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PSI vereinfacht Qualitätskontrolle von Verbundstoffen

Forscher am Paul Scherrer Institut (PSI) haben eine Methode der Röntgenkleinwinkelstreuung verbessert. Mit ihr kann das Innenleben von Verbundstoffen auch mit herkömmlichen Röntgenröhren erfasst werden. Zudem ist sie schneller als bisherige Verfahren.

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Matias Kagias (links) und Marco Stampanoni vor der Apparatur, mit der sie die Verbundstoffe mithilfe der neu entwickelten Röntgenmethode untersuchten. Bild: Paul Scherrer Institut/Mahir Dzambegovic

Die sogenannte Röntgenkleinwinkelstreuung dient zum Erfassen der Zusammensetzung von Verbundstoffen, erläutert das PSI in einer Mitteilung. Deren Materialeigenschaften hängen wesentlich von der Ausrichtung der in ihnen enthaltenen Fasern ab. Herkömmliche Röntgenverfahren haben dabei den Nachteil, dass es Stunden brauchen kann, um eine Probe in der notwendigen Auflösung zu durchleuchten.

Einer Gruppe von Forschern am PSI sowie der Eidgenössischen Technischen Hochschulen Zürich (ETH) und Lausanne (EPFL) haben eine praxistauglichere Methode der Röntgenkleinwinkelstreuung entwickelt. „Dadurch ist es möglich, mehrere lokale Streuungsmuster zu erkennen, die die räumliche Innenstruktur einer Probe mit nur einem Röntgenbild widerspiegeln, sodass wir eine grosse Anzahl von aufeinanderfolgenden Bildern aufnehmen können“, wird der Erfinder der Methode und Postdoc in der PSI-Röntgentomografiegruppe, Matias Kagias, in der Mitteilung zitiert.

Die von Kagias und seinen Forscherkollegen entwickelte Methode kann darüber hinaus auch mit herkömmlichen Röntgenröhren angewandt werden. Bisher waren zur Durchleuchtung von Verbundstoffen Röntgenstrahlen aus Beschleunigeranlagen wie der am PSI befindlichen Synchrotron Lichtquelle Schweiz (SLS) nötig. „Es wird daher erwartet, dass dieser neuartige Ansatz konkrete Anwendung in Medizinprodukten, bei der zerstörungsfreien Prüfung sowie im Bereich der inneren Sicherheit finden wird“, erläutert Marco Stampanoni, Leiter der Forschungsgruppe Röntgentomografie am PSI. 

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