ES2423236B1

ES2423236B1 - Estación de identificación y medida en tiempo real de la radiactividad ambiental gamma, mediante espectrometría con dos cristales de centelleo

Info

Publication number: ES2423236B1
Application number: ES201230236A
Authority: ES
Inventors: Marçal SALVADÓ ARTELLS; Miguel LOPEZ TORTOSA; Ramon CASANOVAS ALEGRE
Original assignee: Raditel Serveis I Subministraments Tecnologics S L; Universitat Rovira i Virgili URV
Current assignee: Universitat Rovira i Virgili URV
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2012-02-15
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2032-02-15
Also published as: ES2423236A1; WO2013121071A1; ES2423236A8

Abstract

Estación de identificación y medida en tiempo real de la radiactividad ambiental gamma, mediante espectrometría con dos cristales de centelleo.#Estación de medida de radiactividad con dos detectores de espectrometría gamma apantallada con plomo que permite identificar isótopos radioactivos gamma en el ambiente y cuantificar en tiempo real la concentración de actividad gamma para isótopos individuales. Un primer cristal (1) está cubierto por un apantallamiento de plomo (3) en su parte superior y lateral y un segundo cristal (2) está cubierto por otro apantallamiento de plomo (3) en la parte inferior y lateral. La doble sonda con apantallamiento hace posible distinguir entre la radiación de origen superior o inferior y evitar interferencias en la medida.

Description

DESCRIPCIÓN

Estación de identificación y medida en tiempo real de la radiactividad ambiental gamma, mediante espectrometría con dos cristales de centelleo

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Campo de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo para identificar isótopos radioactivos en el ambiente y estimar su concentración de actividad. En particular, el dispositivo es una estación compuesta de diversos subsistemas y que incorpora detectores de centelleo inorgánicos para la realización de espectrometría gamma. 10

Antecedentes de la invención

Son conocidos en el estado de la técnica numerosos dispositivos para la detección de radiactividad mediante cristales de centelleo inorgánicos. Ejemplos de los mismos se pueden ver en las solicitudes de patente 15 CN201662623 y US 3781562. En el primero se describe una sonda de LaBr3 que se usa para medir la radiación ambiental. En el segundo, un cristal de NaI es utilizado para medir radiación producida por efecto Mössbauer. El uso de detectores de centelleo, junto con una tarjeta multicanal, tiene la ventaja de que gracias a ellos se puede realizar un análisis espectrométrico de las radiaciones recibidas. Sin embargo, no existe hasta la fecha un aparato capaz de medir la radiación ambiental en tiempo real, discriminando la radiación procedente del suelo de 20 la debida a partículas en suspensión y, por tanto, capaz de proporcionar información acerca del origen de dicha radiación (i.e, suelo o aire), lo que es muy necesario en la vigilancia radiológica ambiental alrededor de instalaciones nucleares.

Objeto de la invención 25

La invención tiene por objeto paliar los problemas técnicos citados en el apartado anterior. Para ello, propone una estación de identificación y medida de la radioactividad gamma ambiental mediante espectrometría con dos sondas que comprenden cristales de centelleo orientados en direcciones opuestas. Así, un primer cristal está cubierto por un apantallamiento de plomo en su parte superior (y lateral) y un segundo cristal está cubierto por 30 otro apantallamiento de plomo en la parte inferior (y lateral) La estación está provista además de un analizador de impulsos de tipo multicanal, adaptado para seleccionar las energías de las partículas gamma detectadas para obtener el espectro energético

Los cristales son preferentemente de NaI o LaBr3, pero podrían ser fácilmente intercambiables con otros tipos de 35 cristales de centelleo. Preferentemente, la estación puede estar provista de un sistema de comunicaciones para el envío de los datos obtenidos. También comprende preferentemente un sistema de generación de avisos y almacenamiento/envío de informes, una estación meteorológica asociada y sondas de temperatura asociadas a cada cristal.

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Breve descripción de las figuras

Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña la siguiente descripción de un juego de dibujos donde con carácter ilustrativo se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- es una representación esquemática de la estación de la invención. 45

Figura 2.- muestra un detalle de los apantallamientos superior/inferior y lateral de plomo.

Descripción detallada de la invención

El equipo de medición de radiactividad con dos sondas de espectrometría gamma apantallada con plomo permite 50 identificar los isótopos radioactivos emisores gamma presentes (ya sea en el aire o depositados en el suelo) y cuantificar la concentración de actividad gamma (con una previa estimación del término fuente) en tiempo real para los distintos isótopos individuales previamente identificados. La combinación de dos detectores con apantallamiento a 180º según se puede apreciar en la figura 1 hace posible distinguir entre la radiación de origen superior o inferior y evitar interferencias en la medida. El uso de las sondas gamma espectrométricas (NaI, LaBr3 55 u otras de funcionalidad equivalente) proporciona además gran cantidad de información acerca del origen de dicha radiación. En general, en el semiplano superior de detección se encuentran los aerosoles volátiles, mientras que en la zona inferior de detección se encuentran las deposiciones radiactivas y la emanación de radón.

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En referencia a la figura 1, las sondas 1 y 2 están colocadas a cada lado del eje del dispositivo y apantalladas una en su parte superior y lateral y otra en su parte inferior y lateral por sendas placas de plomo 3. Las sondas están conectadas mediante las conexiones 4 y pueden estar rodeadas de algún material aislante, como porexpan. El conjunto se coloca preferentemente en una carcasa o cubierta plástica para protegerlo de

fenómenos meteorológicos adversos. El dispositivo puede estar colocado a distintas alturas (preferentemente de 1 a 3 m) para captar la radiación proveniente del suelo de un área significativa. El dispositivo puede estar provisto además de una estación meteorológica para correlacionar en tiempo real los datos espectrométricos obtenidos con las condiciones meteorológicas en las que se obtiene la medida (pluviometría, temperatura, humedad, presión, radiación solar velocidad y dirección del viento). Así, el hecho de disponer simultáneamente 5 de los datos meteorológicos con los espectrométricos permite estimar el efecto de los mismos sobre dicha medida. Por ejemplo: los incrementos radiológicos por el efecto de la lluvia, los desplazamientos del espectro con la temperatura, la evolución del término fuente de radiación (nube radiactiva o emanaciones de radón) con el viento, la lluvia, la presión atmosférica, etc.

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Medios de programa facilitan el control local o remoto de la invención y la identificación de los isótopos presentes y la cuantificación de su actividad radiológica. Medios de programa conocidos facilitan la estabilización de los espectros (a partir de los valores de las sondas de temperatura en contacto con cada cristal u otros sistemas de estabilización). Se puede incorporar un sistema de comunicaciones para el envío de las medidas obtenidas en la estación, así como para el envío de avisos y almacenamiento/envío de informes acerca de su funcionamiento y 15 un módulo de acceso y control remoto a través de dirección IP para controlar, encender, apagar y reiniciar remotamente el sistema.

Los diferentes subsistemas que componen el dispositivo (sistema de medida espectrométrica, electrónica global del equipo, sondas de temperatura, etc.) son controlados por un sistema informático de forma local o remota. Ese 20 sistema informático también se encarga de realizar funciones de almacenaje de datos y transmisión de la información derivada de los mismos y realizar representaciones gráficas y cálculos asociados a las medidas radiológicas obtenidas por la estación. El sistema analizador de impulsos es de tipo multicanal, y su función principal es seleccionar las energías de las partículas gamma detectadas para obtener el espectro energético. Esta información se obtiene a través del procesamiento de los impulsos eléctricos suministrados por un 25 amplificador mediante un convertidor analógico- digital. La distribución de las amplitudes de los impulsos permite la discriminación energética de la radiación incidente. El sistema contabiliza el número de repeticiones en la obtención de impulsos de una determinada amplitud, permitiendo así la elaboración de un histograma o espectro energético. Este histograma proporciona información básica que permite calcular el número total de partículas gamma con una determinada energía detectadas durante el tiempo en el que se ha efectuado la medida. En la 30 electrónica de control del sistema se dispone de dos tarjetas multicanal, una para cada cristal.

El dispositivo puede cuantificar (con una adecuada estimación de la geometría del término fuente) la concentración de actividad (Bq/m3) para cada uno de los isótopos identificados.

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Claims

REIVINDICACIONES

1.- Estación de identificación y medida de radioactividad caracterizada porque comprende

dos sondas de cristal de centelleo gamma espectrométrico, donde un primer cristal (1) está cubierto por un apantallamiento de plomo (3) en su parte superior y lateral y un segundo cristal (2) está cubierto por 5 otro apantallamiento de plomo (3) en la parte inferior y lateral y

un analizador de impulsos de tipo multicanal, adaptado para seleccionar las energías de las partículas gamma detectadas para obtener el espectro energético.
2.- Estación de medida según la reivindicación 1 caracterizada porque el cristal es de NaI o LaBr3. 10
3.- Estación de medida según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque comprende además una sonda de temperatura asociada a cada cristal.
4.- Estación de medida según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque comprende una 15 estación meteorológica asociada.
5.- Estación de medida según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque está provista de un sistema de comunicaciones adaptado para realizar el envío de las medidas obtenidas en la estación, así como para el envío de avisos y almacenamiento/envío de informes. 20