Recinto blindado portátil para aplicaciones que usen radiación ionizante.

Recinto blindado portátil para aplicaciones que usen radiación ionizante.

Comprende una estructura de contención formada por perfiles metálicos normalizados huecos y empernados, que poseen unas guías que facilitan la construcción de cada panel blindado modular que forma las paredes del recinto, mediante la unión de planchas individuales construidas mediante estructura de tipo sándwich con una capa de material polimérico, otra capa de plomo en las mismas proporciones y con una cámara de aire como núcleo central.

Debido a su portabilidad, modularidad y facilidad de montaje, facilita la realización de ensayos en cualquier lugar.

RECINTO BLINDADO PORTATIL PARA APLICACIONES QUE USEN RADIACIÓN IONIZANTE.

SECTOR DE LA TÉCNICA

El área científica es "Tecnologías del medio ambiente".

El área tecnológica es "II. Instrumentos: CT09- Ingeniería nuclear".

La rama de actividad industrial es "DJ-Metalurgia, Fabricación de productos metálicos", División CNAE "28- Fabricación de Productos, Metálicos, excepto Maquinaria y Equipo".

El código internacional de patente sería G21F 5/00.

Sección G: Física.

G2: Ciencia Nuclear.

G21: Física Nuclear; Técnica nuclear.

G21F: Protección contra los rayos X, rayos Gamma, radiaciones corpusculares o bombardeos de partículas; tratamiento de materiales contaminados por la radiactividad; disposiciones para la descontaminación.

G21F 5/00. Recipientes blindados portátiles o transportables.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Según indicación del Consejo de Seguridad Nuclear (CSN), en todas las aplicaciones de la radiación ionizante, la dosis de exposición de los usuarios y de otras personas que se encuentren en las proximidades además del medio ambiente colindante, debe implementar el concepto ALARA (As Low As Reasonably Achievable), es decir, reducida a niveles tan bajos como sea razonablemente posible y, en todo caso, no sobrepasar el umbral acordado a nivel internacional conforme dicta el Organismo

Internacional de Energía Atómica (OIEA) por medio de sus normas para la protección radiológica ocupacional (N° RS-G-1.1,1.2 y, 1.3, del año 2004).

Uno de los métodos para alcanzar este objetivo es actuar sobre los materiales de blindaje que conforman el recinto donde se va a desarrollar los ensayos mediante la fuente radioactiva. Otros aspectos también relacionados con este fin son el diseño estructural y espesores de pared adecuados para el recinto blindado.

En España, a través del manual práctico de seguridad radiológica publicado en abril de 1996 (IAEA-PRSM-2) y, en particular, dentro del manual sobre recintos blindados, se recoge la definición de estas construcciones como "todo espacio cerrado construido para contener la radiación ionizante y proporcionar suficiente blindaje a las personas en las zonas contiguas". La definición es indiferente del tamaño y diseño del recinto, lo que varía es el tipo de fuente radioactiva que va a actuar en su interior: rayos X, gamma o neutrones, entre otras. Este aspecto implicará un diseño basado en unos materiales y espesores adecuados para garantizar que no se sobrepase el umbral que define la zona de alerta radiológica. En dicho documento, por tanto, se realizan una serie de recomendaciones para la selección de los espesores de las barreras primarias y secundarias basadas en dos parámetros: La fuente radioactiva y el tipo de material de las barreras: hormigón o plomo. Con ello se obtienen una serie de espesores estándares para cada configuración fuente-material. Este tipo de recomendaciones se establecen para barreras macizas y, únicamente, para estos dos tipos de materiales de blindaje pero, a partir de ellas, permiten la estimación del cálculo de la tasa de dosis de cualquier persona u objeto situado a una cierta distancia del exterior del recinto blindado.

En la bibliografía científica, es posible encontrar registros antiguos como los publicados por los autores Roca y Capdevila, en el año 1967, donde se describe un recinto blindado para el análisis espectográfico de soluciones de radioisótopo. Dicho recinto, supuso uno de los primeros diseños para atenuar la radiación ionizante mediante la estimación del espesor de pared en plomo necesario, tomando como base para dicho estudio el yodo-131. A partir del espectro radioactivo y la distancia del operador no inferior a 45cm de la pared exterior del recinto, se determinó la

necesidad de usar planchas de plomo macizo de lOmm de espesor que proporcionaba un margen de seguridad adecuado. Las dimensiones de dicho contenedor fueron de 1254x800xl000mm. Más adelante, las patentes US4079257A del año 1978 y, la EP0171256 B1 del 1985, abordan otro tipo de cámaras fijas para llevar a cabo procesos químicos o fotoquímicos con diferentes propósitos y, usando para ello, contenedores metálicos donde no se indican materiales ni espesores de barrera. La referencia FR2577684A1 del año 1985, aporta una solución interesante al aportar un contenedor útil para su aplicación como instrumento de medida de la dosis de radiación de rayos gamma con la mediación de un conjunto de sensores. Otro tipo de registros encontrados en la bibliografía, como las patentes EP0513512B1 y EP0513515B1 del 1992 abordan diferentes tipos de portacontenedores para alojar fuentes radioactivas de los que, en la actualidad, son ya fácilmente adquiribles comercialmente pero adolecen de recintos blindados para llevar a cabo cualquier actividad radiológica sin riesgo para las personas que allí operen. De manera similar, la referencia WO 94/02869 del año 1994, describe un sistema de calibración de la dosis de radiación recibida en dos recipientes separados, este diseño se usa profusamente en actividades radiodiagnósticas para comparar la dosis recibida en diferentes órganos humanos.

Más recientemente, el modelo de utilidad U201130221 del año 2011, aborda el diseño de un depósito móvil para el transporte de material radiológico, de geometría en forma de paralelepípedo, construido mediante paredes macizas de hormigón baritado y, dispuesto con orejetas en su parte superior o, huecos en su parte inferior, para su izado. En este último registro no se aportan espesores de barrera, ni peso del depósito completo y, al ser de obra civil, difícilmente podrá usarse como instrumento de trabajo itinerante, de fácil montaje y desmontaje. Por último, en la patente US2013047521Al, se describe un equipo portátil autónomo para la actividad radiológica. El aparato incluye un recipiente exterior adaptado para ser portátil y autoportante. El interior del contenedor dispone de barreras de diferentes espesores para atenuar la dosis de radiación y permitir la ocupación de varias personas sin riesgo. Las paredes se diseñan con materiales metálicos y poliméricos, así mismo, el propio contenedor incluye un sistema de remolque con ruedas. Dadas las

dimensiones y, por ende, el peso de este anterior depósito referenciado, se estima que el coste del transporte del mismo puede comprometer seriamente el aspecto económico de su uso.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN.

El objeto de la invención consiste en un recinto blindado portátil orientado hacia aplicaciones que usen radiación ionizante, entre otras las de tipo gamma.

El recinto posee forma de paralelepípedo y está compuesto por una envolvente compuesta por doce paneles modulares, que se insertan en una estructura de 10 contención, compuesta por perfiles metálicos normalizados empernados, que facilita su montaje y desmontaje, sin necesitar maquinaria pesada para su manipulación.

La estructura de contención está preparada para que cada lado del recinto quede cerrado mediante dos paneles dispuestos en paralelo, uno en la cara interior y, otro junto al primero, en la cara exterior, con objeto de que, una vez colocada la fuente 15 radioactiva y las probetas a ensayar en el interior del recinto, la dosis de radiación externa que pase a través de los dos paneles de cada lado quede limitada a niveles permitidos para reducir el riesgo de las personas y del medio ambiente (Normas de Seguridad de la OIEA, N° GSR Parte 4, del año 2010).

Los perfiles que componen la estructura de contención pueden ser de tipo vertical 20 esquineros, vertical central, horizontal inferior, horizontal superior y de cruceta superior. Cada perfil se fija a los demás mediante uniones desmontables. Los perfiles verticales esquineros poseen guías que facilitan la sujeción de la estructura de planchas que formarán cada uno de los paneles modulares. Los perfiles horizontales poseen placas en forma de escuadra para la unión de estos con los perfiles verticales 25 mediante las uniones desmontables. La cruceta superior se montará sobre la estructura que construyen los perfiles laterales y horizontales, para soportar los paneles que constituyen el techo blindado del recinto.

Todos los perfiles que asientan en el suelo, es decir, los verticales esquineros, centrales y, los horizontales; disponen de tapones interiores blindados que impiden el

paso de radiación fugada por dentro del hueco del perfil metálico, tal como se ilustra en las figuras 10 y 11, el diseño garantiza la estanqueidad al paso de radiación al nivel especificado anteriormente.

Los perfiles horizontales inferiores disponen de una guía donde se introducen las 5 planchas e, incorporan un soporte en forma de U (figuras 3 y 4),...

1. Recinto blindado portátil para aplicaciones que usen radiación ionizante, que comprende:

a) Una estructura de contención formada por perfiles metálicos normalizados huecos y empernados, que poseen unas guías que facilitan la construcción de cada panel blindado modular mediante la unión de planchas individuales facilitando su portabilidad.

b) Doce paneles blindados modulares, dos por cada lado (interior+exterior) del paralelepípedo que forma el recinto, dispuestos dos a dos, uno junto a otro en paralelo, formados cada uno de ellos por la unión de diversas planchas de geometría cuadrada o rectangular, construidas mediante estructura de tipo sándwich con una capa de material polimérico, otra capa de plomo en las mismas proporciones y con una cámara de aire como núcleo central, que se unen unas a otras gracias a las guías que poseen los perfiles de la estructura de contención.

2. Recinto blindado portátil para aplicaciones que usen radiación ionizante, según reivindicación 1, caracterizado porque los perfiles que componen la estructura de contención pueden ser de tipo vertical esquineros, vertical central, horizontal inferior, horizontal superior y de cruceta superior.

3. Recinto blindado portátil para aplicaciones que usen radiación ionizante, según reivindicación 2, caracterizado porque los perfiles verticales esquineros poseen guías que facilitan la sujeción de la estructura de planchas que formarán cada uno de los paneles modulares.

4. Recinto blindado portátil para aplicaciones que usen radiación ionizante, según reivindicación 2, caracterizado porque los perfiles horizontales poseen placas o pestañas en forma de escuadra, para la unión de estos con los perfiles verticales, mediante las uniones tipo perno.

5. Recinto blindado portátil para aplicaciones que usen radiación ionizante, según reivindicación 2, caracterizado porque los perfiles horizontales inferiores disponen de una guía donde se introducen las planchas e, incorporan un soporte en forma de U, que se encargará de sujetar las planchas para evitar deformaciones de tipo pandeo.

6. Recinto blindado portátil para aplicaciones que usen radiación ionizante, según reivindicación 2, caracterizado porque la cruceta superior se monta sobre la estructura que construyen los perfiles laterales y horizontales, para soportar los paneles que constituyen el techo blindado del recinto.

7. Recinto blindado portátil para aplicaciones que usen radiación ionizante, según reivindicación 2, caracterizado porque los perfiles verticales disponen de forros interiores blindados que impiden el paso de radiación fugada por dentro del hueco del perfil.

8. Recinto blindado portátil para aplicaciones que usen radiación ionizante, según reivindicación 2, caracterizado porque el material polimérico empleado en la fabricación de cada una de las planchas que forman cada panel del recinto puede ser pvc, polipropileno, polimetacrilato o, cualquier tipo de material plástico similar.

9. Recinto blindado portátil para aplicaciones que usen radiación ionizante, según reivindicación 2, caracterizado porque las planchas empleadas para forman los paneles de la parte interior del techo y del suelo del recinto deben tener diferente geometría superficial que las empleadas para formar los paneles exteriores, de manera que no se produzca fuga de radiación a través de las juntas de unión de las planchas

10. Recinto blindado portátil para aplicaciones que usen radiación ionizante, según reivindicación 2, caracterizado porque las planchas empleadas para formar la cara interior del cerramiento perimetral son más estrechas que las situadas en la cara exterior de manera que no se produzca fuga de radiación a través de las juntas de unión de las planchas, aunque todas tendrán unas dimensiones en altura que cubrirán de arriba hasta abajo la pared del recinto,

11. Recinto blindado portátil para aplicaciones que usen radiación ionizante, según reivindicación 2, caracterizado porque las planchas empleadas para formar los paneles del recinto, poseen un rango de espesores de entre 14-24 mm.

12. Recinto blindado portátil para aplicaciones que usen radiación ionizante, según reivindicación 2, caracterizado porque en la parte superior de algunas planchas se han dispuesto unos perfiles a modo de asas para facilitar su desplazamiento vertical en labores de montaje y desmontaje.

13. Procedimiento de construcción del recinto blindado portátil para aplicaciones que usen radiación ionizante, según reivindicaciones anteriores que comprende las siguientes etapas:

a) Montaje de los perfiles esquineros, formados mediante la unión de un perfil vertical con dos inferiores horizontales en forma de triedro trirrectángulo. A continuación se une otro perfil vertical con su horizontal inferior y, así hasta completar los cuatro esquineros idénticos.

b) Montaje de los perfiles verticales centrales sobre la estructura montada en la etapa anterior.

c) Montaje en dos de los lados formados por la estructura resultante de la etapa anterior de sendos perfiles horizontales superiores.

d) Montaje de la estructura superior, compuesta de un perfil en forma de cruceta sobre la estructura formada resultante de la etapa anterior.

e) Montaje de las planchas que compondrán los dos paneles del techo y los dos del suelo.

f) Montaje de las planchas que compondrán cada uno de los dos paneles que formaran cada pared del recinto.

g) Blindaje de perfiles horizontales inferiores disponiendo dos niveles

de paneles en forma de zócalos o cantoneras que forren dichos cantos.

14. Uso del recinto blindado portátil para aplicaciones que usen radiación

ionizante, según reivindicaciones anteriores para aplicaciones con fuentes

radioactivas de origen artificial, cuyo espectro energético sea inferior 300 keV.

15. Uso del Recinto blindado portátil para aplicaciones que usen radiación

ionizante, según reivindicaciones anteriores en medicina nuclear en

instalaciones hospitalarias que, necesiten un recinto portátil para su ubicación en cualquier lugar o, simplemente, como almacén de material radioactivo.