¿Qué es la contaminación superficial? – Definición

Contaminación de superficie

La contaminación de la superficie significa que el material radioactivo se ha depositado en superficies (como paredes, pisos). Puede depositarse libremente, como el polvo ordinario, o puede fijarse con bastante firmeza por reacción química. Esta distinción es importante, y clasificamos la contaminación de la superficie en función de la facilidad con que se puede eliminar:

• Contaminación libre . En el caso de contaminación libre (o contaminación suelta), el material radiactivo puede extenderse. Esta es la contaminación de la superficie que se puede eliminar fácilmente con métodos simples de descontaminación. Por ejemplo, si las partículas de polvo que contienen varios radioisótopos caen sobre la piel o las prendas de la persona, podemos limpiarla o quitarnos la ropa. Una vez que una persona ha sido descontaminada, se eliminan todas las fuentes de radiactividad particulada y el individuo ya no está contaminado. La contaminación libre también es un peligro más grave que la contaminación fija, ya que las partículas de polvo pueden transportarse por el aire y pueden ingerirse fácilmente. Esto conduce a una exposición interna por contaminantes radiactivos. Aunque casi todos los contaminantes son beta radiactivos con el acompañamientoemisión gamma , pero también existe la posibilidad de contaminación alfa en cualquier área de manejo de combustible nuclear.
• Contaminación fija . En el caso de contaminación fija, el material radioactivo no puede extenderse, ya que está unido química o mecánicamente a las estructuras. No se puede eliminar con métodos de limpieza normales. La contaminación fija es un peligro menos grave que la contaminación libre, no se puede volver a suspender ni transferir a la piel. Por lo tanto, el peligro suele ser solo externo. Por otro lado, depende del nivel de contaminación. Aunque casi todos los contaminantes son beta radiactivos con emisión gamma acompañante, pero también existe la posibilidad de contaminación alfa en cualquier área de manejo de combustible nuclear. A menos que el nivel de contaminación sea muy severo, la tasa de dosis de radiación gamma será pequeña y la exposición externa será significativa solo en contacto con las superficies contaminadas o muy cerca de ellas. Dado que las partículas beta son menos penetrantes que los rayos gamma , la tasa de dosis beta puede ser alta solo en contacto. Un valor de 1 mSv / h en contacto para un nivel de contaminación de 400 – 500 Bq / cm ² es bastante representativo.

Cálculo de la tasa de dosis blindada en Sieverts de la superficie contaminada

Suponga una superficie, que está contaminada por 1.0 Ci de ¹³⁷ Cs . Suponga que este contaminante puede ser aproximado por la fuente isotrópica puntual que contiene 1.0 Ci de ¹³⁷ Cs , que tiene una vida media de 30.2 años . Tenga en cuenta que la relación entre la vida media y la cantidad de radionúclido requerida para dar una actividad de un curie se muestra a continuación. Esta cantidad de material se puede calcular usando λ, que es la constante de descomposición de ciertos nucleidos:

Alrededor del 94,6 por ciento se desintegra por emisión beta a un isómero nuclear de bario metaestable : bario-137m. El pico principal de fotones de Ba-137m es 662 keV . Para este cálculo, suponga que todas las desintegraciones pasan por este canal.

Calcule la tasa de dosis de fotones primarios , en sieverts por hora (Sv.h ^-1 ), en la superficie externa de un blindaje de plomo de 5 cm de espesor. Luego calcule las tasas de dosis equivalentes y efectivas para dos casos.

1. Suponga que este campo de radiación externo penetra de manera uniforme en todo el cuerpo. Eso significa: Calcular la tasa efectiva de dosis para todo el cuerpo .
2. Suponga que este campo de radiación externo penetra solo en los pulmones y los otros órganos están completamente protegidos. Eso significa: calcular la tasa de dosis efectiva .

Tenga en cuenta que, la tasa de dosis de fotones primarios descuida todas las partículas secundarias. Suponga que la distancia efectiva de la fuente desde el punto de dosis es de 10 cm . También supondremos que el punto de dosis es tejido blando y que el agua puede simularlo razonablemente, y usamos el coeficiente de absorción de energía de masa para el agua.

Ver también: atenuación de rayos gamma

Ver también: Blindaje de rayos gamma

Solución:

La tasa de dosis de fotones primarios se atenúa exponencialmente , y la tasa de dosis de fotones primarios, teniendo en cuenta el escudo, viene dada por:

Como se puede ver, no tenemos en cuenta la acumulación de radiación secundaria. Si se producen partículas secundarias o si la radiación primaria cambia su energía o dirección, entonces la atenuación efectiva será mucho menor. Esta suposición generalmente subestima la tasa de dosis real, especialmente para protecciones gruesas y cuando el punto de dosis está cerca de la superficie de la protección, pero esta suposición simplifica todos los cálculos. Para este caso, la tasa de dosis real (con la acumulación de radiación secundaria) será más de dos veces mayor.

Para calcular la tasa de dosis absorbida , tenemos que usar en la fórmula:

• k = 5,76 x 10 ^-7
• S = 3.7 x 10 ¹⁰ s ^-1
• E = 0.662 MeV
• μ _t / ρ =  0.0326 cm ² / g (los valores están disponibles en NIST)
• μ = 1.289 cm ^-1 (los valores están disponibles en NIST)
• D = 5 cm
• r = 10 cm

Resultado:

La tasa de dosis absorbida resultante en grises por hora es entonces:

1) irradiación uniforme

Dado que el factor de ponderación de la radiación para los rayos gamma es igual a uno y hemos asumido el campo de radiación uniforme (el factor de ponderación del tejido también es igual a la unidad), podemos calcular directamente la tasa de dosis equivalente y la tasa de dosis efectiva (E = H _T ) de la tasa de dosis absorbida como:

2) irradiación parcial

En este caso, suponemos una irradiación parcial de los pulmones solamente. Por lo tanto, tenemos que usar el factor de ponderación del tejido , que es igual a w _T = 0.12 . El factor de ponderación de la radiación para los rayos gamma es igual a uno. Como resultado, podemos calcular la tasa de dosis efectiva como:

Tenga en cuenta que, si una parte del cuerpo (p. Ej., Los pulmones) recibe una dosis de radiación, representa un riesgo de un efecto particularmente perjudicial (p. Ej., Cáncer de pulmón). Si se administra la misma dosis a otro órgano, representa un factor de riesgo diferente.

Si queremos dar cuenta de la acumulación de radiación secundaria, entonces tenemos que incluir el factor de acumulación. La fórmula extendida para la tasa de dosis es entonces: