicht als eine Texturschicht ausgeführt sein. Dies kann prinzipiell bei allen vorstehend erläuterten Ausführungen eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft kann die Texturschicht mit akustischer Anzeigefunktionalität zusätzlich in allen Ausführungen verwendet werden. Bei den Ausführungen mit zwei oder drei Schichten in der Indikatorschicht ist bevorzugt nur in die zweite oder dritte Schicht die akustische Anzeigefunktionalität mittels Textur integriert.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • DE 10131407 A1 [0003]