Ash-Monitor

Eine  Strahlungsquelle mit Cäsium-137 ist ein Strahler mit relativ hoher Energie, die hoch genug ist um von der Zusammensetzung unabhängig zu sein, und niedrig genug, um sicher damit umzugehen.

Sie  macht es möglich, das Gewicht des Materials, das sie durchlaufen hat, mit hoher Präzision zu bestimmen, so wie das beispielsweise bei radiometrische Bandwaagen angewandt wird.

Ein weiteres strahlungsemittierendes Material mit geringerer Energie ist Americium-241: bereits ein Stahlblech mit einer Dicke von gerademal 0,8 mm schwächt die Intensität auf die Hälfte.

In Kohle absorbiert der als Asche bezeichnete Teil die Strahlung des Am-241 viel stärker als der Kohlenstoff.

Ein höherer Aschegehalt führt also zu einer relativ starken Erhöhung der Absorption.

Leider gibt es in der Praxis keine Möglichkeit, dass diese Absorption nicht durch die Dichte oder Schichtdicke beeinflusst wird, z. B. durch die Beladung eines Förderbandes.

Somit werden beide Signale zusammen benötigt, um den Ascheanteil mathematisch zu berechnen. 

Um  die Strahlung zu messen, muss sie absorbiert werden.

Die  Absorption ist umso höher, je dichter das Absorbermaterial ist.

Als  Detektoren gibt es gasgefüllte Ionisationskammern oder Geiger-Röhren.

Am  empfindlichsten ist jedoch ein NaJ-Kristall mit einer Dichte von 3,7 g/cm3. Dieser Kristall erzeugt kleine Lichtblitze, wenn er Strahlung ausgesetzt wird, die von einem als Fotovervielfacher bezeichneten Lichtverstärker detektiert werden müssen. 

Der gesamte Sensor muss in ein mechanisches Schutz- und lichtdichtes Gehäuse eingebaut und gegen Störungen stabilisiert sein.

Die beiden Strahlungsquellen müssen in Bleibehältern abgeschirmt werden, damit die Strahlen nicht in alle Richtungen wandern können. Durch einen dünnen Kanal ist sichergestellt, dass nur in einer Richtung der Arbeitsstrahl austreten darf. Die Strahlung wird von einem Szintillationszähler gemessen, der für industrielle Anwendungen der empfindlichste Detektor ist.

Sowohl Quelle als auch Detektor werden als Messpfad bezeichnet. Für die Aschebestimmung sind zwei Messwege erforderlich. Es wäre möglich, nur einen Detektor für beide Strahlungen zu verwenden, aber da physikalisch in dem Detektor jede Strahlung die andere beeinflusst, ist es zuverlässiger, separate zu verwenden.

Die Quelle oder der Detektor können über oder unter dem Riemen installiert werden. Die Messpfade sollten mindestens 1 m voneinander entfernt sein. Ein fester mechanischer Rahmen ist erforderlich, um Änderungen des Abstands zwischen Quelle und Detektor zu verhindern: Er muss absolut konstant sein, um Messfehler zu vermeiden.