BETA- &
GAMMASTRAHLEN

Betastrahlen (Elektronenstrahlen oder auch E-Beam) zeichnen sich durch ihre geringe Eindringtiefe bei hohen Dosierungsraten aus. So können mit Betastrahlen einzelne Verpackungen innerhalb weniger Sekunden behandelt werden – bei optimalen Bedingungen ist die Behandlung einer kompletten LKW-Ladung innerhalb von wenigen Stunden möglich. Der Vorteil: Produkte können ohne Verzögerung verarbeitet werden, d. h. ohne Lagerung und die damit verbundenen Kosten. Die geringe Eindringtiefe der Betastrahlen macht es erforderlich, die Produkte in ihren Kartonagen von den Transportpaletten abzupacken, zu verarbeiten und wieder zurückzustapeln. An unserem Standort in Saal verarbeitet eine vollautomatisierte Anlage große Produktmengen in sehr kurzer Zeit.

Betastrahlen bzw. beschleunigte Elektronen werden durch Elektronenbeschleuniger erzeugt, die mit einer Braun’schen Röhre vergleichbar sind: Eine Glühkathode emittiert Elektronen, die im Hochvakuum in einem starken elektrischen Feld beschleunigt werden. Werden Energien oberhalb von 5 MeV benötigt, setzt BGS Resonanzbeschleuniger vom Typ Rhodotron® ein. In diesen werden Elektronen in einem zyklischen Wechselfeld in mehreren Stufen bis auf eine maximale Energie von 10 MeV beschleunigt. Der aus dem Beschleuniger austretende Elektronenstrahl wird in einem magnetischen Wechselfeld so abgelenkt, dass er aufgefächert auf die zu bestrahlenden Produkte trifft. Diese werden mithilfe einer geeigneten Transportanlage unter dem Strahl hindurchgeführt.

Die Prozesscharakteristik der Betastrahlung unterscheidet sich grundsätzlich von der Bestrahlung mit Gammastrahlen. Die Produkte werden in der Regel in der Transportverpackung als einzelne Kartons oder loses Schüttgut durch den Bestrahlungsprozess geführt. Stattdessen wird Endlosstrang abgewickelt und wieder aufgewickelt. Der Bestrahlungsprozess dauert nur wenige Sekunden. Die mögliche Füllhöhe des Bestrahlungsgutes hängt dabei von der Dichte, dem Packschema und der Energie der Elektronen ab.

Betastrahl- bzw. Elektronenstrahlbehandlung eignet sich am besten für

• die Sterilisation von gleichmäßig verpackten Produkten mit geringer Dichte (z. B. Medizinprodukte in kleinen Gebindeeinheiten),
• die Entkeimung von gleichmäßig verpackten Produkten mit geringer Dichte,
• die Modifizierung von Polymeren,
• die Veredelung bzw. Vernetzung von Kunststoffen,
• die Veredelung von Halbleitern.

Im Gegensatz zu Elektronenbeschleunigern, in denen der Bestrahlungsvorgang in wenigen Sekunden erfolgt, dauert die Bestrahlung in der Gammaanlage einige Stunden. Die Gammastrahlen entstehen durch den Zerfall des radioaktiven Isotops Kobalt-60 (⁶⁰Co). Sie haben eine hohe Eindringtiefe bei geringer Dosisrate und somit die besondere Fähigkeit, komplette Paletten, Gebinde und versiegelte Produkte zu durchdringen. Die zu bestrahlenden Produkte können im Regelfall direkt auf den Anlieferungspaletten durch den Bestrahlungsprozess geführt werden. Die Paletten gelangen durch ein Fördersystem in die Anlage und umrunden das mit den einzelnen Strahlenquellen bestückte Gestell. Die Steuerung stellt sicher, dass jede Palette die jeweils festgelegte Anzahl an Umläufen absolviert. So wird die vorgegebene Gesamt-Bestrahlungsdosis für jedes Produkt sichergestellt. Die Gammaanlagen bei BGS können unterschiedliche Produkte mit unterschiedlichen Gesamtdosen gleichzeitig bestrahlen.

Zum gefahrlosen Betreten der Bestrahlungsanlage wird die Quellenwand in ein über acht Meter tiefes Wasserbassin abgesenkt, um die Strahlung vollständig abzuschirmen.

Gammastrahlbehandlung eignet sich am besten für:

• die Sterilisation von medizinischen Produkten für den einmaligen Gebrauch,
• die Sterilisation von verpackten Produkten mit niedriger bis hoher Dichte,
• Produkte mit komplexen Geometrien (z. B. Bauteile oder Bioreaktoren),
• die Entkeimung von Rohmaterialien.