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Wood is the material that has accompanied the whole development of mankind in various applications, for manufacturing tools and weapons, for buildings and constructions and also as fuel. It has various appearances and is subjected to decomposing changes, so there are sufficient arguments for non-destructive testing of wooden objects in the same way as is common practice with other technologically used materials. However, even today wood is rarely tested. Moreover, artefacts of cultural heritage containing wood are rare and delicate, so dismantling these for studying purposes is undesirable. Radiological inspection technologies are the methods of choice to provide a non-destructive insight. Interrogations of a specimen with various kinds of radiation provide different answers about their internal structures. High-quality detailed images are achievable with X-rays or gamma radiation in cases where heavy metals or other dense materials are not involved. Neutrons behave complementarily; they are avidly absorbed by light elements such as hydrogen on the one hand and yet are capable of easily penetrating heavy metals on the other. This provides an alternative for X-ray radiography and tomography when material characteristics are of primary interest rather than structural details, or when shielding with plates or sleeves of heavy metal severely impedes inspections with X-ray or gamma radiation technologies. However, due to the moderating effect of wooden samples it is essential to use fast neutrons for radiography and tomography of voluminous objects. Some typical examples described here will show the difference between neutron and X-ray photon-based radiographic technologies.
"Um Holz auf Schäden hin zu untersuchen, müssen Verfahren auch vor Ort durchführbar sein. Mit Hilfe von mobilen, tragbaren Röntgenblitzröhren und digitalen Radiografiesystemen ist dies möglich. Um die Anzeichen einer Schädigung im digitalen Röntgenbild zu erkennen, ist eine Bildbearbeitung notwendig. Hier werden die Ergebnisse von Röntgenuntersuchungen mit Blitzgeneratoren, einem digitalen Radiografiesystem auf Halbleiterbasis und einer automatisch ablaufenden Bildbearbeitung vorgestellt. Bei den Beispielen handelt es sich jeweils um eine Probe aus Nadelholz und Laubholz, die von geschädigten Bäumen und Bauwerken entnommen wurden. Dem einbaufrischen Bauteil wurden künstliche Strukturen eingebracht. Die aufgeführten Beispiele demonstrieren, wie mit transportablen Geräten innere Schäden im Holz zerstörungsfrei aufgespürt werden können." (gekürztes Autorenreferat) Schadstellen und Fäulnis in trockenen Bäumen und in trockenen Holzbalken lassen sich mit den Mitteln der digitalen Radiographie darstellen. Diese Aufnahmetechniken kommen mit geringeren Strahlendosen als bei einer herkömmlichen Filmbelichtung aus. Die Verwendung digitaler Detektoren, kombiniert mit einer PC-basierten Bildbearbeitung, erlaubt eine schnelle Auswertung vor Ort. Die automatisierte Bildfilterung gestattet eine zügige Durchführung auch ohne tiefgehende Kenntnisse in der digitalen Bildauswertung. Diese spielt hier eine tragende Rolle, wobei die in den Rohbilddaten enthaltenen relevanten Informationen gegenüber denjenigen, die im Augenblick weniger oder nicht interessieren, hervorgehoben werden. Risse werden längs der Einstrahlrichtung gut sichtbar, senkrecht dazu verlaufende allerdings wegen mangelnder Kontrastunterschiede nicht. An dieser Stelle bietet sich die Ultraschall-Echotechnik als komplementäres Verfahren an.
Die radiologische Untersuchung von Holz ist hinsichtlich der Durchführung
und Auswertung komplex. Im Gegensatz zu künstlich hergestellten Materialien zeichnet
sich Holz besonders durch seine Heterogenität und Individualität aus, kein Stück ist wie das
andere. Dies erschwert bei der radiologischen Inspektion die Fehlerdetektion, da diese teilweise
schwer von natürlichen Wachstumsmerkmalen zu unterscheiden sind. Insektenfraßgänge
und Hohlräume durch biologischen Abbau sind deutlich erkennbar, schwieriger
wird es bei feinen Rissen und Anzeichen für Fäulnis. Metallische Einbauten wie Nägel und
Bolzen sind natürlich gut zu erkennen, großflächigere Platten können jedoch den Einblick
in die benachbarten Gebiete versperren. Klebstoffschichten sind im Röntgenbild nur dann
sichtbar, wenn sie exakt parallel zum Strahlengang getroffen werden. Verschiedene
Strukturmerkmale treten also radiologisch recht unterschiedlich in Erscheinung, deshalb
liegt es nahe, zu deren Erkennung mehr als nur eine Durchstrahlungstechnologie
anzuwenden. Während bei immobilen Objekten, d.h. Bauwerken und Bäumen, mobile
Durchstrahlungstechniken mit Röntgen- oder Gammastrahlen (Se-75) in Frage kommen,
stehen im Labor auch (schnelle) Neutronen alternativ zur Verfügung. Die verschiedenen
Techniken, einschließlich der Tomographie mit Neutronen, werden an zwei größeren Prüfteilen
demonstriert, einer Brettschichtholzprobe und einem Knotenpunkt aus einer Holzbrücke
mit eingebauter Stahlplatte. Neutronen lassen Materialunterschiede differenzierter hervortreten
und durchdringen sperrige Metallteile besser, trotz verringerter Bildqualität. An
Verbesserungen wird derzeit gearbeitet.