MONITOR DE RADIACIÓN NUCLEAR

Transcripción

1 MONITOR DE RADIACIÓN NUCLEAR I. INTRODUCCIÓN Este instrumento pretende contribuir a la salud y la seguridad de las personas, y está diseñado para detectar cantidades de radiación bajas. Mide las radiaciones Alfa, Beta y Gamma y sirve para: - Detectar y medir la contaminación en las superficies. - Vigilar la posible exposición a la radiación al trabajar con radioisótopos. - Rastrear la contaminación ambiental. - Detectar el radón y radioisótopos de baja energía. II. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Detector Tubo Geiger-Müller de interior halógeno. Diámetro eficaz 45 mm. Densidad de la ventana de mica 1.5 a 2.0 mg/cm 2 Eficacia aproximada Sr-90: 45%; C-14: 11% Sensibilidad energética 3500 CPM/mR/hr respecto al Cs-137 Pantalla Cristal líquido de cuatro cifras con indicadores de modo Periodos medios La pantalla se actualiza cada 3 segundos y muestra el promedio de los últimos 30 seg en niveles normales. El periodo promedio disminuye a medida que el nivel de radiación aumenta. Margen de funcionamiento MR/hr:.001 a CPM: 0 a 300,000 Total: 1 a 9,999,000 impulsos NanoSv/hr:.01 a 1000 CPS: 0 a 5,000 Temporizador Se puede muestrear periodos e 1 a 10 minutos en aumentos de un minuto, periodos de 10 minutos, y periodos de 1 a 24 horas en aumentos de una hora. Precisión MR/hr:+ 15% hasta 50 mr/hr +20% hasta 100/mR/hr CPM: + 15% hasta 130,000/mR/hr + 20% desde 130,000 hasta 300,000/mR/hr Anti-saturación La lectura se mantiene a plena escala en campos de hasta 100 veces la lectura máxima. Margen de temperatura De 10 a +50ºC

2 III. DESCRIPCIÓN: El Inspector mide las radiaciones alfa, beta, gamma y los rayos X. Está diseñado para detectar pequeños cambios en los niveles de radiación y para ser muy sensible a muchos radioisótopos comunes. Este capítulo describe brevemente las funciones del Inspector. Para más información sobre cómo usar el aparato, vease el capítulo 4 (MEDICIÓN). El aparato cuenta las ionizaciones y muestra los resultados en la pantalla de cristal líquido (4). Usted decide en qué unidad de medida aparecerán, usando el interruptor de modo. 1. La pantalla (4) (Ver dibujo en la página siguiente) En la pantalla, varios indicadores informan sobre el modo ajustado, lo que está funcionando y el estado de la batería. - La pantalla numérica (A) muestra el nivel de radiación presente en la unidad especificada mediante el interruptor de modo. - A la izquierda de la pantalla aparece una pequeña batería (B) para indicar que tiene poca carga. - A la izquierda de la pantalla aparece un reloj de arena (c) durante un conteo temporizado o en el modo CAL. - TOTAL(D) aparece cuando el aparato está en el modo Total/Timer (Total/Temporizador) - X1000 (E) aparece cuando el nivel de radiación se muestra en el modo X CAL (F) aparece cuando usted está calibrando el aparato. - SET (G) aparece cuando usted está ajustando el temporizador (entonces la pantalla numérica muestra el periodo temporizado en vez del nivel de radiación presente) y en el modo CAL (entonces la pantalla numérica muestra el factor CAL en vez del nivel de radiación presente). - A la derecha de la pantalla aparece la unidad de medida (H) en la que se ofrecen las mediciones. CPM y mr/hr (Convencional), CPS y µsv/hr (S.I.) 2. Los interruptores 1- Luz del contador 2- Puerto de entrada de calibración. 3- Puerto de salida 4- Pantalla de cristal líquido. 5- Marca del centro del tubo. 6- Interruptor de modo. 7- Interruptor On/Off/Audio. 8- Botones de más y menos 9- Botón de calibración. 10- Interruptor del temporizador ( Timer )

3 El Inspector tiene dos interruptores encima y un interruptor y tres botones en el frente. Cada interruptor tiene tres posiciones, que se describen a continuación. El interruptor de On/Off/Audio (7) - Audio El aparato está conectado y emite un cric cada vez que detecta. - On. El aparato está conectado, pero no emite el sonido. - Off. El aparato está desconectado El interruptor de modo (6) - mr/hr o µsv/hr. La pantalla numérica muestra la radiación presente en milirroentgen por hora, entre.001 y 100 (N. De T.: en este manual no hemos traducido el punto decimal inglés por la coma española, ni la coma de millar inglesa por el punto español, dado que los primeros son los que aparecen en la pantalla). Cuando se use las unidades del

4 Sistema Internacional, la pantalla muestra la radiación presente en microsievert por hora, entre O1 y (Ver apartado Unidades de medida ) - CPM o CPS. La pantalla muestra la radiación presente en conteo por minuto, entre 0 y 300,000. Cuando aparece X1000 multiplique la cifra que aparezca por 1000 para obtener el total. Cuando se use unidades del Sistema Internacional, la pantalla muestra la radiación presente en conteo por segundo, entre 0 y (Ver apartado Unidades de medida ) - Total/Timer. La pantalla muestra el total acumulado de impulsos, comenzando cuando el interruptor se pone en esta posición, entre 0 y 9,999,000. Cuando aparece X1000, multiplique la cifra que aparezca por 1000 para obtener el total. El interruptor del temporizador (10) - Off. El temporizador no está funcionando. - Set. Ahora usted puede ajustar la longitud del periodo temporizado usando los botones + y -. Si el temporizador ya está funcionando, la pantalla muestra el tiempo que queda dentro del periodo temporizado. - On. El temporizador está funcionando y la pantalla muestra el total de impulsos mientras se halle en el periodo temporizado. Los botones + y (8) Los botones + y sirven para ajustar la pantalla numérica para la temporización y durante la calibración. Para más información, véase el apartado Realizando un conteo temporizado en el capítulo de medición. IV. MEDICIÓN A. Puesta en marcha del Inspector - Asegúrese de que está instalada una pila alcalina común de 9 voltios en el compartimiento inferior del aparato. Nota: al instalar la pila, coloque los cables a su lado y no bajo ella. - Antes de poner en marcha el aparato, asegúrese de que el interruptor de temporizador (10) está en Off. - Ponga también el interruptor de modo de medición (6) en la posición deseada, y el interruptor 7 en On o Audio. Entonces el Inspector hace un chequeo del sistema en seis segundos, mostrando todos los indicadores y cifras. - Tras el chequeo, aparece el nivel de radiación en el modo seleccionado. Treinta segundos después de que usted haya puesto en marcha el aparato, un breve bip indica que ha reunido suficiente información para garantizar una validez estadística. - Asegúrese siempre de que no hay obstrucción entre la rejilla del detector y lo que usted está investigando o vigilando.

5 B. Funcionamiento en modo dosis Cuando el interruptor de modo se pone en mr/hr o CPM, la pantalla numérica se actualiza cada tres segundos. En cantidades de conteo bajas, los cambios significativos en el nivel de radiación mostrado pueden necesitar hasta 30 segundos para estabilizarse. CPM y conteo total son los métodos más directos de medida. Los mr/hr se calculan con un factor de conversión referido al Cesio-137, por eso este modo es menos exacto para otros. Los indicadores más inmediatos del nivel de radiación son la luz del contador y el bip audible. En el modo dosis han de pasar tres segundos para que aparezca un aumento en la pantalla numérica. C. Funcionamiento en el modo Total/Timer Cuando el interruptor de modo se pone en Total/Timer, el aparato comienza a totalizar los impulsos que registra y la pantalla numérica se actualiza dos veces cada segundo. D. Realización de un conteo temporizado Cuando se toma un conteo temporizado a lo largo de un periodo más largo, es más exacta la media por minuto, y cualquier aumento pequeño es más significativo. Por ejemplo, si una media de 10 minutos da un impulso mayor que otra media de 10 minutos, el aumento puede deberse a una variación normal. Pero en 12 horas, un aumento de un impulso en el promedio de las 12 horas puede ser estadísticamente significativo. El Inspector puede dar un conteo total por un periodo temporizado desde un minuto hasta 24 horas. Siga estos pasos: 1. Con el aparato funcionando, ponga el interruptor de modo en Total/Timer. La pantalla muestra la palabra TOTAL. 2. Ponga el interruptor del temporizador en Set. La pantalla muestra la palabra SET, el reloj de arena y el último periodo temporizado usado. La primera vez que usted use el temporizador, se pone a 00:01, lo que significa un minuto. 3. Use los botones + y para modificar este periodo temporizado. El periodo temporizado puede ir de 1 a 10 minutos, o de 1 a 24 horas en aumentos de una hora. 4. Ponga el interruptor del temporizador en On. El Inspector pita tres veces y comienza a contar. El reloj de arena parpadea durante el tiempo temporizado. Si usted quiere ver cuántos minutos quedan, ponga el interruptor temporizador en Set. La pantalla cuenta hacia atrás desde el tiempo puesto en horas y minutos hasta cero. Por ejemplo, si la pantalla dice 00:21, quedan 21 minutos. Cuando el periodo temporizado haya

6 terminado, asegúrese de poner el interruptor de nuevo en On para ver el total. 5. Al final del tiempo temporizado, el aparato pita tres veces, y repite estos sonidos varias veces. La cifra que aparece es el total de impulsos. 6. Para encontrar los impulsos medios por minuto en el periodo temporizado, divida la cifra total por el número de minutos. 7. Para volver al funcionamiento normal, ponga el interruptor del temporizador en Off. Mientras el interruptor del temporizador esté en On, el modo temporizado permanece activo aun cuando el interruptor de modo se ponga en uno de los dos modos de dosis. Por ejemplo, durante y después del periodo temporizado usted puede mover el interruptor entre Total/Timer y mr/hr, pero cuando el periodo temporizado ha pasado, aparece el total siempre y cuando usted vuelva el interruptor a Total/Timer. El reloj de arena aparece en la pantalla en cualquier modo puesto y parpadea mientras el temporizador está sumando el total de impulsos. E. Realización de un conteo total El temporizador puede tomar impulsos temporizados de hasta 24 horas. Siga estos pasos: 1. Sitúe el aparato en el emplazamiento en que vaya a medir. 2. Anote la hora. 3. Inmediatamente después, ponga el interruptor de modo en Total/Timer. 4. Al final del periodo anote la hora y el conteo total que aparece en la pantalla. 5. Sustraiga la hora inicial de la final para saber el número exacto de minutos en que ha transcurrido la medición. 6. Para obtener la media, divida el total de impulsos por el número de minutos del periodo medido. Nivel máximo. Cuando se alcanza el nivel máximo para el modo presente, el aparato pita durante tres segundos, se detiene durante tres segundos y repite esta actuación. Las cifras de la pantalla parpadean. Los pitidos y el parpadeo continúan hasta que el nivel de radiación disminuye o el inspector se apaga. F. Establecimiento de la radiación de fondo La radiación de fondo normal varía según el emplazamiento, incluso dentro de una misma habitación. Para interpretar con exactitud las lecturas que da el Inspector, va bien evaluar la radiación normal de fondo de cada zona que desee observar. Esto se puede hacer con un conteo temporizado. Estos son los pasos para obtener un promedio de diez minutos.

7 1. Con el Inspector funcionando, ponga el interruptor de modo en Total/Timer 2. Ponga el interruptor del temporizador en Set. La pantalla mostrará 00:01, es decir, un minuto. 3. Presione el botón + nueve veces. La pantalla mostrará 00:10, para diez minutos. 4. Ponga el interruptor del temporizador en On. El aparato pita tres veces y comienza a contar. 5. Si usted desea ver cuánto queda de los diez minutos, ponga el interruptor del temporizador en Set. La pantalla contará hacia atrás de diez minutos a cero. Por ejemplo, si en la pantalla aparece 00:03, han pasado siete minutos y quedan tres. Vuelva a poner el interruptor en On para volver a la pantalla de nivel de radiación. 6. Para hallar el promedio de impulsos por minuto, divida el total por diez (el número de minutos). Un promedio de diez minutos da una precisión moderada. Usted puede repetir la medición varias veces y ver cuánto se aproximan estos promedios entre sí. Para obtener un promedio más preciso, haga un conteo temporizado de una hora. Para determinar si hay contaminación, tome promedios en varios emplazamientos y compárelos. Para más información sobre el uso del temporizador vea el capítulo Realización de un conteo temporizado. G. Seguimiento ambiental de una zona Usted puede mantener el aparato en modo CPM o mr/hr si desea observar de forma continuada la radiación ambiental, mirándolo de vez en cuando por si aparecen lecturas elevadas. Si sospecha un aumento de la radiación ambiental, use el temporizador y haga conteos de cinco o diez minutos, y compare la media con el promedio de la radiación de fondo. Si sospecha que el aumento es demasiado pequeño para poderse detectar con un tiempo de lectura breve, puede realizar una medición más prolongada (por ejemplo de 6, 12 o 24 horas) H. Evaluación de la contaminación superficial Para medir una superficie, sostenga el aparato con la rejilla próxima a la superficie. Si espera hallar una superficie ligeramente radiactiva, coloque el aparato próximo a ella y haga una medición temporizada o una acumulativa más prolongada.

8 I. Unidades de medida El Inspector está ajustado para ofrecer las mediciones en unidades convencionales (milirroentgen por hora mr/hr y conteo por minuto CPM). Para modificar el ajuste a unidades del Sistema Internacional (microsievert por hora µsv/hr y conteo por segundo CPS) ha de dirigirse al personal del Servicio de Préstamo, en el Centro de Recursos Ambientales de Navarra. V. SEGURIDAD Para mantener el aparato en buen estado, manéjelo con cuidado y observe las siguientes precauciones: - No contamine el aparato tocando con él superficies o materiales radiactivos. Si sospecha que el aparato ha sido contaminado, comuníquelo al responsable del Servicio de Préstamo del CRAN. - No deje el aparato expuesto a temperaturas superiores a 38º C o a la luz solar directa durante periodos de tiempo prolongados. - El aparato no debe humedecerse. El agua puede dañar los circuitos y recubrir la superficie de mica del tubo Geiger. - Trate de no medir con la ventana detectora a la luz solar directa, ya que la lectura se puede ver alterada. - No ponga el aparato en un horno de microondas ya que no puede medir las microondas y usted puede dañar el aparato y el horno. - No use el aparato bajo una radiofrecuencia de elevada intensidad, campos de microondas, electrostático y el electromagnético; puede ser sensible a esos campos y no funcionar adecuadamente. - La superficie de mica del tubo Geiger es muy frágil. Vigile que el aparato no reciba golpes y que nada atraviese la rejilla. - Cuando el indicador de batería aparece en la pantalla, cámbiela pronto. - Si sospecha que el medidor se ha estropeado, no intente repararlo. Devuélvalo cuanto antes al Servicio de Préstamo del CRAN. La radiación ionizante La radiación ionizante cambia la estructura de los átomos ionizándolos. Los iones producidos a su vez ionizan más átomos. Se llaman radiactivas las sustancias que producen radiación ionizante. La radiactividad es un fenómeno natural. En el Sol y en otras estrella tienen lugar reacciones nucleares continuamente. La radiación que emiten viaja por el espacio, y una pequeña fracción llega a la Tierra. También existen fuentes naturales de radiaciones ionizantes en la Tierra. El uranio y los productos de su desintegración son los más corrientes.

9 Las radiaciones ionizantes se clasifican en cuatro tipos: Los rayos X son una radiación producida al bombardear un blanco metálico con electrones a gran velocidad y en el vacío; son una radiación electromagnética de la misma naturaleza que la luz y las ondas de radio pero de una longitud de onda muy corta, menor de una milmillonésima de centímetro. La energía de los rayos X es millones de veces mayor que la de las ondas de luz y radio, y debido a ello atraviesan diversos materiales, incluidos los tejidos. Los rayos gamma se producen de forma natural y son casi idénticos a los rayos X. Generalmente tienen una longitud de onda más corta que los rayos X. Son muy penetrantes. En general hace falta gruesas paredes de plomo para detenerlos. La radiación beta: Una partícula beta es un electrón emitido por un átomo. Tiene más masa y menos energía que un rayo gamma y por eso no alcanza tanta profundidad en los materiales que atraviesa como lo hacen los rayos gamma y X. La radiación alfa: Una partícula alfa consiste en dos protones y dos neutrones, igual que el núcleo de un átomo de helio. Generalmente no puede viajar más de 2 a 8 cm en el aire antes de detenerse, y puede ser detenida por una hoja de papel. Cuando un átomo emite una partícula alfa o beta o un rayo gamma, se vuelve un tipo de átomo diferente. Las sustancias radiactivas pueden pasar por varias fases de desintegración antes de llegar a una forma estable o noionizante. Un elemento puede tener varias formas o isótopos. El radioisótopo o radionúclido es la forma radiactiva de un elemento. Cada radioisótopo tiene una vida media, que es el tiempo necesario para que se desintegre la mitad de una cantidad del material en cuestión. La siguiente tabla muestra la cadena completa de desintegración del Uranio 238, que termina con un isótopo estable de plomo. Obsérvese que la vida media de los radioisótopos de la cadena va de 164 microsegundos a 4500 millones de años.

10 Isótopo Emite Vida media Producto U-238 alfa 4500 millones de años Th-234 Torio Th-234 beta 24.1 días Pa-234 Proactinio Pa-234 beta 1.17 minutos U-234 Uranio U-234 alfa años Th- 230 Torio Th-230 alfa años Ra 226 Radio Ra-226 alfa 1602 años Rn- 222 Radón Rn-222 alfa 3.8 días Po- 218 Polonio Po-218 alfa 3 minutos Pb- 214 Plomo Pb-214 beta 26.8 minutos Bi- 214 Bismuto Bi-214 beta 19.7 minutos Po- 214 Polonio Po-214 alfa 164 microsegundos Pb- 210 Plomo Pb-210 beta 21 años Bi- 210 Bismuto Bi-210 beta 5 días Po- 210 Polonio Po-210 alfa 138 días Pb- 206 Plomo Unidades de medición de la radiación Para medir la radiación, la exposición a ella y la dosis, se emplean varias unidades: El roentgen es la cantidad de radiación X o gamma que produce una unidad de carga electrostática en un centímetro cúbico de aire seco a 0º C y 760 mm de mercurio de presión atmosférica. El Inspector muestra lecturas en milirroentgens por hora (mr/hr). El rad es la unidad de exposición a la radiación ionizante igual a la energía de 100 ergios por gramo de material irradiado, aproximadamente igual a 1.07 roentgen. El rem es la dosis recibida por la exposición a un rad. Es el número de rad multiplicados por el factor de calidad de la fuente de radiación en cuestión. El rem y el milirem son las medidas de dosis de radiación empleadas más frecuentemente. En la mayoría de los casos un rem equivale a un rad. El siervert es una medida internacional de dosis. Un siervert equivale a 100 rem. Un microsiervert (µsv) es una millonésima de siervert. El curie es la cantidad de material radiactivo que se desintegra a la velocidad de millones de desintegraciones por segundo, aproximadamente como se desintegra un gramo de radio. Los microcuries (millonésimas de un curie) y los picocuries (trillonésimas de curie) son unidades de medida que también se usan a menudo. El bequerelio (Bq) es equivalente a una desintegración por segundo.

11 LIMITES DE DOSIS (RD 783/2001) (TRANSCRIPCION A NUESTRA NORMATIVA DE LA DIRECTIVA 96/26/ EURATOM) PERSONA LIMITE ANUAL(mSv) Personal Cuerpo entero 20 profesionalmente Manos 500 expuesto Piel 500 Cristalino 150 Público (Cuerpo entero) 1 Edad <16... Estudiantes años 16<edad<18 6 Edad>18 años 20 Embarazadas LIMITE ESPECIAL(mSv) 1 al feto en todo el embarazo Además, no podrán trabajar en actividades con riesgo significativo de contaminación radioactiva las mujeres en periodo de lactancia.