Las cámaras blindadas de contención de radiación nuclear se denominan comúnmente células calientes . La palabra "caliente" se refiere a la radiactividad . Las células calientes se utilizan tanto en la industria de la energía nuclear como en la de medicamentos nucleares. Deben proteger a las personas de los isótopos radiactivos proporcionando una caja de contención segura en la que puedan controlar y manipular el equipo necesario.
Industria nuclear
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Las celdas calientes se utilizan para inspeccionar las barras de combustible nuclear gastado y para trabajar con otros elementos que son emisores de rayos gamma de alta energía. Por ejemplo, el procesamiento de isótopos médicos, habiendo sido irradiados en un reactor nuclear o acelerador de partículas, se llevaría a cabo en una celda caliente. Las células calientes son motivo de preocupación para la proliferación nuclear, ya que pueden utilizarse para llevar a cabo los pasos químicos utilizados para extraer plutonio del combustible del reactor. El corte del combustible usado, la disolución del combustible y el primer ciclo de extracción de un proceso PUREX de reprocesamiento nuclear (ciclo altamente activo) deberían realizarse en una celda caliente. El segundo ciclo del proceso PUREX (ciclo medio activo) se puede realizar en cajas de guantes .
Industria de la medicina nuclear
Las células calientes se utilizan comúnmente en la industria de medicamentos nucleares :
- para la producción de radiofármacos , de acuerdo con las directrices GMP (industria)
- para la manipulación y dispensación de radiofármacos (hospitales).
El usuario nunca debe estar sujeto a las rutas de brillo que emiten los isótopos radiactivos y, por lo tanto, generalmente hay un blindaje pesado alrededor de las cajas de contención, que pueden estar hechas de acero inoxidable 316 u otros materiales como PVC o Corian . [ cita requerida ] Este blindaje puede garantizarse mediante el uso de plomo (común) o materiales como el hormigón (por lo tanto, se requieren paredes muy grandes) o incluso tungsteno. La cantidad de radiactividad presente en la celda caliente, la energía de los fotones gamma emitidos por los radioisótopos y el número de neutrones que se forman por el material prescribirán el grosor del blindaje. Por ejemplo, una fuente de 1 kilocurio (37 TBq) de cobalto-60 requerirá un blindaje más grueso que una fuente de 1 kilocurio (37 TBq) de iridio-192 para dar la misma tasa de dosis en la superficie exterior de la celda caliente. Además, si se utilizan algunos materiales de actínidos como el californio o el combustible nuclear gastado dentro de la celda caliente, puede ser necesaria una capa de agua o polietileno para reducir la tasa de dosis de neutrones.
Visualización de ventanas
Para ver lo que hay en la celda caliente, se pueden usar cámaras (pero deben reemplazarse regularmente) o, más comúnmente, se usa vidrio de plomo . [1] Existen varias densidades para el vidrio de plomo, pero la más común es de 5,2 g / cm 3 . Un cálculo aproximado para la equivalencia de plomo sería multiplicar el espesor de Pb por 2.5 (por ejemplo, 10 mm de Pb requeriría una ventana de vidrio de plomo de 25 mm de espesor). Las celdas calientes más antiguas usaban una solución de ZnBr 2 en un tanque de vidrio para protegerse contra los rayos gamma de alta energía. Esto protegió la radiación sin oscurecer el vidrio (como sucede con el vidrio emplomado con exposición). Esta solución también "auto-repara" cualquier daño causado por la interacción de la radiación, pero conduce a una distorsión óptica debido a la diferencia en los índices ópticos de la solución y el vidrio.
Manipuladores
Los telemanipuladores o tenazas se utilizan para la manipulación remota de equipos dentro de celdas calientes, evitando así grandes dosis de dedos / manos.
Guantes
Los guantes cargados de plomo a menudo se usan junto con pinzas, ya que ofrecen una mejor destreza y se pueden usar en entornos de baja radiación (como las celdas calientes que se usan en los laboratorios de medicina nuclear de los hospitales). Algunas empresas han desarrollado guantes cargados con tungsteno que ofrecen mayor destreza que los guantes cargados con plomo, con mejor protección que sus contrapartes. Los guantes deben cambiarse periódicamente, ya que los productos químicos utilizados para el proceso de limpieza / esterilización de los contenedores causan un desgaste considerable.
Habitaciones limpias
Las celdas calientes generalmente se colocan en salas limpias con una clasificación de aire que va de D a B (C es la más común). Es extremadamente raro encontrar una celda caliente que se coloque en una sala limpia de clase A o no clasificada.
Tipos
Células de investigación y desarrollo
Estas células se utilizan a menudo para probar nuevas unidades o procesos químicos. Por lo general, son bastante grandes, ya que requieren flexibilidad para el uso de diferentes unidades químicas que pueden variar mucho en tamaño (por ejemplo, Synthera y Tracerlab ). Algunas células requieren manipulación remota.
Pila de miniceldas
Este tipo de celda caliente se utiliza exclusivamente para la producción de radiofármacos. Se coloca una unidad de química en cada celda, se inicia el proceso de producción (recibiendo el 18 F radioactivo del ciclotrón) y una vez terminado, las celdas se dejan cerradas por un mínimo de 6 horas permitiendo que la radiación disminuya a un nivel seguro. Aquí no es necesaria ninguna manipulación.
Células de producción y dispensación
Células utilizadas para dispensar productos. Por ejemplo, una vez que se ha producido FDG a partir de la mezcla de F-18 con glucosa, se coloca un vial a granel en una celda de dispensación y su contenido se dispensa cuidadosamente en varias jeringas o viales. La manipulación remota es crucial en esta etapa.
Referencias
- ^ "Celda caliente" . Sociedad nuclear europea . Consultado el 10 de enero de 2019 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
