ES2550402B1 - Device for measuring activity and segregation of lands contaminated by 241Am - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de medida de actividad y de segregación de tierras contaminadas por {IMAGEN-01}, que comprende:#- una estructura de soporte (17);#- un elemento giratorio (12) que bascula alrededor de la estructura de soporte en una posición de llenado (4), una posición de medida (5) y una posición de descarga de material contaminado (6);#- un recipiente de tierras (3) con las tierras a analizar, solidario al elemento giratorio (12);#- cuatro detectores de centelleo (9) de Nal (TI) tipo FIDLER enfrentados dos a dos, encargados de determinar si las tierras contenidas en el recipiente (3) están contaminadas por {IMAGEN-01}.#En la posición de medida (5) el recipiente de tierras (3) queda ubicado en el espacio comprendido entre los cuatro detectores de centelleo (9) enfrentados, realizándose la medida simultánea del recipiente de tierras (3), con los detectores de centelleo (9) que estén activados.Device for measuring activity and segregation of land contaminated by {IMAGE-01}, comprising: # - a support structure (17); # - a rotating element (12) that swings around the support structure in a position for filling (4), a measuring position (5) and a discharge position for contaminated material (6); # - a container of land (3) with the land to be analyzed, in solidarity with the rotating element (12); # - four Nal (TI) type FIDLER scintillation detectors (facing two to two), responsible for determining whether the lands contained in the container (3) are contaminated by {IMAGE-01}. # In the measurement position (5) The earth container (3) is located in the space between the four scintillation detectors (9) facing each other, the simultaneous measurement of the earth container (3) being performed, with the scintillation detectors (9) that are activated.
Description
DESCRIPCIÓN DESCRIPTION
Dispositivo de medida de actividad y de segregación de tierras contaminadas por 241Am. Device for measuring activity and segregation of lands contaminated by 241Am.
Campo de la invención 5 Field of the invention 5
La presente invención se engloba dentro del campo de los sistemas de tratamiento de suelos contaminados con 241Am y en particular está dirigida a la medición de la radiactividad y la segregación de las tierras contaminadas. The present invention falls within the field of soil treatment systems contaminated with 241Am and in particular is directed to the measurement of radioactivity and segregation of contaminated land.
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Antecedentes de la invención Background of the invention
Los suelos contaminados con transuránicos constituyen un serio problema medioambiental. Se han evaluado tecnologías convencionales con potencial para reducir riesgo, coste y volumen de terrenos radiológicamente contaminados, tales como lavado, flotación, 15 biorremediación, separación magnética, separación por gravedad y vitrificación. Estas técnicas a menudo resultan caras, siendo difícil obtener volúmenes de reducción por encima del 70%. Soils contaminated with transuranic are a serious environmental problem. Conventional technologies with potential to reduce risk, cost and volume of radiologically contaminated land, such as washing, flotation, bioremediation, magnetic separation, gravity separation and vitrification have been evaluated. These techniques are often expensive, being difficult to obtain reduction volumes above 70%.
En las últimas dos décadas, se ha venido utilizando un tecnología novedosa para la 20 remediación de terrenos contaminados, basada en la clasificación de suelos por su concentración de actividad. Esta tecnología conocida como Segmented Gate System (SGS), mide la radiactividad del suelo cuando está siendo transportado por una cinta mecanizada. Básicamente, el sistema SGS consta de una cinta transportadora, y una matriz de detectores de centelleo de yoduro de sodio activado con talio, NaI (Tl). El sistema utiliza 25 agua para la supresión del polvo generado durante el proceso de segregación de tierras. La tierra contaminada se carga sobre la cinta transportadora, formando una fina capa no superior a 5,08 cm, que pasa bajo los detectores. Cuando éstos detectan material radiactivo, la tierra es desviada hacia una pila donde se deposita la tierra contaminada; el resto del suelo se dirige hacia una pila de suelo “limpio”. Este sistema permite tratar del orden de 26 30 m3h-1 de suelo, con una densidad de 1,2 gcm-3. In the last two decades, a new technology has been used for the remediation of contaminated land, based on the classification of soils by their concentration of activity. This technology known as Segmented Gate System (SGS), measures the radioactivity of the soil when it is being transported by a mechanized belt. Basically, the SGS system consists of a conveyor belt, and a matrix of thallium-activated sodium iodide scintillation detectors, NaI (Tl). The system uses 25 water to suppress dust generated during the land segregation process. The contaminated soil is loaded onto the conveyor belt, forming a thin layer not exceeding 5.08 cm, which passes under the detectors. When they detect radioactive material, the earth is diverted to a pile where the contaminated soil is deposited; the rest of the ground is directed towards a pile of "clean" soil. This system allows to treat the order of 26 30 m3h-1 of soil, with a density of 1.2 gcm-3.
El sistema SGS ha sido utilizado en diversas localizaciones, según se describe en las referencias bibliográficas [1-5]. Frente a los sistemas referidos a las tecnologías convencionales, el sistema SGS no utiliza productos químicos y la generación de residuos 35 secundarios (agua de los lavados y equipos de protección individual) es mínima. Sin embargo, una de las exigencias del SGS es que la tierra tiene que estar homogéneamente distribuida en una fina capa sobre la cinta transportadora; de esta forma se alcanzan límites de detección del orden de 0,37 Bqg-1 de suelo. The SGS system has been used in various locations, as described in the bibliographic references [1-5]. Compared to the systems referred to conventional technologies, the SGS system does not use chemical products and the generation of secondary waste (washing water and personal protective equipment) is minimal. However, one of the requirements of the SGS is that the land has to be homogeneously distributed in a thin layer on the conveyor belt; in this way detection limits of the order of 0.37 Bqg-1 of soil are reached.
40 40
En la patente US5,573,738 se describe un método para su uso en la descontaminación de materiales tales como suelos, lodos, sedimentos, desechos de polvo de patio y similares, que estén contaminados con materiales radiactivos como el 226Ra, 238U, o del 238Th. El material es verificado directamente con un escáner, por ejemplo un detector de yoduro de sodio. La medida se realiza sobre una cinta transportadora, donde el material es extendido 45 con un grosor uniforme, preferiblemente no superior a 6´´ (15,24 cm). Los detectores usados preferiblemente son sondas de baja energía de radiación que operan en un rango de energía alrededor de 13 a 24 keV. Posteriormente se lleva a cabo la eliminación del uranio mediante un proceso de lixiviación en dos etapas. In US5,573,738 a method is described for use in the decontamination of materials such as soil, sludge, sediment, yard dust debris and the like, which are contaminated with radioactive materials such as 226Ra, 238U, or 238Th. The material is verified directly with a scanner, for example a sodium iodide detector. The measurement is carried out on a conveyor belt, where the material is spread 45 with a uniform thickness, preferably not more than 6 '(15.24 cm). The detectors preferably used are low radiation energy probes that operate in an energy range of about 13 to 24 keV. Subsequently, the elimination of uranium is carried out through a two-stage leaching process.
50 fifty
En la patente US5,045,240 se describe un sistema complejo que realiza el tratamiento de grandes volúmenes de material, por ejemplo 9 Th-1. Hace un cribado inicial del residuo In US5,045,240 a complex system is described that performs the treatment of large volumes of material, for example 9 Th-1. Makes an initial screening of the residue
radiactivo (suelos) e identifica el rango de tamaño de partícula de la fracción del material severamente contaminado, procesando dicha fracción. Esta fracción es sometida a un tratamiento para eliminar los compuestos solubles (radio, uranio, torio radiactivos y otras especies radiactivas), mediante su paso a través de un lecho fluidificado, que contiene una solución de lixiviado. La detección se hace con un escáner de radiactividad, por ejemplo 5 detectores de yoduro de sodio, dispuesto sobre la muestra a medir, que a su vez se coloca sobre una cinta transportadora. radioactive (soils) and identifies the particle size range of the severely contaminated material fraction, processing said fraction. This fraction is subjected to a treatment to eliminate soluble compounds (radio, uranium, radioactive thorium and other radioactive species), by passing through a fluidized bed, which contains a leaching solution. The detection is done with a radioactivity scanner, for example 5 sodium iodide detectors, arranged on the sample to be measured, which in turn is placed on a conveyor belt.
La presente invención aporta notables mejoras sobre el sistema SGS y otros sistemas descritos anteriormente. En numerosas ocasiones, especialmente cuando las emisiones del 10 material contaminado que se inspecciona son de baja energía, la disposición geométrica del material es esencial. Defectos en la disposición de éste, como por ejemplo irregularidades en el espesor de la capa que se sitúa sobre la cinta transportadora puede dar lugar a mediciones erróneas. La presente invención trabaja con una geometría del material muy bien definida, que evita que tengan lugar este tipo de errores. 15 The present invention provides significant improvements over the SGS system and other systems described above. On numerous occasions, especially when the emissions of the contaminated material that is inspected are low energy, the geometric arrangement of the material is essential. Defects in the arrangement of the latter, such as irregularities in the thickness of the layer that is placed on the conveyor belt may lead to erroneous measurements. The present invention works with a very well defined material geometry, which prevents this type of errors from occurring. fifteen
Otro aspecto que resulta de especial importancia en los sistemas descritos anteriormente es que la segregación del material no se efectúa simultáneamente a su medida, sino que entre ambas transcurre un cierto tiempo. Eso obliga al sistema a tener una perfecta coordinación temporal entre la realización de la medida de actividad y los mecanismos de separación del 20 material. Si por cualquier motivo se pierde esta coordinación, se corre el riesgo de mezclar las corrientes de materiales contaminados y no contaminados. Another aspect that is of particular importance in the systems described above is that the segregation of the material is not carried out simultaneously to its measure, but that a certain time elapses between them. This forces the system to have a perfect temporal coordination between the performance of the activity measure and the separation mechanisms of the material. If for any reason this coordination is lost, there is a risk of mixing the streams of contaminated and uncontaminated materials.
La presente invención evita este tipo de situaciones, al disponer el material en muestras discretas sobre las que se efectúan las determinaciones de actividad. De este modo, cada 25 una de las muestras se mide, manteniéndose separada del resto del material, y se direcciona a la corriente de material contaminado o no contaminado, según corresponda. The present invention avoids this type of situation, by arranging the material in discrete samples on which activity determinations are made. Thus, each of the samples is measured, kept separate from the rest of the material, and directed to the stream of contaminated or uncontaminated material, as appropriate.
Otro aspecto importante de la presente invención es la selección de detectores FIDLER Field Instrument for Detection of Low Energy Radiation y su disposición alrededor de las 30 muestras discretas que se inspeccionan, que confieren al sistema de una capacidad de medida extremadamente sensible en tiempos relativamente cortos. Another important aspect of the present invention is the selection of FIDLER Field Instrument for Detection of Low Energy Radiation detectors and their arrangement around the 30 discrete samples that are inspected, which give the system an extremely sensitive measuring capacity in relatively short times.
Referencias bibliográficas Bibliographic references
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[1] C. A. Judd (1997). Maywood Chemical Company Superfund Site. Administrative record (1997). Document Number MISS- 106. 02/27/97. [1] C. A. Judd (1997). Maywood Chemical Company Superfund Site. Administrative record (1997). Document Number MISS- 106. 02/27/97.
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[3] R. P. Wells (1999). Treatability Study (ts) Work Plan for Segmented Gate System 45 Technology Deployment. Document Number [3] R. P. Wells (1999). Treatability Study (ts) Work Plan for Segmented Gate System 45 Technology Deployment. Document Number
INEEL/EXT-98-01097INEEL / EXT-98-01097
. .
http://ar.inel.gov/owa/getimage_2?F_PAGE=1&F_DOC=INEEL/EXT-98-01097&F_REV=00. http://ar.inel.gov/owa/getimage_2?F_PAGE=1&F_DOC=INEEL/EXT-98-01097&F_REV=00.
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Descripción de la invención Description of the invention
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La invención se refiere a un dispositivo de uso semi-industrial para la medida de actividad y segregación de suelos contaminados por transuránicos, y en particular por 241Am. El dispositivo dispone la tierra en muestras discretas, de geometría cilíndrica y de un volumen aproximado de 9,4 l. Sobre estas muestras discretas se efectúa la determinación de actividad (o alternativamente concentración másica de actividad) y en función de este 20 resultado, un sistema automatizado lleva a cabo la segregación del material. The invention relates to a device for semi-industrial use for the measurement of activity and segregation of soils contaminated by transurans, and in particular by 241Am. The device disposes the earth in discrete samples, with cylindrical geometry and an approximate volume of 9.4 l. On these discrete samples the determination of activity (or alternatively mass concentration of activity) is carried out and based on this result, an automated system performs the segregation of the material.
La determinación de la actividad sobre las muestras discretas se lleva a cabo con un sistema de cuatro detectores de centelleo de NaI (Tl) tipo FIDLER enfrentados dos a dos. Estos detectores FIDLER son equipos específicos para la medida en campo, diseñados para 25 la detección de radiación de baja energía. En particular son especialmente adecuados para detectar la emisión gamma de 59,54 keV del 241Am presente en las tierras contaminadas. The determination of the activity on the discrete samples is carried out with a system of four scintillation detectors of NaI (Tl) type FIDLER facing two to two. These FIDLER detectors are specific equipment for field measurement, designed to detect low energy radiation. In particular they are especially suitable for detecting the 59.54 keV gamma emission of 241Am present in contaminated land.
El dispositivo de medida de actividad y de segregación de tierras contaminadas por 241Am objeto de la presente invención comprende: 30 The device for measuring activity and segregation of land contaminated by 241Am object of the present invention comprises:
- una estructura de soporte; - a support structure;
- un elemento giratorio que bascula en diferentes posiciones alrededor de la estructura de soporte, - a rotating element that swings in different positions around the support structure,
- un recipiente de tierras en el que se depositan las tierras a analizar, donde dicho recipiente está integrado en el elemento giratorio y dispone de una base móvil; 35 - a land container in which the land to be analyzed is deposited, where said container is integrated in the rotating element and has a mobile base; 35
- cuatro detectores de centelleo de NaI (Tl) tipo FIDLER enfrentados dos a dos a una distancia entre sí que permite el paso del recipiente de tierras, y configurados para determinar, mediante la detección de radiación de baja energía, si las tierras contenidas en el recipiente están o no contaminadas por 241Am; - four FIDLER type NaI (Tl) scintillation detectors facing two to two at a distance from each other that allows the passage of the earth vessel, and configured to determine, by detecting low energy radiation, whether the earth contained in the container are or are not contaminated by 241Am;
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Las posiciones del elemento giratorio incluyen: The positions of the rotating element include:
- Una posición de llenado en la que un operario realiza la carga manual de tierras en el recipiente de tierras. - A filling position in which an operator performs the manual loading of land in the land container.
45 Four. Five
- Una posición de medida en la que el recipiente de tierras queda ubicado en el espacio comprendido entre los cuatro detectores de centelleo enfrentados (preferentemente a una distancia de 2 cm de los detectores), y en la que se realiza la medida simultánea del recipiente de tierras, con los detectores de centelleo que estén activados. - A measuring position in which the earth container is located in the space between the four scintillation detectors facing each other (preferably at a distance of 2 cm from the detectors), and in which the simultaneous measurement of the earth container is carried out lands, with scintillation detectors that are activated.
50 fifty
- Dos posiciones de descarga diferentes, una para la descarga de material no contaminado y otra para la descarga de material contaminado, en las que las tierras del - Two different discharge positions, one for the discharge of uncontaminated material and another for the discharge of contaminated material, in which the lands of the
recipiente de tierras se descargan, mediante la apertura de su base, respectivamente a un contenedor de descarga de material no contaminado o a un contenedor de descarga de material contaminado. Land container is discharged, by opening its base, respectively to a dump container of uncontaminated material or a dump container of contaminated material.
En una realización preferida el dispositivo también comprende un cuadro de mandos 5 encargado de gobernar el movimiento del elemento giratorio mediante un autómata. In a preferred embodiment, the device also comprises a control panel 5 responsible for governing the movement of the rotating element by means of an automaton.
El recipiente de tierras es preferentemente cilíndrico y fabricado en metacrilato. The earth container is preferably cylindrical and made of methacrylate.
En una realización preferente la estructura de soporte comprende una base central unida 10 mediante brazos de soporte a una estructura circular. In a preferred embodiment, the support structure comprises a central base connected by means of support arms to a circular structure.
El dispositivo puede comprender también una tolva solidaria al elemento giratorio y a través de la cual se alimenta al recipiente de tierras con muestras discretas de tierras. The device may also comprise a hopper integral with the rotating element and through which the earth vessel is fed with discrete samples of earth.
15 fifteen
El dispositivo comprende preferentemente una electrónica digital asociada a los detectores de centelleo para el conteo de pulsos, y un ordenador conectado a dicha electrónica digital, encargado del control y operación de los detectores de centelleo. The device preferably comprises a digital electronics associated with the scintillation detectors for pulse counting, and a computer connected to said digital electronics, in charge of the control and operation of the scintillation detectors.
En una realización preferida los detectores de centelleo están preferentemente configurados 20 para realizar la medición con diferentes niveles de llenado del recipiente de tierras (preferentemente 100%, 75%, 50% o 25%). In a preferred embodiment the scintillation detectors are preferably configured to perform the measurement with different levels of filling of the earth container (preferably 100%, 75%, 50% or 25%).
El dispositivo puede utilizar una modelización del sistema de medida del dispositivo para el cálculo de valores de eficiencia, correspondientes a diferentes densidades de tierras y para 25 diferentes niveles de llenado del recipiente. The device can use a modeling of the measuring system of the device for the calculation of efficiency values, corresponding to different earth densities and for 25 different levels of container filling.
En una realización preferida la posición de descarga de material no contaminado corresponde a la posición de llenado y la posición de descarga de material contaminado corresponde a una posición diferente de la posición de llenado y de la posición de medida. 30 La posición de llenado, la posición de medida y la posición de descarga de material contaminado corresponden preferentemente a posiciones de giro de 0º, 90º y 180º, respectivamente, del elemento giratorio. In a preferred embodiment the discharge position of uncontaminated material corresponds to the filling position and the discharge position of contaminated material corresponds to a different position from the filling position and the measuring position. 30 The filling position, the measurement position and the discharge position of contaminated material preferably correspond to 0 °, 90 ° and 180 ° rotation positions, respectively, of the rotating element.
La gran superficie del volumen activo (cristal de centelleo cilíndrico de 127 mm de diámetro) 35 hace que estos detectores sean capaces de inspeccionar grandes superficies en tiempos relativamente cortos. Su pequeño espesor de 2 mm hace que la influencia en la medida de otros radionucleidos emisores gamma de mayor energía, sea mínima. Además, estos detectores están protegidos por una tapa de material plástico DELRIN, que los dota mecánicamente de la robustez necesaria para su uso en condiciones desfavorables. Esta 40 tapa prácticamente no interfiere con los fotones de 59,54 keV. The large area of the active volume (cylindrical scintillation crystal of 127 mm in diameter) 35 makes these detectors capable of inspecting large surfaces in relatively short times. Its small thickness of 2 mm makes the influence on the measure of other gamma-emitting radionuclides of greater energy minimal. In addition, these detectors are protected by a DELRIN plastic cover, which mechanically provides them with the robustness necessary for use in unfavorable conditions. This cover 40 practically does not interfere with the 59.54 keV photons.
Los detectores están asociados a sistemas electrónicos digitales, controlados desde un ordenador. Los espectros registrados por cada uno de los cuatro detectores son enviados a un programa donde se procesan y se obtienen los resultados necesarios para poner en 45 funcionamiento los mecanismos de segregación del material. The detectors are associated with digital electronic systems, controlled from a computer. The spectra recorded by each of the four detectors are sent to a program where they process and obtain the results necessary to put into operation the mechanisms of segregation of the material.
El dispositivo supone un desarrollo integral de una máquina específica para la medida de actividad y segregación de tierras contaminadas con 241Am. Se basa en la disposición de la tierra a evaluar en muestras discretas, en una geometría y volumen optimizado, y con gran 50 capacidad de medida de actividad sobre estas muestras, al usar cuatro detectores FIDLER enfrentados. El sistema puede discriminar suelos contaminados con concentraciones The device implies an integral development of a specific machine for the measurement of activity and segregation of lands contaminated with 241Am. It is based on the disposition of the land to be evaluated in discrete samples, in an optimized geometry and volume, and with a large capacity to measure activity on these samples, when using four FIDLER detectors facing each other. The system can discriminate contaminated soils with concentrations
másicas de actividad inferiores a 1 Bqg-1 de 241Am, con tiempos de medida de 15 s y en volúmenes normalizados de 9,4 l. activity levels of less than 1 Bqg-1 of 241Am, with measurement times of 15 s and in standardized volumes of 9.4 l.
Breve descripción de los dibujos Brief description of the drawings
5 5
A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta. A series of drawings that help to better understand the invention and that expressly relate to an embodiment of said invention which is presented as a non-limiting example thereof is described very briefly below.
Las Figuras 1A, 1B y 1C muestran una vista en perspectiva, planta y alzado, 10 respectivamente, de una realización particular del dispositivo para la medida tierras con detectores FIDLER. Figures 1A, 1B and 1C show a perspective, plan and elevation view, 10 respectively, of a particular embodiment of the device for measuring land with FIDLER detectors.
Las Figuras 2A, 2B y 2C muestran las posiciones operativas previstas en el dispositivo: posición de carga manual y de descarga del material no contaminado (Figura 2A), posición 15 de medida del recipiente de tierras (Figura 2B) y posición de descarga del material contaminado (Figura 2C). Figures 2A, 2B and 2C show the operating positions provided in the device: manual loading and unloading position of the uncontaminated material (Figure 2A), measuring position 15 of the earth container (Figure 2B) and material unloading position contaminated (Figure 2C).
La Figura 3 muestra en detalle la posición de medida con cuatro detectores FIDLER alrededor del recipiente de tierras. 20 Figure 3 shows in detail the measurement position with four FIDLER detectors around the earth vessel. twenty
La Figura 4 representa en detalle la descarga del recipiente de tierras sobre un contenedor de descarga. Figure 4 represents in detail the unloading of the earth container on a discharge container.
La Figura 5 muestra una vista lateral del dispositivo donde se aprecia el frontal del cuadro de 25 mandos. Figure 5 shows a side view of the device where the front of the 25 control panel can be seen.
La Figura 6 muestra la pantalla de inicio y entrada de parámetros de medida del programa informático que controla el dispositivo. Figure 6 shows the start and input screen of measurement parameters of the computer program that controls the device.
30 30
La Figura 7 muestra una lista con los valores de eficiencia para diferentes densidades de las tierras considerado. Figure 7 shows a list with the efficiency values for different densities of the lands considered.
La Figura 8 muestra los botones de conexión de los detectores. Figure 8 shows the connection buttons of the detectors.
35 35
La Figura 9 muestra un ejemplo de resultado de las medidas realizadas por los cuatro detectores FIDLER. Figure 9 shows an example of the result of the measurements made by the four FIDLER detectors.
La Figura 10 muestra los espectros obtenidos por los detectores FIDLER. Figure 10 shows the spectra obtained by the FIDLER detectors.
40 40
La Figura 11 muestra la modelización de los componentes básicos de los detectores utilizados. Figure 11 shows the modeling of the basic components of the detectors used.
La Figura 12 muestra la modelización de los cuatro detectores FIDLER dispuestos en el dispositivo. 45 Figure 12 shows the modeling of the four FIDLER detectors arranged in the device. Four. Five
Descripción detallada de la invención Detailed description of the invention
En una realización preferida mostrada en las Figuras 1A, 1B y 1C (vista en perspectiva, planta y alzado, respectivamente), el dispositivo de la presente invención comprende una 50 estructura de soporte que integra y/o sustenta diversos sistemas electromecánicos del dispositivo, formada en una realización preferente por una base central 17 con diámetros de In a preferred embodiment shown in Figures 1A, 1B and 1C (perspective, plan and elevation view, respectively), the device of the present invention comprises a support structure that integrates and / or supports various electromechanical systems of the device, formed in a preferred embodiment by a central base 17 with diameters of
67 y 90 cm en la parte superior e inferior respectivamente, unida mediante brazos de soporte 18 a una estructura circular 19 con un diámetro exterior de 222 cm e interior de 211,5 cm. Comprende también un dispositivo giratorio 12 soportado por la base central 17 y que bascula alrededor de la estructura de soporte en tres diferentes posiciones. La estructura de soporte (17, 18) y la estructura circular 19 están fabricados en acero 5 electrosoldado y mecanizado, siendo desmontables y autoportantes. La estructura de soporte está anclada en suelo de hormigón mediante pernos o tornillos, habituales en la fijación de pequeñas estructuras. En la estructura de soporte se emplean materiales y acabados que facilitan su limpieza y eventual descontaminación radiactiva. 67 and 90 cm in the upper and lower part respectively, joined by support arms 18 to a circular structure 19 with an outside diameter of 222 cm and an inside diameter of 211.5 cm. It also comprises a rotating device 12 supported by the central base 17 and which swings around the support structure in three different positions. The support structure (17, 18) and the circular structure 19 are made of electro-welded and machined steel 5, being removable and self-supporting. The support structure is anchored in concrete floor by bolts or screws, common in fixing small structures. In the support structure materials and finishes are used that facilitate its cleaning and eventual radioactive decontamination.
10 10
En el elemento giratorio 12 se dispone solidariamente un recipiente de tierras 3. A través de una tolva 2 superior, también solidaria al elemento giratorio 12, se alimenta con las tierras al dispositivo, asegurando su fluencia hacia el recipiente de tierras 3, que es de forma cilíndrica (20 cm de diámetro, 30 cm de altura y aproximadamente 9,4 l de capacidad). El material del recipiente de tierras 3 es de metacrilato extrusionado de 3 mm de espesor, con una 15 resistencia mecánica suficiente y disponible en el mercado lo que facilita la reposición del recipiente en caso de rotura. In the rotating element 12 a land container 3 is arranged jointly and severally. Through a top hopper 2, also integral with the rotating element 12, the device is fed with the earth, ensuring its flow to the land container 3, which is of cylindrical shape (20 cm in diameter, 30 cm high and approximately 9.4 l capacity). The material of the earth container 3 is made of extruded methacrylate 3 mm thick, with sufficient mechanical strength and commercially available, which facilitates the replacement of the container in case of breakage.
El elemento giratorio 12 se mueve en el plano horizontal en un campo de ±100° mediante accionamiento de giro servocontrolado. Se prevén tres posiciones del elemento giratorio 12 20 para su operación: The rotating element 12 moves in the horizontal plane in a field of ± 100 ° by servo-controlled rotation drive. Three positions of the rotating element 12 20 are provided for its operation:
- Una posición de llenado 4 (posición 0°), en la que un operario 13 realiza la carga manual de tierras y donde también se lleva a cabo la descarga del material no contaminado a un contenedor 8 de descarga de material no contaminado. 25 - A filling position 4 (0 ° position), in which an operator 13 performs the manual loading of land and where the discharge of the uncontaminated material is also carried out to an unloading container 8 of uncontaminated material. 25
- Una posición de medida 5 (posición 90°), en la que se realiza la medida simultánea del recipiente de tierras 3 con cuatro detectores FIDLER. - A measuring position 5 (90 ° position), in which simultaneous measurement of the earth vessel 3 is carried out with four FIDLER detectors.
- Una posición de descarga de material contaminado 6 (posición 180°), en la 30 que se descargan las tierras del material contaminado a un contenedor 8’ de descarga de material contaminado. - A position for discharge of contaminated material 6 (position 180 °), in which land from contaminated material is unloaded to a container 8 ’for discharge of contaminated material.
El dispositivo dispone también de un cuadro de mandos 7, ubicado en la posición de 270º, que actúa siempre a dos manos por motivos de seguridad. El cuadro de mandos 7 gobierna 35 el movimiento del elemento giratorio 12 mediante un autómata con pantalla y cuyo lenguaje de programación permite su integración en ordenadores personales, en particular el entorno Genie 2K de Canberra [6], que se utiliza para la configuración y adquisición de datos de los equipos FIDLER. The device also has a control panel 7, located in the 270º position, which always acts with two hands for safety reasons. The control panel 7 governs 35 the movement of the rotating element 12 by means of an automaton with display and whose programming language allows its integration into personal computers, in particular the Genie 2K environment of Canberra [6], which is used for configuration and acquisition of data from FIDLER equipment.
40 40
En función de los resultados de la medición (material contaminado o no contaminado), el recipiente de tierras 3 se moverá según corresponda a la posición de llenado 4 o a la posición de descarga de material contaminado 6 (posiciones 0° o 180°), donde el contenido se descargará respectivamente en el contenedor 8 de descarga de material no contaminado o en el contenedor 8’ de descarga de material contaminado (implementados por ejemplo en 45 bidones de 50 l de capacidad), evitando la producción de polvo durante esta operación. Depending on the measurement results (contaminated or uncontaminated material), the earth container 3 will move according to the filling position 4 or the discharge position of contaminated material 6 (0 ° or 180 ° positions), where the content will be discharged respectively into the unloading container 8 of uncontaminated material or into the unloading container 8 'of contaminated material (implemented for example in 45 drums of 50 l capacity), avoiding the production of dust during this operation.
Las Figuras 2A, 2B y 2C muestran las distintas posiciones (4, 5, 6) operativas del elemento giratorio 12 previstas en el dispositivo. Figures 2A, 2B and 2C show the different operating positions (4, 5, 6) of the rotating element 12 provided in the device.
50 fifty
En la posición de llenado 4 (Figura 2A) se efectúa la carga de las tierras manualmente por parte de un operario 13 a través de la pequeña tolva 2, situada a una altura aproximada de In the filling position 4 (Figure 2A), the earth is manually loaded by an operator 13 through the small hopper 2, located at an approximate height of
1,25 m con respecto al suelo. Con objeto de reducir la emisión de polvo, durante la carga de las tierras se dispone de las protecciones suficientes (la parte superior de la tolva 2 se cubre con plástico o loneta adecuada) y se habilita un sistema de extracción dirigido a la tolva 2. Las tierras entran por gravedad en el recipiente de tierras 3. 1.25 m with respect to the ground. In order to reduce the emission of dust, during the loading of the lands, sufficient protections are available (the upper part of the hopper 2 is covered with suitable plastic or canvas) and an extraction system aimed at the hopper 2 is enabled. The lands enter by gravity in the land container 3.
5 5
En la posición de medida 5 (Figura 2B) se efectúa la medida. La Figura 3 muestra en detalle esta situación con el elemento giratorio 12 ubicado en la posición de medida 5. En esta posición de medida hay hasta cuatro detectores FIDLER 9 localizados alrededor del recipiente de tierras 3, a una distancia de aproximadamente unos 2 cm. El dispositivo dispone de soportes regulables en altura 15 que permiten posicionar los detectores FIDLER 10 9 alrededor del recipiente de tierras 3, los cuales se operarán con electrónicas digitales 11 conectadas a una unidad de control (por ejemplo un ordenador personal) vía USB y/o Ethernet, y que también se conectarán con el autómata de control del elemento giratorio 12. In measurement position 5 (Figure 2B) the measurement is made. Figure 3 shows this situation in detail with the rotating element 12 located in the measurement position 5. In this measurement position there are up to four FIDLER detectors 9 located around the earth container 3, at a distance of approximately 2 cm. The device has height-adjustable brackets 15 that allow to position the FIDLER detectors 10 9 around the earth container 3, which will be operated with digital electronics 11 connected to a control unit (for example a personal computer) via USB and / or Ethernet, and which will also be connected to the control automaton of the rotating element 12.
En función de las medidas registradas sobre el contender de tierras 3, un ordenador 15 personal envía una señal a la electrónica del elemento giratorio 12 que gira a la posición de llenado 4 o a la posición de descarga de material contaminado 6 (Figura 2C) según haya sido del resultado de la medida. A continuación, el recipiente de tierras 3 se vacía mediante la apertura de su base sobre el correspondiente contenedor de descarga (8, 8’). El dispositivo contempla las estructuras y extracciones precisas para evitar la dispersión de 20 polvo. La Figura 4 representa en detalle, para la situación mostrada en la Figura 2C, la descarga del recipiente de tierras 3 sobre el contenedor de descarga 8’ de material contaminado. Depending on the measurements recorded on the land container 3, a personal computer 15 sends a signal to the electronics of the rotating element 12 which rotates to the filling position 4 or to the discharge position of contaminated material 6 (Figure 2C) as required. been the result of the measure. Next, the land container 3 is emptied by opening its base on the corresponding unloading container (8, 8 ’). The device contemplates the structures and precise extractions to avoid the dispersion of dust. Figure 4 represents in detail, for the situation shown in Figure 2C, the unloading of the earth container 3 onto the discharge container 8 ′ of contaminated material.
La Figura 5 muestra una vista lateral del dispositivo donde se aprecia el frontal del cuadro 25 de mandos 7. Figure 5 shows a side view of the device where the front of the control panel 25 7 can be seen.
A continuación se detalla el proceso de medida en el dispositivo. En primer lugar, un operario 13 abre un depósito con tierras a analizar y vierte su contenido al recipiente de tierras 3, procurando que no se produzca polvo y que no se vierta más muestra que la 30 prevista indicada por unos niveles máximos marcados en la geometría estándar. Los restos del depósito se arrastran manualmente con ayuda de cepillos o brochas. Finalizada la carga del recipiente de tierras 3, se coloca una tapa en dicho recipiente 3 para cerrarlo de modo estanco y evitar la dispersión del material. The measurement process in the device is detailed below. In the first place, an operator 13 opens a deposit with land to be analyzed and pours its contents into the land container 3, ensuring that no dust is produced and that no more spill is given than the expected 30 indicated by maximum levels marked in the geometry standard. The remains of the tank are dragged manually with the help of brushes or brushes. After loading the earth container 3, a lid is placed in said container 3 to close it tightly and avoid dispersion of the material.
35 35
El proceso de medida se efectúa con un programa informático desarrollado a tal efecto que controla el autómata del dispositivo según el siguiente orden: The measurement process is carried out with a computer program developed for this purpose that controls the automaton of the device in the following order:
1º Primero se introducen los datos de identificación de la muestra. El programa dará señal visual y acústica para el inicio la medida. 40 First, the sample identification data is entered. The program will give visual and acoustic signal for the start of the measurement. 40
2º Seguidamente y por motivos de seguridad, es necesario actuar con ambas manos sobre el armario de control 7, con lo que el recipiente se mueve a la posición de medida 5. 2º Next and for safety reasons, it is necessary to act with both hands on the control cabinet 7, with which the container moves to the measuring position 5.
45 Four. Five
3º Se efectúa la medida bajo la configuración seleccionada. El recipiente se moverá automáticamente a la posición de llenado 4 para descargar las tierras no contaminadas o a la posición de descarga de material contaminado 6 para descargar las tierras contaminadas, en función de los resultados obtenidos en la medida. 3rd The measurement is carried out under the selected configuration. The container will automatically move to the filling position 4 to discharge the uncontaminated land or to the discharge position of contaminated material 6 to discharge the contaminated land, depending on the results obtained in the measurement.
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En una realización particular se emplea el detector FIDLER PROBE 127 BRA2/5M-Q-X, el cual permite la detección de radiaciones de baja energía, en particular los fotones de 59.54 keV emitidos por el 241Am presente en las tierras contaminadas. In a particular embodiment, the FIDLER PROBE 127 BRA2 / 5M-Q-X detector is used, which allows the detection of low energy radiation, in particular the 59.54 keV photons emitted by the 241Am present in the contaminated land.
Las características del cristal de centelleo de yoduro de sodio activado con talio, NaI (Tl), 5 son: diámetro 127 mm y espesor 2 mm. El cristal de NaI (Tl) está acoplado a un tubo fotomultiplicador de 130 mm de diámetro a través de una guía de cuarzo de 51 mm de grosor. The characteristics of the thallium-activated sodium iodide scintillation crystal, NaI (Tl), 5 are: diameter 127 mm and thickness 2 mm. The NaI crystal (Tl) is coupled to a 130 mm diameter photomultiplier tube through a 51 mm thick quartz guide.
- Ventana de entrada: Aluminio de 0,0025 mm > 10 keV, con protección extra de 20 µm de Kaptón. 10 - Entrance window: 0.0025 mm aluminum> 10 keV, with extra protection of 20 µm Kaptón. 10
- Cobertura de material plástico DELRIN (3 mm de espesor). - DELRIN plastic material coverage (3 mm thick).
Cada uno de los detectores FIDLER 9 tiene asociada una electrónica digital 11 para el conteo de pulsos con las siguientes características: Each of the FIDLER 9 detectors has an associated digital electronics 11 for pulse counting with the following characteristics:
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- Analizador multicanal para detectores de centelleo con conexión a ordenador vía USB y Ethernet. - Multichannel analyzer for scintillation detectors with connection to computer via USB and Ethernet.
- Convertidor analógico/digital de 60 MHz con ganancia de 2048 canales. - 60 MHz analog / digital converter with 2048 channel gain.
- Modos de operación PHA, MCS, SCA y MSS. - Operation modes PHA, MCS, SCA and MSS.
- Fuente de alta tensión de 1300 V con 1 mA de corriente máxima y rampa de subida de 20 100 V/s. - 1300 V high voltage source with 1 mA maximum current and 20 100 V / s rise ramp.
- Memoria de 8912 canales. - 8912 channel memory.
- Compatible con programa Genie 2000 v 3.2 de Camberra Industries. - Compatible with Genie 2000 v 3.2 program from Camberra Industries.
Para el control y operación de los detectores se emplea un ordenador personal estanco y 25 externo al armario de control 7, con discos Flash (sin motores) de 60 GB, memoria RAM de 2 GB y pantalla externa, teclado y ratón. For the control and operation of the detectors a sealed personal computer is used and external to the control cabinet 7, with Flash disks (without motors) of 60 GB, 2 GB RAM and external display, keyboard and mouse.
El proceso de caracterización se completa en aproximadamente 15 s. La alimentación eléctrica es monofásica 220 V CA, con una potencia de 1,5 kW, requiriéndose el diferencial 30 específico adecuado para los motores. The characterization process is completed in approximately 15 s. The power supply is single phase 220 V AC, with a power of 1.5 kW, requiring the specific differential 30 suitable for the motors.
En la Figura 6 se muestra la pantalla de inicio del programa informático que gobierna el dispositivo. Como se puede observar está dividido en diferentes zonas: Figure 6 shows the start screen of the computer program that governs the device. As you can see it is divided into different zones:
35 35
Selección de detectores FIDLER 9 activos: Sólo se adquieren datos con los detectores marcados, estos controles están previstos para continuar la operación en el caso de avería de alguno de los detectores. Selection of active FIDLER 9 detectors: Data are only acquired with the marked detectors, these controls are intended to continue the operation in the event of failure of any of the detectors.
Estado de los detectores: Muestra las condiciones de trabajo de los detectores activados y el estado del analizador, indicando los posibles errores. 40 Detector status: Shows the working conditions of the activated detectors and the analyzer status, indicating possible errors. 40
Botonera. Está formada por tres botones: Keypad. It consists of three buttons:
o Conexión: Abre los detectores y los asocia al sistema de medida. o Connection: Opens the detectors and associates them with the measurement system.
o Medida: Inicia el proceso de medida del equipo. o Measurement: Starts the measurement process of the equipment.
o Desconexión: Libera los detectores para que puedan ser empleados por otro usuario o programa. 45 o Disconnection: Release the detectors so that they can be used by another user or program. Four. Five
Indicadores de estado de la mecánica: Estos indicadores muestran la situación en que se encuentran los elementos móviles de la máquina. Mechanics status indicators: These indicators show the situation in which the mobile elements of the machine are.
Identificación: Datos de la muestra leídos desde el autómata. Identification: Sample data read from the automaton.
Resultados: Hay dos tipos de resultados: Results: There are two types of results:
o En el cuadro superior se representan los valores de la integral del pico 50 medido frente a la del fondo aplicado. o The values of the integral of the peak 50 measured against that of the applied bottom are represented in the upper table.
o En el cuadro inferior se escriben los valores correspondientes a la actividad, incertidumbre y límite de detección de 241Am, calculado para cada uno de los detectores activados. o The values corresponding to the activity, uncertainty and detection limit of 241Am, calculated for each of the activated detectors, are written in the lower table.
Espectros: representación de los diferentes espectros obtenidos de los detectores activos. 5 Spectra: representation of the different spectra obtained from active detectors. 5
La Figura 7 muestra una lista con los valores de eficiencia para diferentes densidades de las tierras considerado. Los valores de eficiencia se almacenan en una base de datos, en una tabla. En esta tabla se define el detector FIDLER 9 al que aplica la geometría, la descripción de la misma y el valor correspondiente de eficiencia para la energía de 10 59,54 KeV, correspondiente al 241Am. La selección de la geometría se realiza en la pantalla de inicio del programa mediante un desplegable que muestra el nombre de la geometría. El nombre debe coincidir en los cuatro detectores FIDLER 9 ya que se seleccionan en bloque. Figure 7 shows a list with the efficiency values for different densities of the lands considered. The efficiency values are stored in a database, in a table. This table defines the FIDLER 9 detector to which the geometry, its description and the corresponding energy efficiency value of 10 59.54 KeV, corresponding to 241Am, apply. The geometry selection is made in the program start screen by means of a drop-down that shows the name of the geometry. The name must match on the four FIDLER 9 detectors as they are selected in block.
Para medir es necesario indicar los detectores FIDLER 9 que están activos y conectar el 15 programa con ellos (Figura 8). Esta función se realiza con el botón Conexión. Inicialmente los botones Medida y Desconexión aparecen deshabilitados; sólo se activan después de que la conexión con los detectores FIDLER 9 se haya realizado correctamente. Si se trabaja con el sistema de control apagado es preciso deshabilitar el indicador Automático. Al conectar con los detectores el programa lee la configuración de éstos y la muestra en la zona de 20 Identificación. To measure it is necessary to indicate the FIDLER 9 detectors that are active and connect the program with them (Figure 8). This function is performed with the Connection button. Initially the Measurement and Disconnection buttons are disabled; they are only activated after the connection to the FIDLER 9 detectors has been successful. If the control system is switched off, the Automatic indicator must be disabled. When connecting to the detectors, the program reads their configuration and displays it in the zone of 20 Identification.
En modo manual, después de realizar la conexión a los detectores con el botón Conexión, al pulsar el botón Medida, o al recibir la señal de posición de medida 5 del autómata, comienza el proceso de medida, adquiriendo los diferentes espectros, que se muestran en tiempo real 25 en la pantalla del programa. Es conveniente haber completado previamente los campos identificativos de la muestra; el programa sólo precisa para trabajar el tiempo de medida que lo lee de un fichero de inicio. In manual mode, after connecting to the detectors with the Connection button, when pressing the Measure button, or when receiving the measurement position signal 5 from the PLC, the measurement process begins, acquiring the different spectra, which are shown Real time 25 on the program screen. It is convenient to have previously completed the identification fields of the sample; The program only needs to work the measurement time that reads it from a startup file.
El intervalo en el que se espera tratar el pico de 241Am viene marcado por un fichero de 30 regiones de interés, extensión ROI, asociado a cada uno de los detectores FIDLER 9. Cuando finaliza la colección de los espectros, porque el analizador ha llegado al tiempo seleccionado, el programa guarda los espectros de cada uno de los detectores en un fichero, identificado por la fecha y la hora de medida. Estos datos (Figura 9) son almacenados por el programa. 35 The interval in which the peak of 241Am is expected to be treated is marked by a file of 30 regions of interest, ROI extension, associated with each of the FIDLER 9 detectors. When the spectra collection ends, because the analyzer has reached the selected time, the program saves the spectra of each of the detectors in a file, identified by the date and time of measurement. This data (Figure 9) is stored by the program. 35
A continuación, se determina la integral correspondiente a la ventana del pico; este intervalo se calcula con los canales inicial y final de la región de interés. El valor de dicha integral dividido por el tiempo de medida se muestra en la zona correspondiente a Resultados de integral y fondo, en la casilla Contaje. La misma operación se realiza para determinar la 40 integral correspondiente del espectro de fondo, el resultado se muestra en la casilla Fondo. Los resultados se listan ordenados por el número de detector; en la última casilla se muestra la diferencia entre ambos valores, Neto. Next, the integral corresponding to the peak window is determined; This interval is calculated with the initial and final channels of the region of interest. The value of said integral divided by the measurement time is shown in the zone corresponding to Integral and fund results, in the Counting box. The same operation is performed to determine the corresponding integral of the background spectrum, the result is shown in the Fund box. The results are listed sorted by the detector number; The difference between the two values, Net, is shown in the last box.
A continuación el programa analiza el espectro (Figura 10). Para ello carga la calibración 45 Eficiencia/Energía correspondiente a la geometría de la muestra y calcula la actividad, incertidumbre y umbral de decisión a partir de los contajes calculados en el apartado anterior. The program then analyzes the spectrum (Figure 10). For this purpose, it loads the Efficiency / Energy calibration corresponding to the geometry of the sample and calculates the activity, uncertainty and decision threshold from the counts calculated in the previous section.
Los valores obtenidos, tanto de área como los de análisis, además de mostrarse en pantalla, 50 se almacenan en una base de datos o en un fichero de texto. El formato de dicho fichero es el siguiente: The values obtained, both area and analysis, in addition to being displayed, 50 are stored in a database or in a text file. The format of this file is as follows:
- Fecha. - Date.
- Hora. - Hour.
- Identificación. - Identification
- Peso. - Weight.
- Comentario. 5 - Commentary. 5
- Estado. - State.
- Integral de primer detector. - Integral of first detector.
- Integral del fondo asociado al primer detector. - Integral of the fund associated with the first detector.
- Valor neto. - Net worth.
- Actividad de 241Am del primer detector. 10 - 241Am activity of the first detector. 10
- Incertidumbre de la actividad de 241Am del primer detector. - Uncertainty of the 241Am activity of the first detector.
- Umbral de decisión del primer detector. - Decision threshold of the first detector.
- Integral de segundo detector. - Integral of second detector.
- Integral del fondo asociado al segundo detector. - Integral of the fund associated with the second detector.
- Valor neto. 15 - Net worth. fifteen
- Actividad de 241Am del segundo detector. - 241Am activity of the second detector.
- Incertidumbre de la actividad de 241Am del segundo detector. - Uncertainty of the 241Am activity of the second detector.
- Umbral de decisión del segundo detector. - Decision threshold of the second detector.
- Integral de tercer detector. - Integral third detector.
- Integral del fondo asociado al tercer detector. 20 - Integral of the fund associated with the third detector. twenty
- Valor neto. - Net worth.
- Actividad de 241Am del tercer detector. - 241Am activity of the third detector.
- Incertidumbre de la actividad de 241Am del tercer detector. - Uncertainty of the 241Am activity of the third detector.
- Umbral de decisión del tercer detector. - Decision threshold of the third detector.
- Integral de cuarto detector. 25 - Integral of fourth detector. 25
- Integral del fondo asociado al cuarto detector. - Integral of the fund associated with the fourth detector.
- Valor neto. - Net worth.
- Actividad de 241Am del cuarto detector. - 241Am activity of the fourth detector.
- Incertidumbre de la actividad de 241Am del cuarto detector. - Uncertainty of the 241Am activity of the fourth detector.
- Umbral de decisión del cuarto detector. 30 - Decision threshold of the fourth detector. 30
Cada campo va separado del siguiente por el carácter de tabulación. Cada medida es una línea que se añade al fichero. Si falta algún campo, o varios campos en el caso de que haya detectores inactivos, se mantienen los tabuladores de separación entre campos, de forma que los valores queden siempre en columna. Este fichero al tener tabuladores como 35 separador de campo, se puede leer directamente de Excel y puede ser tratado en la hoja de cálculo. Each field is separated from the next by the tab character. Each measure is a line that is added to the file. If there is a missing field, or several fields in case there are inactive detectors, the separator tabs between fields are maintained, so that the values are always in a column. This file, having tabs such as a field separator, can be read directly from Excel and can be treated in the spreadsheet.
A continuación se explica la modelización del sistema de medida del dispositivo. Las variaciones de densidad y las diferentes composiciones químicas que normalmente 40 presentan los suelos, hacen aconsejable que se disponga de una modelización (caracterización) matemática del sistema de detección, que permita obtener los valores de eficiencia (necesarios para las determinaciones de actividad/concentración másica de actividad) más adecuados para los diversos tipos de suelos, sin necesidad de tener que recurrir a calibraciones en eficiencia experimentales. 45 The modeling of the measuring system of the device is explained below. The variations in density and the different chemical compositions that the soils normally present, make it advisable to have a mathematical modeling (characterization) of the detection system, which allows obtaining the efficiency values (necessary for the activity / mass concentration determinations of activity) more suitable for the various types of soils, without having to resort to experimental efficiency calibrations. Four. Five
La modelización del sistema de medida (Figura 11) permite además del cálculo de las eficiencias correspondientes a diversos tipos de suelo y el cálculo de la eficiencia en aquellos casos en los que el cilindro de metacrilato que alberga la muestra de suelo no esté completamente lleno, sino que presente diferentes niveles de llenado. 50 The modeling of the measurement system (Figure 11) also allows the calculation of the efficiencies corresponding to various types of soil and the calculation of the efficiency in those cases in which the methacrylate cylinder that houses the soil sample is not completely full, but present different levels of filling. fifty
Por todo ello se ha procedido a modelizar el sistema de medida del dispositivo con el código de cálculo GEANT-4. Este código, reconocido a nivel internacional, se basa en la aplicación de métodos matemáticos específicos (métodos de Monte-Carlo), para simular la interacción de la radiación con el sistema de medida. Therefore, the measuring system of the device with the calculation code GEANT-4 has been modeled. This code, recognized internationally, is based on the application of specific mathematical methods (Monte-Carlo methods), to simulate the interaction of radiation with the measurement system.
5 5
El código GEANT-4 se ejecuta en el cluster “EULER” del CIEMAT cuyas características básicas son las siguientes: 144 nodos Intel(R) Xeon(R) CPU E5450 @ 3,0GHz, 8 cores/nodo, total 1152 procesadores. Memoria16GB/nodo. The GEANT-4 code is executed in CIEMAT's “EULER” cluster whose basic characteristics are the following: 144 Intel (R) Xeon (R) CPUs E5450 @ 3.0GHz, 8 cores / node, total 1152 processors. Memory 16GB / node.
Además, para facilitar el manejo del código GEANT4, se utiliza un interface desarrollado 10 también en el CIEMAT, “GAMOS” [7]. Los datos de salida que se obtiene con el código GEANT4 (GAMOS), corresponden a la respuesta de cada uno de los cuatro detectores FIDLER 9 instalados en el dispositivo. El tratamiento de estos datos, a partir de los cuales se calcula la eficiencia, se realiza con el programa Mathematica 4. In addition, to facilitate the handling of the GEANT4 code, an interface developed 10 is also used in CIEMAT, "GAMOS" [7]. The output data obtained with the code GEANT4 (GAMOS), correspond to the response of each of the four FIDLER 9 detectors installed in the device. The treatment of these data, from which efficiency is calculated, is carried out with the Mathematica 4 program.
15 fifteen
El programa de visualización 3D-EXPLORATION v 1.71, permite una visualización, no solo de la geometría simulada mediante el código GEANT4 (GAMOS), sino también de las interacciones que han tenido lugar con el sistema de medida. Para llevar a cabo la modelización del sistema completo de medida (Figuras 11 y 12), es necesario modelizar primero los componentes básicos del tipo de detectores utilizado (en una realización 20 preferida, detectores FIDLER PROBE 127 BRA2/5M-Q-X). The 3D-EXPLORATION v 1.71 visualization program allows visualization, not only of the simulated geometry by means of the GEANT4 (GAMOS) code, but also of the interactions that have taken place with the measurement system. To carry out the modeling of the complete measurement system (Figures 11 and 12), it is necessary to first model the basic components of the type of detectors used (in a preferred embodiment 20, FIDLER PROBE 127 BRA2 / 5M-Q-X detectors).
Una vez modelizado uno de los detectores se comprueba la modelización realizada comparando los espectros obtenidos exponiendo el detector a una fuente puntual de 241Am (Figura 11). 25 Once one of the detectors is modeled, the modeling performed is checked by comparing the spectra obtained by exposing the detector to a point source of 241Am (Figure 11). 25
Para finalizar, se modelizan los cuatro detectores FIDLER 9 dispuestos en el dispositivo (Figura 12). Finally, the four FIDLER 9 detectors arranged in the device are modeled (Figure 12).
De esta manera se obtienen los resultados a partir de la eficiencia de las distintas 30 densidades de suelo y los distintos llenados de los cilindros de metacrilato (Figura 7). In this way, the results are obtained from the efficiency of the different soil densities and the different fillings of the methacrylate cylinders (Figure 7).
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ES201530582A ES2550402B1 (en) | 2015-04-29 | 2015-04-29 | Device for measuring activity and segregation of lands contaminated by 241Am |
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