ITFI20120069A1 - Sistema di rilevazione e misura di contaminazione radioattiva in aria. - Google Patents

Description

SISTEMA DI RILEVAZIONE E MISURA DI CONTAMINAZIONE RADIOATTIVA IN ARIA

Settore tecnico dell'invenzione

Il trovato riguarda un sistema di rilevazione e misura in tempo reale della contaminazione radioattiva in aria, destinato ad essere installato in ambienti di lavoro interessati da rischi di contaminazione radioattiva, ad esempio laboratori 0 ambienti ospedalieri nei quali vengono praticate somministrazioni di radio farmaci:

Stato dell’arte

Allo stato attuale esistono sul mercato vari sistemi di rilevazione e misura di contaminazione in aria da utilizzare in locali in cui vi à ̈ rischio di rilascio di gas radioattivo conseguentemente all’utilizzo di radioisotopi per scopi medicali e di ricerca. Il rilascio di gas radioattivi nei locali di lavoro à ̈ sempre conseguente a un guasto ai sistemi di sicurezza o a un errore umano.

1 sistemi noti sono in grado di rilevare quantitativi molto bassi di radioattività nell'aria, e in alcuni casi anche di riconoscere l'energia del decadimento radioattivo e di conseguenza anche l’isotopo che caratterizza quella contaminazione; tuttavia essi hanno tutti il grande difetto di avere tempi di risposta molto lunghi, tali da rendere queste apparecchiature non tanto sistemi che evitano e minimizzano il rischio che il personale venga in contatto con queste contaminazione ambientale quanto che ne attestano l'avvenuto rilascio a posteriori, a rischio ormai decaduto.

Essi, infatti, si possono basare su tre differenti filosofie di utilizzo:

• Sistemi da condotti di estrazione:

l'apparecchiatura à ̈ installata in questo caso nel condotto di estrazione (spesso quello principale che convoglia tutte le estrazioni del sistema di ventilazione dell'edificio) e monitora costantemente l’aria estratta. In questo caso, oltre al costo molto elevato, il chiaro ritardo nella segnalazione dell’allarme rappresenta il limite più grande.

• Sistema a “Stack†o sequenziali:

l'apparecchiatura di monitoraggio à ̈ unica e collegata, tramite condotti di areazione, ai vari locali con prese di areazione dedicata. Il sistema misura in sequenza un locale dopo l’altro con tempi di misura variabili. Un'eventuale rilevazione di contaminazione nella “ennesima†stanza potrebbe infatti, nel peggiore dei casi, essere affetto da un ritardo di segnalazione di †n†volte il tempo di misura.

• Sistema remoto puntuale

l'apparecchiatura in questo caso à ̈ dedicata per ogni locale ed ha un punto di prelievo specifico per il campionamento deH'aria, ma essa posizionata all'esterno del locale stesso e collegato al locale con un condotto di lunghezza variabile. I punti deboli in questo caso sono la lontananza variabile dal punto di prelievo che ne causa un ritardo intrinseco e l'obbligatorietà dell'installazione esterna, con conseguenti problemi progettuali.

E’ quindi sentita l’esigenza di uno strumento di controllo in tempo reale della radioattività ambientale in aria che fornisca così una tempestiva segnalazione di allarme nel caso di contaminazione.

Scopo dell'invenzione

Con il presente trovato si intende proporre un sistema di rilevazione e misura della contaminazione radioattiva in aria che opera in tempo reale e che consenta di superare gli inconvenienti delle soluzioni tecniche già note.

Sommario dell’invenzione

A questi scopi si à ̈ pervenuti realizzando un sistema di rilevazione e misura della contaminazione radioattiva in aria secondo almeno una delle rivendicazioni allegate.

Un primo vantaggio consiste nel fatto che il sistema opera in tempo reale minimizzando i rischi da contaminazione ambientale, ed à ̈ al tempo stesso basato su una tecnologia ben consolidata, affidabile e accessibile ad un costo limitato.

Un secondo vantaggio à ̈ dato dal fatto che il sistema può essere installato all'interno del locale da controllare e fornisce un allarme repentino di contaminazione in aria, rappresentando per gli occupanti uno strumento efficace per minimizzare o addirittura evitare ad essi il contatto con i gas radioattivi.

Un ulteriore vantaggio à ̈ dato dal fatto che la schermatura in piombo consente di ridurre l'interferenza di eventuali sorgenti esterne (non costituenti alcuna contaminazione o fuga radioattiva) a livelli inferiori alla sensibilità dello strumento.

Lista dei disegni

Questi ed ulteriori vantaggi saranno meglio compresi da ogni tecnico del ramo dalla descrizione che segue e dagli annessi disegni, dati quale esempio non limitativo, nei quali:

- la fig.1 mostra schematicamente un sistema secondo l’invenzione;

- la fig.2 mostra una vista frontale in sezione parziale di un sistema secondo l’invenzione;

- la fig.3 mostra la sezione B-B del sistema di figura 2;

- la fig.4 mostra la sezione C-C del sistema di figura 2,

la fig.5 mostra un esempio di rilevatore di contaminazione radioattiva utilizzabile nel sistema dell’invenzione.

Descrizione dettagliata

Con riferimento agli annessi disegni, Ã ̈ descritto un sistema di rilevazione e misura di contaminazione in aria in un ambiente A da monitorare.

Il sistema comprende essenzialmente una camera 1 di rilevazione e misura comunicante con l’ambiente A e provvista rispetto allo stesso ambiente di una schermatura alle radiazioni 2, ad esempio una schermatura in piombo.

All’interno della camera 1 sono disposti due rilevatori R1 , R2 di radioattività capaci di emettere rispettivi segnali S1 ,. S2 proporzionali all'energia della radiazione rilevata nella camera 1 .

I due rilevatori sono disposti uno di fronte all’altro per definire una regione di transito 4 deN'aria ambiente, inserita in posizione intermedia lungo una conduttura 5 di passaggio di aria ambiente provvista di un condotto di ingresso aria 7 e di un condotto di uscita aria 8.

Preferibilmente, il passaggio di aria ambiente nella regione 4 Ã ̈ ottenuta mediante mezzi di circolazione 6, costituiti ad esempio da un aspiratore posto a valle del condotto di uscita 8.

I rilevatori R1 , R2 sono collegati ad una unità di misura M capace di misurare una differenza di detti segnali S1 , S2, rappresentativa di una differenza delle rispettive radiazione rilevate. Sia i due rilevatori R1 , R2 che la unità di misura M sono collegati ad una unità di elaborazione elettronica PC e sono controllati tramite un software di gestione dedicato SW.

Secondo l’invenzione, uno dei due rilevatori R1 à ̈ sensibile ad almeno due particelle radioattive P1 , P2, mentre un secondo rilevatore R2 non à ̈ sensibile ad una delle particelle radioattive rilevate dal primo rilevatore R1.

Nella forma preferita di realizzazione descritta, i rilevatori R1 , R2 sono due rilevatori Geiger-Muller identici, sensibili sostanzialmente a radiazione gamma e particelle beta, ed il secondo rilevatore R2 Ã ̈ reso insensibile alle particelle beta grazie ad un filtro 3, costituito ad esempio da uno strato di alluminio 3.

Con riferimento alle figure 2-4, il sistema può inoltre comprendere un involucro di contenimento 9 posizionabile con opportuni mezzi di installazione in un ambiente A e provvisto di fori 10, 11 in comunicazione di fluido con i condotti di ingresso e di uscita 7, 8.

Ad esempio, l’involucro può essere installato neH'ambiente A mediante un piedistallo 12 di sostegno, ma si intende che potranno essere previsti mezzi diversi come staffe, ganci e simili, tenendo conto che per evitare differenze nella risposta dei due rivelatori dovute esclusivamente a fattori geometrici riferiti alla distanza dalla sorgente, può essere auspicabile eseguire l'installazione del sistema in un ambiente esterno o nel contro soffitto, collegando il sistema all'ambiente A tramite i condotti 7, 8.

In maggiore dettaglio, nella forma preferita di realizzazione descritta il sistema dell'invenzione à ̈ costituito da due rivelatori Geiger-Muller, identici, le cui caratteristiche principali, sono riportate di seguito in tabella 1.

Gas riempimento Ne Alogeno

Diametro efficace D [mm] 12,7

Spessore efficace S [mm] 44,5

Range di temperature consentito [°C] -40 ÷ 75

Materiale della finestra di ingresso F Mica

Alta tensione raccomandata [V] 500

Minimo tempo morto [ps] 40

Tabella 1

Uno dei due rivelatori (R1) à ̈ usato senza alcuna filtrazione e pertanto à ̈ in grado di rivelare sia la radiazione γ, sia quella β.

La finestra d’ingresso dell’altro (R2) à ̈ invece rivestita da un filtro 3 costituito da uno strato di 2 mm di Al, in grado di assorbire completamente la radiazione beta β, ma di attenuare in modo trascurabile quella gamma.

Vantaggiosamente, la sottrazione dei due segnali operata dalla unità M fornisce quindi una misura della sola radiazione β.

Per ottimizzare la precisione della misura, i due rivelatori R1 , R2 sono posizionati “a pancake†uno sopra l'altro, formando una camera di transito 4 di 110 cm<3>in cui circola l’aria ambiente con un flusso di 4 m<3>/h.

Nell'esempio descritto, la schermatura 2 Ã ̈ ottenuta con pareti in piombo di 2-3 cm disposte su tutti i lati della camere 1 in modo da circondare i rilevatori e rendere la rilevazione immune dall'inquinamento da radiazione diretta proveniente da eventuali sorgenti presenti nel locale.

L’invenzione consegue importanti vantaggi.

Il sistema descritto presenta infatti una sensibilità alla radiazione β+ sufficientemente alta da costituire un buon indicatore dei livelli di radioattività ambientale in ambienti in cui sono presenti sorgenti radioattive β emittenti e, grazie al controllo in modalità continua o “reai time†, può essere utilizzato come un tempestivo sistema di allarme in caso di contaminazione in aria.

La schermatura in piombo consente inoltre di ridurre l'interferenza di eventuali sorgenti esterne a livelli inferiori alla sensibilità dello strumento.

Inoltre, à ̈ possibile integrare nel software di gestione SW la valutazione il tempo morto dei due rivelatori Geiger, e controllare periodicamente un parametro impostato, utilizzato per la correzione in tempo reale delle misure, ovviando così ad eventuali problemi dovuti ad un invecchiamento diverso dei due rivelatori tale da indurre variazioni differenziate di sensibilità.

Il presente trovato à ̈ stato descritto secondo forme preferite di realizzazione ma varianti equivalenti possono essere concepite senza uscire dalfambito di protezione accordato.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di rilevazione e misura di contaminazione radioattiva in aria in un ambiente (A) da monitorare, caratterizzato dal fatto di comprendere una camera (1) di rilevazione e misura comunicante con l’ambiente (A) e provvista di una schermatura (2) rispetto a tale ambiente due rilevatori (R1 , R2) di radioattività disposti all'interno della camera (1) e capaci di emettere rispettivi segnali (S 1 , . S2) proporzionali alla energia radioattiva rilevata, una unità di misura (M) collegata a detti rilevatori (R1 , R2) per misurare una differenza di detti segnali (S1 , S2) rappresentativa di una differenza delle rispettive radiazione rilevate, in cui un rilevatore (R1) à ̈ sensibile ad almeno due tipologie di radiazione (P1 , P2) ed un secondo rilevatore (R2) non à ̈ sensibile ad una di esse (P1 , P2).
2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1 , in cui detti rilevatori (R1 , R2) sono due rilevatori Geiger-Muller, sensibili sostanzialmente a radiazione gamma e particelle beta, detto secondo rilevatore R2 essendo provvisto di un filtro in grado di assorbire completamente le particelle beta.
3. 3. Sistema secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto filtro à ̈ uno strato di alluminio (3).
4. 4. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente due rivelatori (R1 , R2) sono posizionati uno di fronte all’altro per formare una camera di transito (4) in cui può circolare l’aria ambiente.
5. 5. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta camera di rilevazione e misura à ̈ inserita in una conduttura (5) di passaggio di aria ambiente provvisto di un condotto di ingresso aria (7), un condotto di uscita aria (8) e di mezzi di circolazione (6).
6. 6. Sistema secondo la rivendicazione 5, in cui detti mezzi di circolazione comprendono un aspiratore posto a valle del condotto di uscita (8).
7. 7. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detti due rilevatori (R1 , R2) e detta unità di misura (M) sono operativamente collegati ad una unità di elaborazione elettronica (PC) e sono controllati tramite un software (SW) eseguibile da detta unità (PC).
8. 8. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un involucro di contenimento (9) provvisto di fori (10, 11) in comunicazione con detti condotti di ingresso e di uscita (7, 8) e di mezzi di fissaggio neH’annbiente (A).
9. 9. Sistema secondo la rivendicazione 8, in cui detti mezzi di fissaggio comprendono un piedistallo (12) di sostegno dell’involucro (9).
10. 10. Metodo per la rilevazione e misura di contaminazione radioattiva in aria in un ambiente (A) da monitorare, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: prevedere una camera (1) di rilevazione e misura comunicante con l'ambiente (A), rilevare una energia radioattiva cumulativa dovuta ad almeno due tipologie di radiazione (P1 , P2) presenti nella camera (1), delle quali almeno una (P2) Ã ̈ una particella radioattiva contaminante; rilevare una energia radioattiva parziale dovuta alle particelle radioattive (P1 , P2) presenti nella camera (1) avendo sottratto per filtrazione l'energia radioattiva dovuta ad almeno una particella radioattiva diversa da detta particella contaminante, associare a dette rilevazioni di energia cumulativa e parziale rispettivi segnali (S1 , S2) e misurare l'energia radioattiva di contaminazione in funzione di una differenza di detti segnali (S1 , S2).