ES2344290B1 - Masa para la fabricacion de productos con alta capacidad de radio-proteccion neutronica. - Google Patents
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Abstract
Masa para la fabricación de productos con alta
capacidad de radio-protección neutrónica.
La masa, como la de cualquier hormigón
convencional, está estructurada a base de cemento o mezcla de estos
con Sulfato de Calcio (Anhidrita), áridos, agua y aditivos químicos
que modifican las características del hormigón. De acuerdo ya con la
invención dicha masa utiliza corno árido Colemanita y partes
variables de Borax, con una granulometría muy continua para
conseguir una perfecta homogeneidad en la masa, determinantes de un
óptimo efecto barrera frente a las radiaciones de Neutrones, que
permite disminuir sensiblemente el espesor de pared, sin menoscabo
del efecto barrera. La masa resulta idónea para la obtención de
hormigón vertido, hormigón para ladrillos, hormigón para losetas y
mortero seco, utilizables en la edificación de recintos radioactivos
tales como búnkeres de radioterapia y braquiterapia, paredes de
radiología, etc. Este hormigón no tiene capacidad estructural.
Description
Masa para la fabricación de productos con alta
capacidad de radio-protección neutrónica.
La presente invención se refiere a una masa,
especialmente concebida para la fabricación de productos con alta
capacidad de radio-protección neutrónica, tales como
hormigones, ladrillos, losetas y morteros.
El objeto de la invención es conseguir una masa,
de alta densidad y homogeneidad, con un óptimo efecto barrera frente
a los neutrones, que permite una acusada reducción del espesor de
pared para conseguir el mismo efecto barrera a dichas
radiaciones.
La invención es aplicable a cualquier sistema de
protección radiológica, tales como contenedores y/o barreras móviles
de recintos radiactivos, búnkeres de radioterapia, o cualquier
instalación en donde se prevea la existencia de neutrones.
Así pues la masa de la invención se sitúa en el
ámbito de la fabricación de materias primas y productos de
construcción utilizables en la conformación de recintos
radiológicamente cerrados.
Los hormigones con capacidad de
radio-protección, tienen, a parte de los componentes
habituales de cemento, agua y aditivos químicos que varían en
función de las características que se pretendan para el mismo, tales
como resistencia, tiempo de fraguado, protección frente a la
congelación, aseguramiento de la ausencia de figuración, ambiente
marítimo, etc, y un árido que los diferencia de los hormigones
convencionales.
El problema que presentan este tipo de
hormigones es que para proporcionar unas buenas propiedades de
radioprotección, es necesario disponer de un espesor de pared
considerable, con la consecuente y negativa repercusión a nivel de
pesos, espacio y costes.
La masa que la invención propone resuelve de
forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente
expuesta, en base a la obtención para la misma de una perfecta
homogeneidad.
Para ello y de forma más concreta, dicha masa, a
partir de los clásicos componentes de cemento, agua y aditivos
químicos, incorpora como árido principal la Colemanita.
Complementariamente se ha previsto que dicha Colemanita presente una
granulometría muy continua, granulometría que será variable en
función de que la masa esté destinada a la obtención de hormigón
vertido, ladrillos, losetas o mortero.
La Colemanita (Ca_{2}B_{6}O_{11}
5H_{2}O) es un borato de calcio, que por su contenido en Boro y el
Hidrógeno contenido en sus moléculas de agua, es lo que le hace muy
eficaz en la atenuación neutrónica, junto con otros aspectos de los
componentes de la masa que favorecen la consecución del
objetivo.
De forma más concreta dicha granulometría estará
comprendida entre 0 y 25 milímetros tanto para la obtención de
hormigón vertido, entre 0-12 como para la obtención
de ladrillos, entre 0 y 8 milímetros para las losetas y entre 0 y
1,5 milímetros para el mortero. Estas dimensiones pueden variar un
\pm 25% en función de las dimensiones del producto final.
En cualquier caso, las curvas granulométricas de
todas las fracciones de granos de Colenamita intervinientes, deberán
ser similares a la curva de Fuller.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de
realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de
dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter
ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra una gráfica en la que se
ha representado la atenuación de los neutrones de la masa de la
invención en función de la tasa del espesor másico de distintas
muestras.
La figura 2.- Muestra una representación similar
a la de la figura 1, en la que la atenuación de los neutrones es
función del espesor de pared.
Tal como anteriormente se ha dicho, la masa
pesada que la invención propone permite la obtención de hormigón
vertido, hormigón para ladrillos, hormigón para losetas o mortero
seco.
En una realización práctica del hormigón
vertido, se ha efectuado la siguiente mezcla proporcionada en % en
Volumen:
Estas cifras pueden variar \pm 10% en función
de los procesos de producción a utilizar, curado, fracción del árido
a utilizar, y objetivos de peso prioritario como son, los
coeficientes de radioprotección, resistencias mecánicas de la masa,
fisuración, etc.
Esta dosificación es susceptible de añadir BORAX
en ratios cercanos a un enriquecimiento de la mezcla entorno a un
ratio de un 10% de contenido en Boro con unos márgenes de \pm 20%
del total del volumen total de las muestras, en función del control
de la disolución de los componentes en agua.
En los casos en los que la fracción
granulométrica de la Colemanita sea pequeña en tamaño, o sea que el
tamaño máximo del árido en la fracción sea menor que los 8 o 10 mm,
las variaciones de las dosificaciones de la formulación anterior
podrá ser incluso mayor al 10% debido a la solubilidad de la
Colemanita en el agua.
La densidad no es un parámetro a perseguir de
forma específica, y será consecuencia de la optimización de la
mezcla, no obstante estará en el entorno a los 2,2 Kg/dm^{3}.
Los cementos a utilizar son de tipo Portland
"32,5", "42,5" ó "52,5" en función del objetivo a
conseguir, sin que este aspecto implique variaciones significativas
el la capacidad de radioprotección ante los neutrones.
Otra dosificación ejecutada con el objetivo de
una mayor radioprotección ante los neutrones, consiste en el empleo
de una dosificación similar, en la que se sustituye el cemento
Portland por una mezcla de cemento de aluminato de calcio y sulfato
de calcio (anhidrita) obteniendo una cristalización rápida de
Ettringita (3CaO Al_{2}O_{3} 3CaSO_{4} 32H_{2}O) y por lo
tanto aumentando de una manera importante la cantidad de moléculas
de Hidrógeno, muy eficaz para la captura de neutrones.
Claims (4)
1. Masa para la fabricación de productos con
alta capacidad de radio-protección neutrónica, tales
como cerramientos para recintos radiactivos y similares, en forma de
hormigón vertido, ladrillos, losetas, o mortero seco, del tipo de
las que incorporan cemento, áridos, agua y aditivos químicos que
varían en función de las características que se requieran para dicha
masa tales como resistencia, tiempo de fraguado, protección ante la
congelación y otros, caracterizada porque como árido
participa en la misma Colemanita y eventualmente Bórax, en orden a
obtener una óptima homogeneidad en la masa.
2. Masa para la fabricación de productos con
alta capacidad de radio-protección neutrónica, según
reivindicación 1ª; caracterizada porque tanto para la
obtención de hormigón vertido como de hormigón para ladrillos, se
utiliza Colemanita de granulometría inferior a 25 milímetros,
combinada con Bórax en polvo.
3. Masa para la fabricación de productos con
alta capacidad de radio-protección neutrónica, según
reivindicación 1ª, caracterizada porque para su aplicación a
la obtención de hormigón para losetas, en la masa participa
Colemanita con granulometría inferior a 8 milímetros, así como
filamentos metálicos, susceptible de estar enriquecida con Bórax en
polvo.
4. Masa para la fabricación de productos con
alta capacidad de radio-protección neutrónica, según
reivindicación 1ª, caracterizada porque para la obtención de
mortero en seco la masa incorpora Colemanita con granulometría
inferior a 1,5 milímetros, siendo susceptible de estar enriquecida
con Bórax en polvo.
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