MATERIAL DE PROTECCION CONTRA LAS RADIACIONES BASADO EN SILICONAS.
Material substitutivo del plomo para fines de protección contra radiaciones en el intervalo energético de un tubo de rayos X con una tensión de 60-140 kV,
comprendiendo el material substitutivo del plomo para equivalentes en plomo totales nominales de 0,25-2,00 mm
12-22% en peso de un material basado en silicona,
1 -39% en peso de Sn o compuestos de Sn,
16-60% en peso de W o compuestos de W y
16-60% en peso de Bi o compuestos de Bi
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2004/009854.
Solicitante: MAVIG GMBH.
Nacionalidad solicitante: Alemania.
Dirección: STAHLGRUBERRING 5,81829 MUNCHEN.
Inventor/es: BALLSIEPER,BARBARA.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 30 de Diciembre de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
- G21F1/08B
Clasificación PCT:
- A61B6/10 NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA. › A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE. › A61B DIAGNOSTICO; CIRUGIA; IDENTIFICACION (análisis de material biológico G01N, p.ej. G01N 33/48). › A61B 6/00 Aparatos de diagnóstico por radiación, p. ej. combinados con el equipo de radioterapia (instrumentos para la medida de la intensidad de la radiación de aplicación en el campo de la medicina nuclear, p. ej. en vivo cómputo, G01T 1/161; aparatos para la toma de fotografías de rayos X G03B 42/02). › Aplicaciones o adaptaciones de medios de seguridad.
- G21F1/12 FISICA. › G21 FISICA NUCLEAR; TECNICA NUCLEAR. › G21F PROTECCION CONTRA LOS RAYOS X, RAYOS GAMMA, RADIACIONES CORPUSCULARES O BOMBARDEOS DE PARTICULAS; TRATAMIENTO DE MATERIALES CONTAMINADOS POR LA RADIACTIVIDAD; DISPOSICIONES PARA LA DESCONTAMINACION (protección contra las radiaciones por medios farmacéuticos A61K 8/00, A61Q 17/04; en los vehículos espaciales B64G 1/54; asociada con un reactor G21C 11/00; asociada con un tubo de rayos X H01J 35/16; asociada con un aparato de rayos X H05G 1/02). › G21F 1/00 Blindaje caracterizado por la composición del material. › Materiales de blindaje laminados.
- G21F3/03 G21F […] › G21F 3/00 Blindaje caracterizado por su forma física, p. ej. granulados, o por la forma del material. › Delantales.
Clasificación antigua:
Fragmento de la descripción:
Material de protección contra las radiaciones basado en siliconas.
La invención se refiere a un material substitutivo del plomo para fines de protección contra radiaciones en el intervalo energético de un tubo de rayos X con una tensión de 60-140 kV.
El revestimiento habitual de protección contra radiaciones para aplicación en el diagnóstico por rayos X contiene mayoritariamente plomo u óxido de plomo como material de protección.
Una substitución de este material de protección por otros materiales es especialmente deseable por los siguientes motivos:
Por consiguiente desde hace años se busca un material substitutivo del plomo en la protección contra radiaciones. A este respecto se propone predominantemente la utilización de elementos químicos o de sus compuestos con número atómico de 50 a 76.
El documento DE 199 55 192 A1 describe un procedimiento para la preparación de un material de protección contra radiaciones a partir de un polímero como material de matriz y el polvo de un metal de alto número atómico.
El documento DE 201 00 267 U1 describe un material de protección contra radiaciones de alta elasticidad, ligero, flexible, gomoso, en el que se añaden aditivos de elementos químicos y sus óxidos con un número atómico mayor que o igual a 50 a un polímero especial.
Para la reducción del peso respecto a delantales de plomo habituales el documento EP 0 371 699 A1 propone un material que presenta igualmente además de un polímero como matriz elementos de número atómico superior. A este respecto se menciona un gran número de metales.
El documento DE 102 34 159 A1 describe un material substitutivo del plomo para fines de protección contra radiaciones en el intervalo energético de un tubo de rayos X con una tensión de 60-125 kV.
Otro componente esencial de los materiales substitutivos del plomo es el material de matriz, que debe cumplir al menos dos funciones. Por material de matriz se entiende la capa de soporte de los materiales de protección, que por ejemplo pueden estar compuestos de goma, látex, polímeros flexibles o rígidos. Por una parte se desea que el producto final sea lo más ligero, elástico y flexible posible, sin que en un procesamiento subsiguiente se produzcan grietas o roturas. Por otra parte debería garantizarse que las cargas metálicas estén distribuidas de modo absolutamente homogéneo, con la condición previa de una integración firme en el material de matriz, de modo que se asegure una superficie suficientemente resistente a la abrasión.
Otro punto es la compatibilidad medioambiental de los materiales de matriz. Muchos materiales habituales se presentan como polímeros halogenados, p.ej. PVC. El uso de estos materiales conduce inexcusablemente a problemas graves en la fabricación, utilización y reciclado de los materiales substitutivos del plomo, no solo para el medio ambiente, sino igualmente para las personas que entran en contacto directo con los materiales substitutivos del plomo.
Además se ha manifestado que los materiales de absorción habituales tienen en parte una notable tendencia a emitir radiación de fluorescencia, lo que representa una influencia sanitaria no despreciable para las personas que entran en contacto con ellos.
Según los elementos utilizados el grado de atenuación o el equivalente en plomo (International Standard IEC 61331-1, Protective devices against diagnostig medical X-radiation) del material correspondiente muestra una dependencia parcialmente muy marcada de la energía de radiación, que es una función de la tensión del tubo de rayos X.
Los materiales exentos de plomo tienen frente al plomo un comportamiento de absorción en parte fuertemente distinto en función de la energía de los rayos X. Por consiguiente para la reproducción del comportamiento de absorción del plomo con una simultánea maximización del ahorro de peso es precisa una combinación ventajosa de distintos elementos.
Así, los revestimientos de protección contra radiaciones conocidos de material exento de plomo poseen frente al plomo una más o menos fuerte disminución de la absorción por debajo de 70 kV y por encima de 110 kV, en especial por encima de 125 kV. Esto significa que para la consecución del mismo efecto de apantallamiento que el del material que contiene plomo para este intervalo de tensión del tubo es preciso un peso por m2 mayor del revestimiento de protección.
Por consiguiente el campo de aplicación del revestimiento de protección contra radiaciones exento de plomo comercial está limitado por regla general.
Por el documento US 2002/0179860 se conoce un material de protección contra radiaciones que comprende un caucho y un metal, como volframio y/o bismuto. Como caucho a utilizar se menciona el caucho de silicona. Los materiales de protección contra radiaciones ofrecen una protección en un intervalo energético de 1173 kV a 1332 kV.
Para poder substituir el plomo para fines de protección contra radiaciones es necesario un comportamiento de absorción en relación al plomo lo más parecido posible en un amplio intervalo energético, pues las substancias de protección contra radiaciones se clasifican habitualmente según el equivalente en plomo y los cálculos de protección contra radiaciones se basan frecuentemente en equivalentes en plomo.
Por equivalente en plomo total en una estructura de un material substitutivo de plomo en forma de capas de protección se entiende el equivalente en plomo de la suma de todas las capas de protección. Por equivalente en plomo total nominal se entiende el equivalente en plomo que ha de indicar conforme a la norma DIN EN 61331-3 el fabricante para equipamiento de protección personal.
En determinadas aplicaciones de rayos X, como la tomografía computadorizada y en mediciones de densidad ósea, pero también en aparatos de comprobación de equipajes, se presentan tensiones de rayos X de hasta 140 kV.
El objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un material substitutivo del plomo que pueda utilizarse en un amplio intervalo energético de un tubo de rayos X, es decir en un intervalo energético importante, y que al mismo tiempo contenga un material de matriz que sea respetuoso con el medio ambiente, exento de substancias perjudiciales y resistente a la radiación UV.
El objetivo de la invención se consigue en una primera forma de realización mediante un material substitutivo del plomo para fines de protección contra radiaciones en el intervalo energético de un tubo de rayos X con una tensión de 60-140 kV, comprendiendo el material substitutivo del plomo 12-22% en peso de un material basado en silicona como material de matriz, 1-39% en peso de estaño o compuestos de estaño, 16-60% en peso de volframio o compuestos de volframio, 16-60% en peso de bismuto o compuestos de bismuto. La mezcla abarca equivalentes en plomo totales nominales de 0,25-2,0 mm.
El objetivo de la invención se consigue en una segunda forma de realización con un material substitutivo del plomo para fines de protección contra radiaciones en el intervalo energético de un tubo de rayos X con una tensión de 60-140 kV, comprendiendo el material substitutivo del plomo 12-22% en peso de un material basado en silicona como material de matriz, 40-60% en peso de estaño o compuestos de estaño, 7-15% en peso de volframio o compuestos de volframio, 7-15% en peso de bismuto o compuestos de bismuto. La mezcla abarca igualmente equivalentes en plomo totales nominales de 0,25-2,0 mm.
La consecución del objetivo consistió en encontrar una elección de material en lo que respecta al material de matriz y a los metales de substitución del plomo y a su elección cuantitativa que pudiera apantallar bien eficazmente la radiación de rayos X también en un intervalo energético elevado, proporcionándose al mismo tiempo mediante la elección del material basado en silicona un material substitutivo del plomo que manteniendo una elevada elasticidad pudiera satisfacer...
Reivindicaciones:
1. Material substitutivo del plomo para fines de protección contra radiaciones en el intervalo energético de un tubo de rayos X con una tensión de 60-140 kV, comprendiendo el material substitutivo del plomo para equivalentes en plomo totales nominales de 0,25-2,00 mm
12-22% en peso de un material basado en silicona,
1 -39% en peso de Sn o compuestos de Sn,
16-60% en peso de W o compuestos de W y
16-60% en peso de Bi o compuestos de Bi.
2. Material substitutivo del plomo para fines de protección contra radiaciones en el intervalo energético de un tubo de rayos X con una tensión de 60-140 kV, comprendiendo el material substitutivo del plomo para equivalentes en plomo totales nominales de 0,25-2,00 mm
12-22% en peso de un material basado en silicona,
40-60% en peso de Sn o compuestos de Sn,
7-15% en peso de W o compuestos de W y
7-15% en peso de Bi o compuestos de Bi.
3. Material substitutivo del plomo conforme a una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el material substitutivo del plomo comprende adicionalmente hasta 40% en peso de uno o más de los siguientes elementos Er, Ho, Dy, Tb, Gd, Eu, Sm y/o de sus compuestos y/o de CsI.
4. Material substitutivo del plomo conforme a la reivindicación 3, caracterizado porque el material substitutivo del plomo comprende adicionalmente hasta 20% en peso de los elementos y/o de sus compuestos y/o de CsI.
5. Material substitutivo del plomo conforme a la reivindicación 4, caracterizado porque el material substitutivo del plomo comprende adicionalmente hasta 8% en peso de los elementos y/o de sus compuestos y/o de CsI.
6. Material substitutivo del plomo conforme a una las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el material substitutivo del plomo comprende adicionalmente hasta 40% en peso de uno o más de los siguientes elementos Ta, Hf, Lu, Yb y/o de sus compuestos.
7. Material substitutivo del plomo conforme a la reivindicación 6, caracterizado porque el material substitutivo del plomo comprende adicionalmente hasta 20% en peso de los elementos y/o de sus compuestos.
8. Material substitutivo del plomo conforme a la reivindicación 7, caracterizado porque el material substitutivo del plomo comprende adicionalmente hasta 8% en peso de los elementos y/o de sus compuestos.
9. Material substitutivo del plomo conforme a una las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el material basado en silicona comprende caucho de silicona.
10. Material substitutivo del plomo conforme a la reivindicación 9, caracterizado porque el caucho de silicona comprende caucho de dimetilsilicona, caucho de fenilmetilsilicona, caucho de fenilsilicona y caucho de polivinilsilicona.
11. Material substitutivo del plomo conforme a una las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque comprende cargas y adyuvantes de procesamiento.
12. Material substitutivo del plomo conforme a una las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque comprende una estructura de capas de protección de distinta composición.
13. Material substitutivo del plomo conforme a la reivindicación 12, caracterizado porque comprende una estructura de al menos dos capas de protección separadas o unidas entre sí de distinta composición, comprendiendo la(s) capa(s) de protección más alejada(s) del cuerpo predominantemente los elementos de menor número atómico o sus compuestos y la(s) capa(s) de protección más próxima(s) al cuerpo predominantemente los elementos de mayor número atómico o sus compuestos.
14. Material substitutivo del plomo conforme a la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque comprende una estructura de al menos dos capas de protección separadas o unidas entre sí de distinta composición, constando en al menos una capa al menos el 50% del peso total solo de un elemento del grupo de Sn, W y Bi o de sus compuestos.
15. Material substitutivo del plomo conforme a la reivindicación 13, caracterizado porque comprende una estructura de al menos dos capas de protección separadas o unidas entre sí de distinta composición, comprendiendo la(s) capa(s) de protección más alejada(s) del cuerpo predominantemente los elementos o sus compuestos con mayor rendimiento de fluorescencia de rayos X y la(s) capa(s) de protección más próxima(s) al cuerpo los elementos o sus compuestos con menor rendimiento de fluorescencia de rayos X.
16. Material substitutivo del plomo conforme a una de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque una capa débilmente radiactiva está insertada entre dos capas de protección no radiactivas separadas o unidas con la capa radiactiva.
17. Material substitutivo del plomo conforme a una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque los metales o compuestos metálicos están granulados y sus tamaños de grano presentan un percentil 50 conforme a la siguiente fórmula
en la que significan
D50 el percentil 50 de la distribución granulométrica,
d el espesor de capa en mm y
p la proporción en peso del respectivo componente del material en el peso total, y el percentil 90 de la distribución granulométrica D90 es = 2 D50.
18. Revestimiento de protección contra radiaciones de material substitutivo del plomo conforme a una de las reivindicaciones 1 a 17.
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