Backscatter Imaging und Transmissionsröntgen erklärt ...

Röntgenverfahren machen Verstecktes sichtbar

Backscatter Imaging ist der englische Begriff für das bildgebende Röntgen-Rückstreuverfahren. Mittels Röntgenstrahlung macht es Abweichungen und Anomalien in Struktur und Oberfläche eines Materials, sowie bis zu 30 cm hinter der Oberfläche sichtbar. Die Bilder werden in Echtzeit erzeugt.

Transmission versus Rückstreuung

Transmission

Das Röntgen-Rückstreuverfahren unterscheidet sich deutlich von dem üblicherweise in der Medizin oder bei Gepäckkontrollen verwendeten Transmissionsverfahren. Bei der Transmission sind Röntgenquelle und Detektor voneinander getrennt. Die Untersuchungsobjekte werden zwischen der Quelle und dem Detektor positioniert. Die Röntgenstrahlung tritt kegelförmig aus der Röntgenröhre aus und durchdringt das Objekt und seinen Inhalt. Da die Strahlung verschiedene Materialien unterschiedlich gut durchdringt, ergibt sich ein monochromes Abbild des Inhaltes. Materialien, die leicht zu durchdringen sind, erscheinen dunkel. Materialien, die schwer zu durchdringen sind, erscheinen hell. Ob ein Material leicht oder schwer zu durchdringen ist, entscheidet sich anhand seiner Dichte. Metalle mit hoher Dichte, wie z. B. Eisen absorbieren die Strahlung gut und sind im Röntgenbild gut sichtbar. Kunststoffe hingegen können mit Transmissionsröntgen nur sehr schwer dargestellt werden, da ihre Dichte gering ist und sie sehr einfach durchdrungen werden. Um organische Materialien gut darzustellen, empfiehlt sich das Röntgen-Rückstreuverfahren. Backscatter Imaging und Transmissionsröntgenverfahren ergänzen sich also.

Backscatter Imaging / Röntgenrückstreuung

Beim Backscatter Verfahren sind Röntgenquelle und Detektor in ein Gerät integriert. Das Untersuchungsobjekt muss nur von einer Seite aus zugänglich sein, was eine flexiblere Anwendung ermöglicht. Im Gegensatz zur Transmission wird bei der Rückstreuung (Backscatter) die kegelförmige Strahlung mit einem Shutter aufgefächert und anschließend durch eine rotierende Scheibe (Chopper) in ein sich bewegendes Strahlenbündel verwandelt. In hoher Frequenz (~150 Hz) wird das Objekt nun zeilenförmig abgetastet. Bewegt man das Backscatter-Gerät am Objekt entlang, durchdringt das erzeugte Strahlenbündel die Oberfläche und interagiert stoffspezifisch stark mit dem Material. Dann wird es zurückgestreut und gelangt in den Detektor-Bereich desselben Gerätes. Die Software erzeugt aus den Signalen sofort ein digitales, zwei dimensionales, monochromes Graustufen-Bild und stelle es auf dem Bildschirm dar.

Vorteile des Röntgenrückstreuverfahrens

Verglichen mit der Transmission werden bei der Röntgenrückstreuung andere Materialien sichtbar. Der Effekt wird umso intensiver je niedriger die Dichte der Elemente ist. Ist der Anteil an Kohlen-, Sauer- und Wasserstoff-Verbindungen (leichte Elemente) höher, wird auch die zurückgestreute Strahlung intensiver. Deshalb können mit einem Backscatter-Röntgenscanner z. B. Kunststoffe, Keramiken, Wasser/Feuchtigkeit, Holz, Pflanzen, usw. sehr einfach dargestellt werden. Das Verfahren wird daher am effektivsten eingesetzt, wenn die unterschiedlichen Materialdichten des bestrahlten Objektes einen Kontrast erzeugen. Damit eröffnen sich viele Einsatzszenarien.

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