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DE3823220A1 - Method for the location of hollow spaces or the like in concrete structures and concrete prefabrications, especially in prestressed concrete structures - Google Patents

Method for the location of hollow spaces or the like in concrete structures and concrete prefabrications, especially in prestressed concrete structures

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DE3823220A1
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concrete
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Abstract

In order to detect any hollow spaces present in a concrete structure (prestressed concrete structure), especially in the tendon sheaths (prestressing element sheaths), according to the method of the invention, a fluid carrier medium mixed with a radionuclide is injected from outside into the hollow space, is propagated in the hollow space and its radiation is scanned from outside with the aid of a detector, by which means localisation and spatial delimitation of the hollow space in the concrete structure or in the tendon sheaths can be achieved.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lokalisierung von Hohlräumen u.dgl. in Betonbauwerken und Betonfertigteilen, insbesondere in Spannbetonbauwerken und Spannbetonfertig­ teilen.The invention relates to a method for localizing Cavities and the like in concrete structures and precast concrete parts, especially in pre-stressed concrete structures and pre-stressed concrete share.

Unverpreßte oder unzureichend verpreßte Spannglieder in Spannbetonbauwerken führen bekanntlich zu einer abtragen­ den Korrosion und vor allem zu gefährlichen Spannungsriß­ korrosionen der Spannglieder mit der Folge von Spanndraht­ brüchen, die den Bestand des Spannbetonbauwerks in Frage stellen. Bei den gebotenen Inspektionen der vorhandenen Spannbetonbauwerke, insbesondere der Spannbetonbrücken, wurde festgestellt, daß bis zu 20% der Spannglieder nach dem Vorspannen entweder überhaupt nicht oder nur unvoll­ ständig verpreßt wurden (Buch von G. König, R. Maurer, T. Zichner "Spannbeton: Bewährung im Brückenbau", Springer- Verlag 1986, S. 201-203). Ohne vollständige Verpressung der Spannglieder ist der Verbund zwischen Spannstahl und Beton der Träger nicht oder nicht voll vorhanden und daher der alkalische Korrosionsschutz der Spannstähle auf die Dauer beeinträchtigt. Dieser Mangel muß durch nachträg­ liches Verpressen, soweit dies irgend möglich ist, behoben werden. Unpressed or insufficiently compressed tendons in As is well known, prestressed concrete structures lead to erosion corrosion and, above all, dangerous stress cracking Corrosion of the tendons with the consequence of tension wire breaks that question the existence of the prestressed concrete structure put. During the required inspections of the existing ones Prestressed concrete structures, in particular prestressed concrete bridges, it was found that up to 20% of the tendons after the preload either not at all or only incompletely were constantly pressed (book by G. König, R. Maurer, T. Zichner "Prestressed Concrete: Proven in Bridge Construction", Springer- Verlag 1986, pp. 201-203). Without complete pressing the tendons is the bond between prestressing steel and Concrete of the girder not or not fully present and therefore the alkaline corrosion protection of the prestressing steels on the Duration impaired. This lack must be added later as far as possible is eliminated will.  

Bei der Untersuchung des Altbestandes an Spannbetonbau­ werken und bei den notwendig werdenden Unterhaltungs- und Erneuerungsarbeiten werden die Spannbetonbauwerke z.B. durch Abklopfen auf Hohlräume im Beton und in den Spann­ gliedhüllrohren untersucht. Ergeben sich Verdachtsmomente, so wird der hohl klingende Bereich durch gezieltes Anbohren der vermuteten Hohlstellen und Einführen eines Endoskops oder mittels Radiographie genauer untersucht "Deutscher Betontag 1987, Berichtsband", S. 304-307; Zeitschrift "Stahlanwendung und Werkstofftechnik", Heft 20, 1981, S. 73 und 74; Aufsatz von Baudirektor P. Engelke "Zer­ störungsfreie Prüfung im Bauwesen", Referat zum ZfPBau- Symposium, Berlin-Dahlem, 2. und 3. Oktober 1985). Die radiographische Untersuchungsmethode ist verhältnismäßig aufwendig und zeitraubend. Die Belichtungszeiten sind recht lang; man erhält nur singuläre Ergebnisse. Das Aus­ maß der Hohlräume bleibt ungewiß.When examining the old stock of prestressed concrete work and the necessary entertainment and The prestressed concrete structures, e.g. by tapping on voids in the concrete and in the instep limb tubes examined. If suspicions arise, this is how the hollow-sounding area becomes through targeted drilling the suspected cavities and insertion of an endoscope or examined more closely by means of radiography "Deutscher Betontag 1987, Volume of Reports ", pp. 304-307; Journal "Steel application and materials technology", Issue 20, 1981, Pp. 73 and 74; Essay by building director P. Engelke "Zer trouble-free testing in construction ", presentation on NDT construction Symposium, Berlin-Dahlem, October 2 and 3, 1985). The radiographic examination method is proportional complex and time-consuming. The exposure times are quite long; you get only singular results. The end the size of the cavities remains uncertain.

Aufgabe der Erfindung ist es vor allem, ein Verfahren an­ zugeben, mit dem sich bei Betonbauwerken und Betonfertig­ teilen Fehlstellen (Hohlräume, Risse u.dgl.), insbesondere aber der Verpreßzustand und bei unzureichender Verpressung der Spannglieder die Lage und Ausbreitung der vorhandenen Hohlräume zuverlässiger, als mit den bekannten Methoden bis­ her möglich, bestimmen lassen.The primary object of the invention is to provide a method admit that with concrete structures and concrete ready share defects (voids, cracks, etc.), in particular but the state of pressing and if the pressing is insufficient the tendons the location and spread of the existing ones Cavities more reliable than with the known methods possible, let determine.

Die vorgenannte Aufgabe wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß in einen Hohlraum des Beton­ bauwerks bzw. des Betonfertigteils ein mit einem Radio­ nuklid versetztes fließfähiges Trägermedium injiziert und der Hohlraum in seiner Ausbreitung mit Hilfe eines die emittierte Strahlung des Radionuklids erfassenden Detek­ tors bestimmt wird. Als Trägermedium für das Radionuklid wird zweckmäßig eine Trägerflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, verwendet, obwohl mit Vorteil auch ein Trägergas, wie vor Luft, oder auch ein Inertgas, wie Stickstoff, verwendet wer­ den kann. Für das Radionuklid werden vorteilhafterweise gammastrahlende Radionuklide eingesetzt, z.B. Co-60, Ir-192, Tm-170, Yb-169, Fe-59, Kr-85, Cs-137, Am-241.The above object is according to the invention Process solved in that in a cavity of the concrete building or precast concrete with a radio injected nuclidely flowable carrier medium and the cavity in its spread with the help of a die emitted radiation of the radionuclide-detecting detector tors is determined. As a carrier medium for the radionuclide is a carrier liquid, preferably water, used, although advantageously also a carrier gas, as before  Air, or an inert gas, such as nitrogen, is used that can. For the radionuclide are advantageous gamma-emitting radionuclides are used, e.g. Co-60, Ir-192, Tm-170, Yb-169, Fe-59, Kr-85, Cs-137, Am-241.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt es, Hohlräume im Beton im Vergleich zu den bekannten Methoden wesentlich zuverlässiger und mit geringerem Zeit- und Kostenaufwand in ihrer Lage und ihrem Verlauf festzustellen. Insbesondere lassen sich Verpreßmängel der Spannglieder nach ihrer Aus­ breitung wesentlich zuverlässiger lokalisieren und abgren­ zen. Mit Hilfe des Detektors, für den z.B. ein Zählrohr, ein Szintillationsdetektor od.dgl. Verwendung finden kann, läßt sich die Ausbreitung der injizierten Radionuklide akustisch und/oder optisch feststellen. Die Ausbreitung der die Strahlung emittierenden Bereiche kann bei den Untersuchungsarbeiten registriert werden, so daß exakte Angaben über die Lage und den Verlauf der Hohlräume er­ halten werden. Bei Bedarf können bei Erhaltungsmaßnahmen an den Betonbauwerken weitere endoskopische oder radio­ graphische Untersuchungen durchgeführt werden, ggf. be­ gleitet mit weiteren Untersuchungen nach dem erfindungs­ gemäßen Verfahren, so daß insgesamt eine ausreichend zu­ verlässige Schadensanalyse als Grundlage für ein wirt­ schaftliches Instandsetzungsprogramm erarbeitet werden kann.With the method according to the invention it is possible to create cavities in concrete compared to the known methods more reliable and with less time and cost in determine their location and course. In particular defects in the tendons after their expiration Localize and limit spreading much more reliably Zen. With the help of the detector, for which e.g. a counter tube, a scintillation detector or the like. Can be used the spread of the injected radionuclides determine acoustically and / or optically. The spread of the radiation-emitting areas can in the Examinations are registered so that exact Information about the location and the course of the cavities will hold. If necessary, can take conservation measures on the concrete structures further endoscopic or radio graphic investigations are carried out, if necessary slides with further investigations according to the Invention appropriate method, so that a total of sufficient reliable damage analysis as the basis for a host economic maintenance program can.

Im einzelnen läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren mit Vorteil so durchführen, daß bei einem Spannbetonbauwerk oder einem Spannbetonfertigteil in Richtung des Spannglied­ verlaufs in Abständen Untersuchungsbohrungen bis in den Spannkanal eingebracht werden. Werden hierbei mit Hilfe der herkömmlichen Untersuchungsmethoden Verpreßmängel fest­ gestellt, so kann das mit dem Radionuklid versetzte Träger­ medium durch zumindest eine dieser Untersuchungsbohrungen hindurch in den Spannkanal eingepreßt bzw. eingeblasen wer­ den, welches sich dann über den Hohlraum verteilt, so daß mit Hilfe des ortsbeweglichen Detektors von der Außenseite des Bauwerks her die Lage und die Ausbreitung des Hohlraums mit hinreichender Genauigkeit bestimmt werden können. Nach dem Einpressen des mit dem Radionuklid versetzten Träger­ mediums in den Hohlraum im Beton bzw. im Spannkanal kann das Trägermedium mit dem Radionuklid dadurch wieder über mindestens eine zuvor hergestellte Untersuchungsbohrung ausgepreßt werden, daß Verpreßmörtel od.dgl. von außen in den Hohlraum eingepreßt wird, der das Trägermedium mit dem Radionuklid verdrängt.In detail, the method according to the invention can be used Carry out the advantage so that in a prestressed concrete structure or a pre-stressed concrete element in the direction of the tendon intervals at intervals into the drill holes Tension channel can be introduced. Will help with this of the conventional methods of investigation the carrier with the radionuclide medium through at least one of these test wells  pressed or blown through into the tensioning channel which then spreads over the cavity so that with the help of the portable detector from the outside the location and spread of the cavity can be determined with sufficient accuracy. To pressing in the carrier mixed with the radionuclide mediums in the cavity in the concrete or in the clamping channel the carrier medium with the radionuclide at least one test hole previously made be pressed out that grouting or the like. from the outside in the cavity is pressed in, which the carrier medium with the Radionuclide displaced.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auch möglich, das Radionuklid dem Verpreßmaterial (Verpreßmörtel) zuzu­ setzen, so daß nach dem Verpreßvorgang mit Hilfe des De­ tektors festgestellt werden kann, ob der vorhandene Hohl­ raum von dem Verpreßmaterial ausgefüllt wird.According to the method according to the invention, it is also possible the radionuclide to the grouting material (grout) set so that after the pressing process with the help of De tector can be determined whether the existing hollow space is filled by the grouting material.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich nicht nur bei vor­ handenen Betonbauwerken, wie vor allem Spannbetonbrücken u.dgl., im Rahmen der Untersuchungsmaßnahmen mit Erfolg an­ wenden; vielmehr läßt es sich auch als Testverfahren beim Neubau von Betonbauwerken zur Anwendung bringen. Dabei kann auch so vorgegangen werden, daß beim Verpressen der Spann­ glieder dem Verpreßmaterial (Einpreßmörtel od.dgl.) das Radionuklid zugesetzt wird, so daß sich Verpreßfehler un­ mittelbar mit Hilfe des auf die emittierte Strahlung an­ sprechenden Detektors feststellen lassen. Auch können mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens Spannbetonfertigteile auch schon vor ihrer Montage auf Verpreßfehler untersucht werden.
The method according to the invention can be used not only in the case of existing concrete structures, such as prestressed concrete bridges and the like, as part of the investigation measures with success; rather, it can also be used as a test method for the construction of new concrete structures. It can also be done in such a way that the radionuclide is added to the grouting material (grout or the like) when the clamping members are pressed, so that grouting errors can be determined directly with the aid of the detector speaking on the emitted radiation. Pre-fabricated concrete parts can also be examined for grouting errors using the method according to the invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend im Zusammen­ hang mit dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel näher erläutert.The method according to the invention is summarized below hang with the embodiment shown in the drawing explained in more detail.

Die Zeichnung zeigt in einer perspektivischen Teilansicht ein aufgeschnittenes Spannbetonbauteil 1, welches den Spannbetonträger eines Spannbetonbauwerks, z.B. einer Spannbetonbrücke, bildet oder auch aus einem Spannbeton­ fertigteil bestehen kann. Mit 2 und 3 ist der Spannglied­ verlauf innerhalb des Spannbetonbauteils 1 bezeichnet. Die aus Spanndrähten bestehenden Spannglieder befinden sich, wie üblich, in Hüllrohren, die in bekannter Weise mit einer Verpreßmasse, wie vor allem Verpreßmörtel od.dgl., verpreßt werden, so daß die Spannglieder möglichst vollständig in dem Verpreßmaterial eingelagert sind.The drawing shows a perspective partial view of a cut prestressed concrete component 1 , which forms the prestressed concrete beam of a prestressed concrete structure, for example a prestressed concrete bridge, or can also consist of a prefabricated prestressed concrete part. With 2 and 3 of the tendon course inside the prestressed concrete component 1 is designated. The tendons consisting of tendons are, as usual, in cladding tubes, which are pressed in a known manner with a grout, such as grout or the like. So that the tendons are as completely as possible embedded in the grouting material.

Um nachträglich Verpreßmängel feststellen zu können, werden von außen in den Spannbetonkörper 1 dünne Untersuchungs­ bohrungen 4 bis in die Spanngliedhüllrohre eingebracht, vorzugsweise in den Endbereichen der Spannglieder 2 und 3 bzw. des Spannbetonkörpers oder aber auch über die Länge der Spannglieder gesehen in den Zwischenbereichen zwischen deren Enden.In order to be able to subsequently determine grouting defects, thin inspection bores 4 are introduced into the prestressed concrete body 1 from the outside into the tendon cladding tubes, preferably in the end regions of the tendons 2 and 3 or the prestressed concrete body, but also over the length of the tendons in the intermediate areas between their ends.

Die eingebrachten Untersuchungsbohrungen 4 bieten die Mög­ lichkeit, unverpreßte Spannglieder oder auch nur unvoll­ ständig verpreßte Spannglieder, d.h. Hohlräume in den Hüll­ rohren, z.B. mit Hilfe endoskopischer Untersuchungen her­ zustellen, indem von außen ein Endoskop durch die Unter­ suchungsbohrungen 4 hindurch in die Hüllrohre eingeführt wird. Mit dieser Untersuchungsmethode ist aber im wesent­ lichen nur das Vorhandensein eines Hohlraumes feststell­ bar, nicht aber mit hinlänglicher Genauigkeit der Verlauf und die Ausbreitung des Hohlraumes innerhalb der Spann­ gliedhüllrohre oder aber auch innerhalb des Betonkörpers. Um die z.B. endoskopisch festgestellten Hohlräume in ihrer Größe und in ihrem Verlauf zu erfassen, wird an dem betref­ fenden Spannglied 2 oder 3 durch zumindest eine der Unter­ suchungsbohrungen 4 hindurch von außen ein fließfähiges Trägermedium mit einem gammastrahlenden Radionuklid ein­ gepreßt, so daß sich dieses über den vorhandenen Hohlraum hinweg ausbreitet. Damit ist eine hinreichend genaue Be­ stimmung der Lage und des Verlaufs des Hohlraumes mit Hilfe eines ortsbeweglichen Radiodetektors, z.B. eines Zählrohres, eines Szintillationsdetektors od.dgl., möglich, der in Längsrichtung des betreffenden Spanngliedes 2 bzw. 3 am Betonkörper 1 außen entlanggeführt wird und dabei die emittierte radioaktive Strahlung empfängt. Damit läßt sich die Lage, die Größe und der Verlauf des Hohlraumes im Beton­ körper 1 bzw. im Hüllrohr des betreffenden Spanngliedes 2 oder 3 mit hinreichender Genauigkeit feststellen und re­ gistrieren.The introduced inspection holes 4 offer the possibility, unpressed tendons or only incompletely constantly pressed tendons, ie to create cavities in the cladding tubes, for example with the help of endoscopic examinations, by inserting an endoscope from outside through the examination holes 4 into the cladding tubes . With this examination method, however, only the presence of a cavity can be ascertained, but not with sufficient accuracy of the course and spread of the cavity within the tendon cladding tubes or also within the concrete body. In order to detect the size and their course, for example, endoscopically determined cavities, a flowable carrier medium with a gamma-radiating radionuclide is pressed onto the relevant tendon 2 or 3 through at least one of the examination holes 4 from the outside, so that this over spreads out the existing cavity. Thus, a sufficiently accurate Be humor of the position and the course of the cavity with the aid of a portable radio detector, for example, or the like of a counter tube, a scintillation detector., Possible, which is guided along in the longitudinal direction of the respective clamping member 2 and 3 to the concrete body 1 outwardly and receives the emitted radioactive radiation. This allows the position, the size and the course of the cavity in the concrete body 1 or in the cladding tube of the tendon 2 or 3 in question to be determined and re-registered with sufficient accuracy.

Falls sich eine Sanierungsmaßnahme als empfehlenswert er­ weist, kann anschließend durch eine der Untersuchungsbohrun­ gen 4 von außen Verpreßmörtel eingepreßt werden, der den vorhandenen Hohlraum im wesentlichen vollständig ausfüllt. Beim Verpreßvorgang wird das zuvor injizierte Trägermedium mit dem Radionuklid verdrängt und durch eine andere Bohrung 4, die zweckmäßig im anderen Endbereich des festgestellten Hohlraumes eingebracht wurde, ausgepreßt.If a remedial measure proves to be recommendable, grouting mortar can then be pressed in from outside through one of the examination holes 4 , which essentially completely fills the existing cavity. During the pressing process, the previously injected carrier medium with the radionuclide is displaced and pressed out through another bore 4 , which was expediently introduced in the other end region of the cavity found.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in Abweichung von dem vorstehend beschriebenen Verfahren aber auch so durch­ führen, daß der Verpreßmasse (Mörtel) das gammastrahlende Radionuklid beigemischt wird, bevor diese in das Hüllrohr der Spannglieder eingepreßt wird. Mit Hilfe des Detektors läßt sich dann feststellen, ob das Spannglied vollständig verpreßt worden ist. Diese Verfahrensweise läßt sich beim Neubau von Spannbetonbauwerken mit Vorteil einsetzen. Auch ist mit dieser Verfahrensweise eine Fehleruntersuchung an Spannbetonfertigteilen möglich. The method according to the invention can be deviated from but the method described above cause the grout (mortar) to end the gamma Radionuclide is added before it enters the cladding tube the tendons are pressed in. With the help of the detector it can then be determined whether the tendon is complete has been pressed. This procedure can be used for Use new prestressed concrete structures with advantage. Also is an error investigation with this procedure Pre-stressed concrete parts possible.  

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich im übrigen auch etwaige Hohlräume im Betonkörper selbst in ihrer Lage und Ausbreitung zuverlässig ermitteln.With the help of the inventive method also any voids in the concrete body itself in reliably determine their location and spread.

Claims (8)

1. Verfahren zur Lokalisierung von Hohlräumen u.dgl. in Betonbauwerken und Betonfertigteilen, insbesondere in Spannbetonbauwerken und Spannbetonfertigteilen, da­ durch gekennzeichnet, daß in einen Hohlraum des Betonbauwerks bzw. des Betonfertigteils ein mit einem Radionuklid versetztes fließfähiges Trä­ germedium injiziert und der Hohlraum in seiner Ausbrei­ tung mit Hilfe eines die emittierte Strahlung des Radionuklids erfassenden Detektors bestimmt wird.1. Method for localizing voids and the like in concrete structures and precast concrete parts, in particular in prestressed concrete structures and precast prestressed concrete parts, characterized in that a flowable carrier medium mixed with a radionuclide is injected into a cavity of the concrete structure or the precast concrete element and the cavity in its expansion device is used to detect the emitted radiation of the radionuclide Detector is determined. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Trägermedium für das Radionuklid eine Trägerflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized ge indicates that as a carrier medium for the radionuclide is a carrier liquid, preferably Water. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Trägermedium für das Radionuklid ein Trägergas, z.B. Luft oder auch Stickstoff, verwendet wird.3. The method according to claim 1, characterized ge indicates that as a carrier medium for the radionuclide is a carrier gas, e.g. Air or too Nitrogen is used. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Trägermedium für das Radionuklid die fließfähige Einpreßmasse, wie insbesondere Einpreßmörtel, verwendet wird.4. The method according to claim 1, characterized ge indicates that as a carrier medium for the radionuclide is the flowable molding compound, such as especially grout, is used. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß bei einem Spannbetonbauwerk oder einem Spannbetonfertig­ teil in Richtung des Spanngliedverlaufs in Abständen Untersuchungsbohrungen bis in den Spannkanal ein­ gebracht werden und daß das mit dem Radionuklid ver­ setzte Trägermedium durch zumindest eine dieser Untersuchungsbohrungen hindurch in den Spannkanal eingepreßt bzw. eingeblasen wird. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, because characterized in that at a prestressed concrete structure or a prestressed concrete part in the direction of the tendon at intervals Examining holes into the clamping channel brought and that the ver with the radionuclide put carrier medium through at least one of these Examination holes into the clamping channel is pressed or blown.   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß nach dem Einpressen des mit dem Radionuklid versetzten Trägermediums in den Hohlraum im Beton bzw. im Spann­ kanal das Trägermedium durch Einpressen von Verpreß­ mörtel od.dgl. wieder durch mindestens eine zuvor hergestellte Bohrung ausgepreßt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, because characterized by that after the injection of the one mixed with the radionuclide Carrier medium in the cavity in the concrete or in the instep channel the carrier medium by pressing in compression mortar or the like again by at least one before manufactured hole is pressed out. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß nach Herstellen der Untersuchungsbohrung(en) zunächst das Vorhandensein eines Hohlraumes, z.B. mittels eines Endoskops, festgestellt und anschließend die Aus­ breitung des Hohlraumes durch Injizieren des mit dem Radionuklid versetzten Trägermediums bestimmt wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, there characterized by that after First, make the test hole (s) Presence of a cavity, e.g. by means of a Endoscope, determined and then the Aus spreading the cavity by injecting the with the Radionuclide offset carrier medium is determined. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß ein gammastrahlendes Radionuklid verwendet wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, there characterized by that a gamma-emitting radionuclide is used.
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