Die Industrie ist einer der Bereiche, in denen Kernenergie genutzt wird. Einige Beispiele für die Anwendungen der Kernenergie in der modernen Industrie sind wie folgt:
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Verbesserung industrieller Prozesse.
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Messungen
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Automatisierung.
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Qualitätskontrolle von Rohstoffen aus industriellen Prozessen (Zementwerke, Wärmekraftwerke, Ölraffinerien etc.).
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Qualitätskontrolle von Massenprodukten
In der Serienfertigung wird es als Voraussetzung für die vollständige Automatisierung von Hochgeschwindigkeits-Produktionslinien eingesetzt.
In der Industrie wird die Bestrahlung mit intensiven Quellen häufig eingesetzt, um die Qualität bestimmter Produkte (Spezialkunststoffe, Sterilisation von Einwegprodukten etc.) zu verbessern.
Darüber hinaus werden auch Experimente mit Tracern durchgeführt, um genaue und detaillierte Informationen über den Zustand von Industrieanlagen zu erhalten, die für eine Verlängerung der Nutzungsdauer geeignet sind.
Nukleare Quellen für die industrielle Nutzung produzieren radioaktiven Abfall in der Regel nicht in dem Land, in dem sie verwendet werden, sondern im Land des Lieferanten. Wenn diese Quellen nutzlos sind, werden sie von der Handelsfirma des Lieferlandes zurückgezogen, wenn sie ersetzt werden.
Verwendung von Radioisotopen als Tracer
Die Tatsache, dass kleine Mengen radioaktiver Stoffe schnell und genau gemessen werden können, macht Radioisotope dazu, Prozesse zu verfolgen oder die Eigenschaften dieser Prozesse zu analysieren. Diese Stoffe werden als Tracer bezeichnet.
Tracer sind radioaktive Stoffe, die in einen bestimmten industriellen Prozess eingebracht werden. Diese Aktion ermöglicht es, die Flugbahn dieser Substanzen dank ihrer radioaktiven Emission zu erkennen. Auf diese Weise ist es möglich, verschiedene Variablen des industriellen Prozesses (Durchflussraten, Leckagen, Undichtigkeiten usw.) zu untersuchen.
Einige der industriellen Anwendungen der Kernenergie, in denen Tracer verwendet werden, sind die folgenden:
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Prozessforschung, um die Parameter der Lüftungssysteme kontrollieren zu können (Durchflussraten, Lüftungseffizienz)
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Bei Mischungen Homogenitätsgrad, Mischzeit und Leistung des Mischers prüfen
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Industrielle Instandhaltungsprozesse, Untersuchung des Materialtransports durch Rohre (Leckagen oder Lecks und Strömungen)
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Erkennung von Verschleiß und Korrosion, Ermittlung des Verschleißgrades von Werkstoffen (Motoren) und der Korrosion von Verarbeitungsanlagen.
Tracer haben auch einen Anwendungsbereich in der Nuklearmedizin und der menschlichen Gesundheit.
Was ist ein Tracer-Isotop?
In der Chemie und Biochemie wird ein Tracerisotop verwendet, um chemische Reaktionen und Wechselwirkungen zu verstehen. Bei dieser Technik werden ein oder mehrere Atome des Moleküls durch ein Atom des gleichen chemischen Elements, aber eines anderen Isotops ersetzt.
Da das Ersatzatom die gleiche Anzahl von Protonen hat, verhält es sich ähnlich wie das ursprüngliche Atom und stört bis auf wenige Ausnahmen nicht die zu untersuchende Reaktion.
Der Unterschied in der Anzahl der Neutronen impliziert jedoch, dass es möglich sein wird, es anders als die anderen Atome desselben Elements zu detektieren.
Qualitätskontrolle durch Szintigraphie
Die Gammaradiographie ist ein unverzichtbares Qualitätskontrollverfahren zur Überprüfung von Schweißnähten in Rohren und zur Erkennung von Rissen in Flugzeugteilen.
Die industrielle Radiographie ermöglicht die volumetrische Prüfung eines Materials. Der Dickenunterschied in jedem der Abschnitte eines Materials bewirkt eine unterschiedliche Durchdringung der Röntgen- oder Gammastrahlung, der es ausgesetzt ist.
Zur Durchführung dieser Prüfung wird neben dem zu untersuchenden Material eine Quelle durchdringender Kernstrahlung platziert. Auf der anderen Seite befindet sich ein Strahlungsdetektor. Auf diese Weise wird ein repräsentatives zweidimensionales Bild des Teils erhalten.
Die röntgenographische Interpretation besteht in der Analyse der mittels industrieller Radiographie gewonnenen Bilder, um mögliche Fehler in den geprüften Materialien zu erkennen und zu bewerten und so die erforderliche Qualität des geprüften Materials oder Bauteils sicherzustellen.
Strahlungseinsatz in anderen industriellen Prozessen
Gammastrahlung ionisiert Materie und erzeugt freie Radikale, die die Zwischenprodukte für viele chemische Reaktionen sind. Sobald die Monomere, aus denen Kunststoffe hergestellt werden, mit Strahlung (Kobalt-60-Quellen) bestrahlt werden, wird die Bildung großer Polymerketten induziert.
Von hier aus entstehen bei fortgesetzter Bestrahlung des Materials spezielle Kunststoffe mit einem hohen Kettenvernetzungsgrad, der seine Eigenschaften als thermischer und elektrischer Isolator verbessert. Somit stellt der strahlungsinduzierte Abbau einiger Polymere eine nützliche Eigenschaft für bestimmte Verpackungsarten dar.
Kernenergie wird auch bei der Herstellung von Drähten und Kabeln verwendet, die mit durch Gammastrahlung abgebautem Polyvinylchlorid isoliert sind. Strahlung erhöht die Widerstandsfähigkeit gegen thermische und chemische Angriffe.
Ein weiteres wichtiges Produkt ist strahlungsabbauender Polyethylenschaum. Polyethylenschaum wird in Wärmedämmungen, Aufprallpolstern, Schwimmwesten und gammaverfestigten Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen verwendet.
