SEÑALIZACIÓN DE FUENTES RADIOACTIVAS EN HIERRO VIEJO

 

Légaré, J.-M.

 

Radioprotection J.-M. Légaré

 

Página principal Jean-Marc Légaré

Servicios de radioprotección comerciales

I- FUENTES RADIOACTIVAS ENCONTRADAS - FOTOS Y CARACTERÍSTICAS

II- SISTEMA DE DETECCIÓN E INSTALACIÓN

III- IDENTIFICACIÓN DE RADIONÚCLIDOS Y CANTIDADES

IV- PROCEDIMIENTOS

V- BIBLIOGRAFÍA

 

 

FUENTES RADIOACTIVAS ENCONTRADAS - FOTOS Y CARACTERÍSTICAS

 

A raíz de los lamentables acontecimientos pasados1, 2 y 3 recuperadores y recicladores de hierro viejo (chatarra), incluyendo las acerías y fundiciones, quieren prevenir la entrada de cualquier tipo de fuente radioactiva que pudiera conducir a la fundición o ser transferida a los clientes. También se quiere prevenir los trabajos y costos de descontaminación, de eliminación, y en ocasiones, el cierre temporal de la planta. También se realizan esfuerzos, por parte de los administradores, para detener el acceso del material radioactivo a las plantas industriales de hierro, cobre, aluminio, cinc, oro, etc.

 

Muchas de las fuentes radioactivas encontradas en la recuperación y el reciclaje provienen originalmente de instalaciones nucleares (productos de fisión y de activación) o de las instalaciones de irradiación industrial y de investigación (Co 60, Cs 137), de teleradioterapia (Co 60, Cs 137), de radioagrafía industrial (Co 60, Ir 192, Tm 170, Yb 169) , de braquiterapia (Ra 226, Co 60, Cs 137, Ir 192), de indicadores de humedad (Am 241/Be, Ra 226/Be), de indicadores de cesio 137, de diagrafía de perforación (Am 241/Be, Cs 137, Cf 252), de la industria de potasa (K 40) y de diversas fuentes beta. Igualmente se pueden encontrar tubos contaminados con uranio, torio, y radio. Es posible que hayan otras fuentes radioactivas provenientes de estos y otros dominios. Las fuentes radioactivas en el metal viejo tienen normalmente mucha energía y un promedio de vida bastante extenso.

 

Las siete primeras fotografías que se presentan a continuación ilustran sucesivamente un aparato de teleradioterapia, un indicador, dos cámaras portátiles y dos cámaras móviles de radiografía industrial y también un conjunto de contenedores de transporte. Cada uno de estos dispositivos puede contener una fuente radioactiva. Las fotografías son cortesía de la Comisión de Control de la Energía Atómica de Canadá. Las dos últimas fotografías ilustran un sistema fijo de detección de radiación y un espectrómetro gamma para identificar fuentes radioactivas. Estas han sido cortesía de Exploranium.

 

SISTEMA DE DETECCIÓN E INSTALACIÓN

 

Existen sistemas fijos de alta calidad para la detección de rayos gamma derivados de fuentes radioactivas. Estos sistemas de detección de radiación son instalados normalmente a la balanza de los vehículos (camiones, o vagones de ferrocarril) que transportan el hierro viejo. En ocasiones se pueden hallar en los despedazadores o en los buques de transporte.

 

Antes de tomar la decisión de comprar un sistema como el mencionado anteriormente, es aconsejable obtener la información apropiada a través de los vendedores y comparar y consultar a los usuarios que ya lo han utilizado.

 

El sistema de detección fijo comprende generalmente dos cuerpos exteriores separados; dentro de cada uno de ellos hay uno o dos centelleadores y componentes electrónicos semejantes, así como 2 - 4 sensores ópticos exteriores conectados al movimiento del vehículo y a un tablero (la cónsola) del sistema. Todos esos componentes están conectados los unos a los otros a través de cables eléctricos y conductos subterráneos.

 

Cada cuerpo de detección es instalado sobre una estructura sólida, de frente al exterior, localizada a la altura media de las cargas habituales de los vehículos. El sistema es impermeable, con su parte interna aislada por completo del exterior, resistente a la interperie. La separación entre los cuerpos de detección es un poco más grande que la anchura máxima prevista para los vehículos. La superficies de estos cuerpos están colocados paralelamente a los lados laterales del vehículo. El tablero del sistema está situado en la garita de la balanza o en otro lugar de vigilancia exterior o interior.

 

Dentro de cada cuerpo hay al menos un centelleador que es generalmente una gran capa espesa de centelleador plástico en PVT de 18 L cada uno. Para obtener una sensibilidad óptima del sistema es necesario una o dos lámparas fotomultiplicadoras de 2,5 o 5 cm de diámetro, de alta calidad, concepción eléctronica especial y una buena disposición geométrica en relación a la distancia vehículo - detector. Es recomendable fijar algunos centímetros de acero u otro blindaje con poco ruido de radiación, atrás y a los cuatro lados laterales de cada caja (cuerpo) de detección a fin de reducir el ruido de radiación ambiente. Esto podría mejorar la capacidad de detección.

 

Los rayos gamma emitidos en todas direcciones desde la fuente radioactiva presente en un vehículo que pasa muy lentamente ( ej, 3 - 5 Km/h) transpasan en primer lugar su propio blindaje, en caso de que este exista. Después transpasan el hierro viejo, por cada lado exterior del vehículo, la caja de detección y finalmente el revestimiento del centelleador de PVT. El PVT absorbe parte de la radiación gamma incidente. Esta absorción produce chispas de luz llamadas centellas que se reflejan sobre la superficie impermeable. Estos impulsos de luz son recogidos en una o dos ventanas en contacto con uno o dos tubos fotomultiplicadores (lámparas fotomultiplicadoras) correspondientes, que transforman los impulsos de luz en impulsos eléctricos. El sistema electrónico analiza y transforma la información útil para el tablero.

 

Los centelleadores, las lámparas fotomultiplicadoras y los circuitos electrónicos incorporados dentro de las cajas sirven para detectar rayos gamma aún si están blindadas, ocultas dentro de la carga de hierro viejo. El detonante de la alarma durante el movimiento lento del vehículo produce el rechazo de admisión al sitio salvo que haya falsa alarma o una alarma de ruido electrónico, o si el conductor del vehículo está radioactivo a causa de algún tratamiento o test de medicina nuclear precedente. Los sensores exteriores ópticos sirven para controlar la velocidad, la aceleración y para analizar los segmentos de carga del vehículo de manera que se pueda localizar la fuente radioactiva. En la práctica se miden los valores de intensidad adicional a los rayos del medio ambiente existente. A causa de esto los equipos portátiles manuales de medida son inadecuados para la detección en hierro viejo. Sin embargo son útiles como equipo complementario a fin de localizar una fuente radioactiva acercándose al vehículo y que ha activado la alarma del sistema fijado para la detección de radiación. Los pequeños aparatos con mucha sensibilidad pueden servir solamente si la intensidad de los rayos gamma es mucho más elevada que la que existe en el medio ambiente.

 

La cónsola del sistema posee un marcador de acceso de interface al sistema y un sitio de acceso eléctrico. Hay también una impresora que registra habitualmente las alarmas y los mensajes de advertencia. Los componentes sugeridos para la cónsola de un sistema de detección son :

 

- Marcador luminoso para la información del sistema y alarmas

- Botón para arreglar los parámetros del sistema y para recuperar datos de las alarmas; también utilizado para la clave de acceso

- Botón rojo de alarmas de radiación que se puede silenciar al ajustarlo de nuevo luego de registrar los datos de las alarmas.

- Botón amarillo o verde para indicarnos si el aparato está conectado. Ciertos apartos poseen un botón que puede titilar sea para indicar el malfuncionamiento de un componente o para indicar que el vehículo circula demasiado rápido.

- Alarmas sonoras para advertir que hay una fuente radioactiva y en ciertos aparatos para indicar un error dentro del sistema.

 

El tablero o cónsola del sistema recolecta y vigila la información de radiación recibida de los detectores y marca los datos respectivos sobre el grafico. El objetivo de utilizar dos lámparas fotomultiplicadoras por cada centelleador es que estás proporcionan una memoria electrónica fiable para la seguridad de detección de radiación y también para usar un circuito de coincidencia para reducir el ruido electrónico. Asi, se puede reducir el punto de alarma a mas o menos 3 desviaciones stándar por encima de la radiación ambiente, ya reducida por el vehículo presente. Si el sistema determina que hay una presencia radioactiva de radiaciones gamma la alarma sonora se activa y la información de la alarma aparece en la pantalla del tablero del sistema. Para detectar radiaciones muy bajas emanadas de fuentes blindadas dentro del hierro viejo, la detección solamente se puede realizar si la intensidad total es más alta que la intensidad de la radiación ya reducida por el vehículo.

 

Asi, el sistema mide continuamente la radiación ambiente antes de la llegada del vehículo dentro de la zona de detección. Cuando el primer sensor óptico se activa el sistema de detección reconoce el vehículo y graba el nuevo nivel, reducido en más o menos 40 % por la presencia del camión y su carga. Esto es lo que se llama radiación ambiente con vehículo presente. Después del paso del vehículo y de la grabación de los valores el microprocesador analiza los datos y activa la alarma solamente si hay exceso de radiación ambiente con el vehículo presente. La información aparece en el marcador del tablero. Ciertos sistemas han sido concebidos para vigilar igualmente todos los componentes internos y para alertar al usuario y al fabricante del aparato, por medio de un sistema de telecomunicaciones, si existe algún defecto. Con un sistema como éste, de diagnóstico contínuo , si existe algún problema las señales son encaminadas para un "back-up". Los defectos detectados aparecen en la pantalla de la cónsola para ser solucionados. Esto permite, a pesar de todo, que el operador continúe el control de vehículos.

 

Modems internos facilitan el mantenimiento si el aparato necesita algún ajuste. La cónsola tiene un marcador de alarmas, y en las instalaciones más recientes y modernas el tablero puede incluir los elementos siguientes :

 

- Diagnóstico de alarmas marcadas sobre la pantalla de cristales líquidos por la impresora en el tablero o en otro sitio; el diagnóstico puede ser impreso inmediatamente dentro del registro y almacenado en la memoria para cualquier uso futuro

- Información grabada de las alarmas y del historial a fin de poder copiarlos numericamente a un computador personal

- Soporte lógico del registro del vehículo para almacenar los datos de cada análisis segmentario incluyendo la velocidad y aceleración del conmutador del vehículo en la zona de detección

- Automatización posible de reparto obligatorio de un recibo de conformidad sobre la radiación

- Posibilidad de analisis gráfico para hacer más fácil la localización de la fuente en el camión o vagón

 

IDENTIFICACIÓN DE RADIONÚCLIDOS Y CANTIDADES

 

Existen diversas maneras de identificar y localizar las fuentes radioactivas3. Se pueden identificar visualmente muchos de los contenedores de fuentes radioactivas por su forma, grosor, el símbolo de radioactividad o por las inscripciones escritas. La experiencia adquirida y la comparación de fotografías pueden ayudar a la identificación de fuentes radioactivas con o sin blindaje. Si se tiene acceso directo a un fuente o dispositivo nuclear después de su descargo sobre una superficie no porosa bajo control radiológico, es mucho más fácil identificar la fuente. El modo ideal es ciertamente la utilización de un espectrómetro gamma portátil programado para analizar los rayos emitidos e identificar los radionuclidos correspondientes. Los espectómetros pueden marcar sobre la pantalla de cristales líquidos los resultados de la espectometría , la intensidad y la dosis acumulada en el tiempo dado. Los resultados obtenidos en diferentes lugares y momentos son almacenados en la memoria y pueden ser remarcados o accesibles a través de un computador personal. La última foto de la figura ilustra el espectómetro GR-130 de Exploranium, el cual ofrece las funciones antes mencionadas y otras. Al respecto de la cantidad de materia radioactiva en MBq de una fuente identificada, ésta se obtiene por un cáculo simple utilizando el flujo (intensidad) de la dosis medida a un metro de distancia combinada a la constante específica de emisión publicada por el radionuclido identificado. Si la fuente está dentro de su dispositivo nuclear, el resultado calculado subestimará, generalmente por una gran diferencia, la verdadera cantidad en MBq.

 

PROCEDIMIENTOS

 

En un sitio que recibe el hierro viejo (chatarra) del exterior debe haber un cierto número de procedimientos útiles para el funcionamiento interno y externo. Los procedimientos internos pueden incluir procedimientos generales y otros más específicos sobre las acciones en caso de alarmas, sobre las medidas de radiación dentro de la zona controlada, sobre los informes internos, sobre la producción del personal, etc. Debe haber procedimientos de entrenamiento y de formación para el personal general y de radioprotección, procedimientos para la gente de primera línea, los técnicos, etc. Es conveniente tener procedimientos para los registros, la gestión de urgencia, la administración y las relaciones públicas. Al respecto de los procedimientos externos, éstos deben hacerse conjuntamente con la compañía de camioneros (vehículos) que podrían aportar una fuente radioactiva, con la compañía de eliminación de fuentes, con la agencia de seguridad nuclear nacional, y en ocasiones internacional si es el caso, de manera que todo esté preparado para el embalaje, el transporte y la eliminación de fuentes radioactivas.

 

BIBLIOGRAFÍA

 

1.

 

OCDE/OECD

Nuclear decommissioning - Recycling and reuse of scrap metals, 60 p.,1996.

2.

 

 

Lubenau J.O. y Yusko J.G.

Radioactive materials in recycled metals. Review paper.

Health Physics 68, 440-451, 1995.

3.

 

 

IAEA

Methods to identify and locate spent radiation sources,

IAEA TECDOC-804, 81 p.,1995, Viena.

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http://www.sftext.com/

http://www.sftext.com/science/

http://www.sftext.com/radioprotection/

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