1. aplicaciones industriales de las radiaciones

Aplicaciones Industriales de las Radiaciones
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1. APPLLIICCAACCIIO
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Cuando las radiaciones ionizantes interaccionan con la materia se
producen...
• Modificaciones de las propiedades de la radiación incidente.
o Medida de espesores, niveles y densidades.
o Gammagrafía industrial.
• Modificaciones que afectan a la materia.
o Eliminación de electricidad estática.
o Construcción de anemómetros.
o Ionización en tubos de descarga.
La capacidad de detección de los radionucleidos puede alcanzar una
parte en cien mil millones por lo que...
• Se emplean como trazadores en medidas de
o Desgaste de piezas.
o Técnicas analíticas.
o Medidas de transporte de fluidos.
Elementos de Radioprotección
ISBN 84-398-9769-3
© Manuel R. Ortega Girón
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2. ELLEECCCCIIÓ
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• Ventajas del empleo de radionucleidos.
o Menor coste.
o Estabilidad de la señal.
o Menor tamaño y superior manejabilidad.
• Desventajas.
o Imposibilidad de variar a voluntad la intensidad y la energía de
irradiación.
o Imposibilidad de interrumpir instantáneamente la emisión.
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3. ELLEECCCCIIÓ
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Se tienen en consideración los siguientes factores:
1. Estabilidad
2. Eficiencia
3. Poder de resolución
4. Coste económico
• Contador Geiger y cámara de ionización
o tasas de contaje moderado (10 cuentas/s).
o detección de radiación α, β, γ, X y neutrones.
o bajo coste.
o eficiencia de detección de radiación electromagnética baja (0.11%).
• Detectores de semiconductor.
o detección de partículas cargadas.
o útiles para neutrones térmicos (con capa de litio).
o admiten altas tasas de contaje (106-107 cuentas/s)
o excelente resolución en energía.
o gran estabilidad.
o baja eficiencia para radiación γ.
o necesitan trabajar a bajas temperaturas.
• Contadores proporcionales.
o apropiado para radiación X.
o admite tasas de recuento de 105 cuentas/s.
o detección de neutrones térmicos con gas de llenado BF3.
• Detectores con cristales de NaI(Tl).
o gran eficiencia para radiación γ y X.
o pobre tasa de contaje (105-106 cuentas/s).
o poca estabilidad.
• Detectores de centelleo de gran volumen
o eficiencia para radiación γ y x inferior a los anteriores.
o tasa de contaje algo más elevada.
o bajo coste.
o geometría más versátil.
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4. GAAM
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Es el método idóneo para el control de calidad en las aplicaciones
industriales, empleando rayos γ en lugar de rayos X para realizar las
radiografías.
• Ventajas
o Coste inferior de la fuente.
o Pequeño volumen.
o Independencia de conexión a la red eléctrica.
o Bajísimo coste de mantenimiento.
o Posibilidad de radiografiar grandes espesores.
• Inconvenientes
o Menor calidad de las imágenes.
o Imposibilidad de interrumpir instantáneamente la emisión.
o Imposibilidad de variar la energía.
o Escasez de fuentes radiactivas de período largo y energía baja.
La radiografía convencional (rayos X) se utiliza cuando se requiere
una alta calidad sin importar el coste.
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• La calidad de la gammagrafía depende de:
o Definición: depende de factores geométricos y de la sensibilidad
de la película empleada.
o Contraste: depende de las propiedades del objeto, tipo y energía
de la radiación, y revelado.
o Tiempo de exposición.
Se utilizan pantallas reforzadoras o intensificadoras (empleo de
metales como plomo o sales como CaWO4) para mejorar la calidad de
la imagen y acortar el tiempo de exposición.
Las fuentes empleadas en gammagrafía industrial suelen tener
actividades de hasta varias decenas de curios y en ocasiones pueden
producir radiaciones muy penetrantes del orden del MeV.
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5. MEEDDIIDDAA DDEE EESSPPEESSO
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Dependiendo del espesor se emplean:
• Partículas cargadas.
o α (dificultad para encapsularlas). El emisor más empleado es el
americio-241. Miden espesores muy delgados, láminas o
películas (sondas alfa)
o β (espesores delgados). Los emisores más empleados son níquel63, talio-203 y estroncio-90.
• Radiación electromagnética.
o Radiación X ó Bremsstrahlung (espesores entre 0.4 y 8 g/cm2 ≈
80000 g/m2)
o Radiación γ (espesores superiores). Se utilizan cobalto-60, cesio137 y radio-226.
Si se requieren energías menores, al existir escasez de radionucleidos
de baja energía y período largo, se puede recurrir a fuentes de
bremsstrahlung consistentes en la mezcla de un emisor beta y un
absorbente (90Sr/C)
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La medida de espesores se realiza por:
Transmisión - la radiación se atenúa en función del espesor a medir.
Retrodispersión - el detector y la fuente radiactiva están al mismo
lado del espesor que se desea medir.
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6. MEEDDIIDDAA DDEE NNIIVVEELLEESS
• Montajes de control con un solo nivel o con dos niveles
(máximo y mínimo)
• Requieren radiación muy penetrante (grandes espesores)
• Radionucleidos empleados: cobalto-60, cesio-137
Aplicaciones:
o Control y medida de depósitos
o Llenado de bombonas de gas
o Control de productos envasados
o Niveles de grano en silos,...
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7. OTTRRAASS APPLLIICCAACCIIO
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MEEDDIIDDAA DDEE DDEENNSSIIDDAADDEESS
Pueden emplearse:
o Sondas beta: requieren
composición constante
(densidad constante). Se
aplican en el control de
densidades de cigarrillos y
de muestras líquidas y
gaseosas.
o Sondas gamma: realizan
medidas de densidades de
fluidos y análisis de
sistemas de dos
componentes mediante
transmisión o
retrodispersión.
Si se quiere una respuesta rápida se emplean cámaras de ionización o
detectores de centelleo con NaI(Tl).
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Se elimina la carga eléctrica de las superficies de los materiales de
elevada constante dieléctrica mediante la ionización y consiguiente
neutralización utilizando fuentes emisoras alfa y beta tales como 3h,
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Tl, 90Sr, 241Am y 210Po.
En los pararrayos (actualmente son ilegales) se colocaba una fuente
radiactiva de 226Ra ó 241Am para facilitar la descarga eléctrica y
aumentar el radio de acción.
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Se introduce en el tubo de gas 3H o 85Kr para disminuir la inercia en la
producción de descargas, reducir la tensión aplicada y aumentar la
frecuencia de los impulsos.
Este procedimiento se usa en el radar, tubos fluorescentes y en la
soldadura eléctrica en atmósfera de argón.
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Se mezclan emisores alfa o beta con sustancias luminiscentes tales
como el sulfuro de zinc, y al excitarse producen la emisión de luz.
Se utilizan en barcos, aviones, boyas marinas y ferrocarriles y
refinerías petrolíferas.
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Se basan en el empleo de una fuente radiactiva que ioniza el aire
permanentemente y una cámara de ionización que mide la velocidad
de desplazamiento de éste.
Se emplean en la detección de incendios (por humos).
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Tema 13 - 11/13
8. APPLLIICCAACCIIO
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Las más importantes son:
o Control de transporte de fluidos. Permiten la separación de
distintos fluidos en oleoductos (refinerías). Los radionucleidos
utilizados son 82Br, 140Ba, y 125Sb.
o Localización de obstrucciones en tuberías. Se introduce con un
rascador y además de localizar el taponamiento produce la
limpieza de la conducción (alta radiación penetrante). El
radionucleido más utilizado es el cobalto-60.
o Estudio de desgaste de piezas. La pieza se recubre de una
sustancia radiactiva o se irradia con el flujo de neutrones de un
reactor. La disminución de la actividad es el indicador del
desgaste. Se emplean en el estudio de desgaste de pistones,
álabes de turbinas, herramientas de corte,...
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Tema 13 - 12/13
9. RAADDIIO
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Distinguimos dos situaciones:
Equipo de rayos X instalado en posición fija.
Se aplican los siguientes criterios:
1. El equipo estará blindado y el control en el exterior
2. El equipo tendrá un dispositivo que impida su funcionamiento
cuando la puerta de acceso al recinto blindado esté abierta.
3. Debe de existir un medio de comunicación con el exterior y
alguna precaución suplementaria (área blindada o salida de
emergencia).
4. Cuando el equipo esté en funcionamiento debe emitir señales
acústicas y visuales.
5. Los criterios 2, 3 y 4 son también de aplicación en instalaciones
industriales.
Equipos portátiles
Las medidas a tomar son:
1. El blindaje debe ser suficiente.
2. Las operaciones a realizar han debido de planificarse previa y
cuidadosamente , y siempre que sea factible con ensayos en frío
para optimizar tiempos y procedimientos
3. Se definirán y señalarán las zonas de acceso prohibido durante la
realización de la gammagrafía.
4. El responsable del equipo tendrá autoridad y formación para
determinar y hacer cumplir las condiciones de trabajo tanto a su
propio personal como al ajeno.
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Tema 13 - 13/13
Irradiador de haz colimado
Irradiador panorámico: Una vez colocado el extremo del tubo
flexible se procede a extraer la fuente a una distancia que garantice la
protección
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