¿Qué es una fuente radiactiva? Productos elaborados a partir de radionúclidos naturales o artificiales y caracterizados por emitir determinados rayos. Radiación La característica básica de una fuente radiactiva es su capacidad de proporcionar radiación continuamente en un sentido práctico. Es habitual referirse a las fuentes de radiación gamma utilizadas para la detección fotográfica de radiación gamma, la radioterapia, el procesamiento de radiación y los efectos de la radiación como fuentes radiactivas. La energía isotópica es una forma especial de fuente radiactiva que proporciona la energía térmica producida por la desintegración nuclear. Las fuentes radiactivas se pueden dividir en fuentes radiactivas alfa, fuentes radiactivas beta, fuentes radiactivas gamma y fuentes de neutrones según el tipo de radiación liberada, según el método de envasado de la fuente radiactiva, se pueden dividir en fuentes radiactivas selladas (los materiales radiactivos son; selladas y empaquetadas de acuerdo con ciertos requisitos) y fuentes radiactivas no selladas. La gran mayoría de las fuentes radiactivas industriales, agrícolas y médicas son fuentes radiactivas selladas. Algunas de las fuentes radiactivas de menor intensidad utilizadas en los laboratorios no están selladas. Trabajo de preparación Al diseñar y preparar fuentes radiactivas, se debe considerar la practicidad de la fuente radiactiva, es decir, el tipo, la energía y la intensidad de la fuente radiactiva pueden cumplir con los requisitos de uso, la eficiencia de radiación útil de la fuente radiactiva es alta, y el rendimiento de seguridad de la fuente radiactiva es bueno. El primer paso en la preparación de una fuente radiactiva es seleccionar un radionucleido adecuado y luego determinar el proceso de preparación en función de sus propiedades químicas y los requisitos para el uso de la fuente radiactiva. Hay cuatro fuentes principales de nucleidos: producción de irradiación del reactor, tritio, hierro 55, cobalto 60, níquel 63, selenio 75, antimonio 124, iterbio 169, tulio 170, iridio 192, talio 204, polonio 210, plutonio 238, etc. El reprocesamiento de combustible nuclear también produce criptón-85, estroncio-90, cesio-137, prometio-147 y algunos elementos actínidos, como plutonio-239, americio-241, californio-252, etc. Las primeras fuentes alfa, gamma y de neutrones estaban compuestas principalmente de radio-226. El radio-226 es difícil de producir y caro, y actualmente está siendo sustituido en su mayor parte por radionucleidos artificiales. Preparación del bloque viviente La preparación de una fuente radiactiva sellada consiste primero en convertir el material radiactivo en un bloque viviente y luego empaquetarlo y sellarlo. Se requiere que los bloques activos fabricados sean estables en el aire y tengan una baja tasa de lixiviación radiactiva en el agua. Los métodos de preparación de bloques activos comúnmente utilizados incluyen el método del vidrio, el método cerámico, el método del esmalte, el método de oro en polvo, el método de galvanoplastia, etc. ① Métodos de vidrio, cerámica y esmalte **** Lo mismo ocurre con la sinterización de sustancias radiactivas en forma de óxidos con vidrio, materiales cerámicos o esmaltes. El bloque activo resultante tiene muy buena estabilidad química, estabilidad térmica y resistencia a la radiación. Los óxidos radiactivos u otros compuestos se mezclan con ciertos metales a altas temperaturas para formar un cuerpo de cermet, que tiene la naturaleza dual del metal y la cerámica y es una mejor forma de bloque de construcción activo. El método de pulvimetalurgia (también conocido como método de laminación de pulvimetalurgia) envuelve el cuerpo de cermet radiactivo en un metal dúctil como oro o plata que ha sido tratado mediante pulvimetalurgia y lo enrolla en un laminador para formar una fuente de lámina. Este proceso es adecuado para producir fuentes alfa y beta de gran volumen y baja intensidad. La galvanoplastia se utiliza a menudo para preparar ciertas fuentes alfa, fuentes beta de baja energía y fuentes de rayos gamma (X) de baja energía. Las fuentes de rayos γ (X) de baja energía, también conocidas como fuentes de fotones de baja energía, incluyen fuentes γ de baja energía, fuentes de rayos X y fuentes de bremsstrahlung. Además de los métodos anteriores, también existe un método para preparar bloques activos que no requiere tratamiento químico, es decir, los bloques activos se fabrican directamente a partir de materiales objetivo con formas y formas apropiadas que son irradiados por el reactor. Por ejemplo, los bloques activos para las fuentes gamma de cobalto-60 e iridio-192 de uso común se fabrican de esta manera. Embalaje El bloque activo de la fuente gamma está sellado en una carcasa correspondiente. El material de la carcasa no sólo debe facilitar el sellado, sino también tener suficiente resistencia y resistencia a la corrosión para garantizar que la fuente radiactiva no se dañe durante el uso, lo que provocará que los materiales radiactivos se dispersen y contaminen el medio ambiente. Las ventanas de fuente de las fuentes α, las fuentes β de baja energía y las fuentes de rayos γ (X) de baja energía deben estar hechas de materiales delgados resistentes a la radiación para garantizar una alta eficiencia de emisión de rayos. Las fuentes beta de alta energía, las fuentes de radiación gamma y las fuentes de neutrones están hechas en su mayoría de revestimientos de acero inoxidable y sellos de soldadura por arco de argón. Control de calidad La calidad de las fuentes radiactivas incluye principalmente la intensidad de la radiación y el rendimiento de sellado de la fuente radiactiva. Para cada fuente radiactiva debería medirse la intensidad de la radiación y, si es necesario, el espectro de energía. Las fuentes radiactivas selladas deben cumplir las normas internacionales y nacionales sobre resistencia a la temperatura, resistencia a la presión, resistencia al impacto, resistencia a las vibraciones y resistencia a la perforación de diversos tipos de fuentes radiactivas selladas. Estas pruebas se realizan cuando la fuente radiactiva está diseñada para producción de prueba.
Para las fuentes radiactivas de productos formales, además de las mediciones de intensidad y espectro de energía, también se deben realizar inspecciones de contaminación de la superficie y fugas en función de circunstancias específicas. La cantidad de contaminación radiactiva y fugas eliminadas de la superficie de la fuente no excederá los 185 bequerelios. Aplicación Basado en los efectos de ionización, absorción, dispersión y activación provocados por la radiación emitida por la fuente de radiación y la acción de la materia. La ionización de partículas cargadas transfiere energía principalmente al medio circundante a través del efecto de ionización. Los neutrones, los rayos gamma y la materia interactúan para producir partículas cargadas de alta energía, que luego se ionizan. Las partículas alfa y las partículas beta de baja energía tienen un alcance corto y un valor de ionización específico más alto. Pueden producir una gran cantidad de pares de iones en un rango corto y formar una nube de iones de alta densidad. Pueden usarse en eliminadores de estática radiactiva. detectores de humo de iones, identificadores de captura de electrones y tubos de vacío. La fuente de ionización utilizada, etc. Los rayos gamma tienen un fuerte poder de penetración y pueden producir ionización en un gran volumen. Se utilizan en desinfección por radiación, esterilización, conservación de irradiación de alimentos, reproducción por radiación, radioterapia y procesamiento de radiación, etc. La radiación se absorbe mediante la absorción de objetos. El grado de atenuación de los haces de rayos β y γ después de pasar por el absorbente se puede expresar mediante la siguiente fórmula: donde I0 e I son los valores de intensidad del haz de rayos antes y después de pasar por el absorbente, ρ y d son la densidad. y valores de espesor del absorbente, y μm es la respuesta del absorbente a los rayos. El coeficiente de absorción de masa del haz. El cambio medido en la intensidad del haz se puede utilizar para determinar el espesor o la densidad del absorbente utilizando la fórmula anterior. Las aplicaciones incluyen densímetros isotópicos de transmisión, medidores de espesor y medidores de nivel. Los rayos pueden sensibilizar la película fotosensible y, al pasar los rayos a través del absorbente, se puede revelar la película fotosensible, lo que permite la detección de defectos radiográficos. La interacción entre los rayos beta y gamma dispersos y la materia provocará dispersión. El ángulo de dispersión puede incluso ser superior a 90°. El grado de dispersión está relacionado con el espesor, la densidad y el número atómico de la dispersión. El instrumento de medición de retrodispersión construido basándose en este efecto se puede utilizar para determinar el espesor y la densidad de materiales, especialmente para medir el espesor de revestimiento. Después de que los neutrones rápidos chocan con elementos ligeros, su energía disminuye rápidamente. Si el material a analizar es rico en hidrógeno, el grado de desaceleración de los neutrones será alto. La tecnología de medición de neutrones en agua y de pozos de neutrones (petróleo) se establece sobre la base de este principio. Las partículas beta de baja energía pueden emitir luz activando fósforos apropiados. Se han fabricado polvos luminiscentes de tritio y lámparas de tritio basándose en este efecto. Los fotones de baja energía excitan elementos para que emitan rayos X característicos, que pueden analizarse utilizando analizadores de fluorescencia de rayos X equipados con fuentes isotópicas de fotones de baja energía. Las partículas α y los rayos γ de alta energía emitidos por los radionucleidos pueden inducir reacciones nucleares (α, n), (γ, n) en los núcleos de elementos ligeros. Las fuentes de neutrones producidas por estas reacciones nucleares se pueden utilizar para el análisis de elementos por activación de neutrones. Sin embargo, la intensidad de neutrones de este tipo de fuente de neutrones es mucho menor que la de un reactor, por lo que solo se puede utilizar para el análisis de activación de algunos nucleidos (elementos) de sección transversal de reacción alta.