Una celda caliente es el nombre que se le da a una cámara de contención que está protegida contra la radiación nuclear . La palabra caliente se refiere a la radiactividad .
Las celdas calientes se utilizan tanto en la industria de la energía nuclear como en la de la medicina nuclear. Su finalidad es proteger a las personas de los isótopos radiactivos, ya que proporcionan una caja de contención segura en la que pueden controlar y manipular el equipo necesario.
Las celdas calientes se utilizan para inspeccionar las barras de combustible nuclear gastado y para trabajar con otros elementos que son emisores de rayos gamma de alta energía . Por ejemplo, el procesamiento de isótopos médicos, que han sido irradiados en un reactor nuclear o acelerador de partículas, se llevaría a cabo en una celda caliente. Las celdas calientes son motivo de preocupación en materia de proliferación nuclear, ya que pueden utilizarse para llevar a cabo los pasos químicos utilizados para extraer plutonio (ya sea apto para armas o no ) del combustible del reactor. [ cita requerida ] El corte del combustible usado, la disolución del combustible en ácido nítrico caliente y el primer ciclo de extracción de un proceso PUREX (ciclo de alta actividad) de reprocesamiento nuclear tendrían que realizarse en una celda caliente. El segundo ciclo del proceso PUREX (ciclo de actividad media) puede realizarse en cajas de guantes .
Las celdas calientes se utilizan comúnmente en la industria de la medicina nuclear :
El usuario nunca debe estar expuesto a las trayectorias luminosas emitidas por los isótopos radiactivos y, por lo tanto, generalmente hay un blindaje pesado alrededor de las cajas de contención, que pueden estar hechas de acero inoxidable 316 u otros materiales como PVC o Corian . [ cita requerida ] Este blindaje se puede garantizar mediante el uso de plomo (común) o materiales como hormigón (por lo tanto, se requieren paredes muy grandes) o incluso tungsteno. La cantidad de radiactividad presente en la celda caliente, la energía de los fotones gamma emitidos por los radioisótopos y la cantidad de neutrones que se forman por el material determinarán el espesor que debe tener el blindaje. Por ejemplo, una fuente de 1 kilocurio (37 TBq) de cobalto-60 requerirá un blindaje más grueso que una fuente de 1 kilocurio (37 TBq) de iridio-192 para dar la misma tasa de dosis en la superficie exterior de la celda caliente. Además, si se utilizan algunos materiales actínidos, como el californio o el combustible nuclear gastado, dentro de la celda caliente, puede ser necesaria una capa de agua o polietileno para reducir la tasa de dosis de neutrones.
Para ver lo que hay en la celda caliente, se pueden utilizar cámaras (pero estas requieren ser reemplazadas regularmente) o, más comúnmente, se utiliza vidrio con plomo . [1] Hay varias densidades para el vidrio con plomo, pero la más común es 5,2 g/cm 3 . Un cálculo aproximado para la equivalencia de plomo sería multiplicar el espesor de Pb requerido por 2,5 (por ejemplo, 10 mm de Pb requerirían una ventana de vidrio con plomo de 25 mm de espesor). Las celdas calientes más antiguas usaban una solución de ZnBr 2 en un tanque de vidrio para protegerse contra los rayos gamma de alta energía. Esto protegía de la radiación sin oscurecer el vidrio (como sucede con el vidrio con plomo con la exposición). Esta solución también "auto-repara" cualquier daño causado por la interacción de la radiación, pero conduce a una distorsión óptica debido a la diferencia en los índices ópticos de la solución y el vidrio.
Los telemanipuladores o pinzas se utilizan para la manipulación remota de equipos dentro de celdas calientes, evitando así fuertes dosis en los dedos/manos.
Los guantes cargados con plomo suelen utilizarse junto con pinzas, ya que ofrecen una mayor destreza y pueden utilizarse en entornos de baja radiación (como las celdas calientes que se utilizan en los laboratorios de medicina nuclear de los hospitales). Algunas empresas han desarrollado guantes cargados con tungsteno que ofrecen una mayor destreza que los guantes cargados con plomo y una mejor protección que sus homólogos. Los guantes deben sustituirse periódicamente, ya que los productos químicos utilizados para el proceso de limpieza y esterilización de los contenedores provocan un desgaste considerable.
Las celdas calientes se pueden colocar en salas limpias con una clasificación de aire que va de D a B (C es la más común).
Estas celdas se utilizan a menudo para probar nuevas unidades o procesos químicos. Por lo general, son bastante grandes, ya que requieren flexibilidad para el uso de distintas unidades químicas que pueden variar mucho en tamaño (por ejemplo, Synthera y Tracerlab). Algunas celdas requieren manipulación remota.
Este tipo de celda caliente se utiliza exclusivamente para la producción de radiofármacos. En cada celda se coloca una unidad química, se inicia el proceso de producción (recepción del 18 F radiactivo del ciclotrón) y, una vez finalizado, las celdas se dejan cerradas durante un mínimo de 6 horas para permitir que la radiación disminuya hasta un nivel seguro. En este caso no es necesaria ninguna manipulación.
Células utilizadas para dispensar productos. Por ejemplo, una vez que se ha producido fludesoxiglucosa (18F) (FDG) a partir de18
Después de mezclarlo con glucosa, se coloca un vial a granel en una celda de dispensación y su contenido se distribuye cuidadosamente en varias jeringas o viales. La manipulación remota es crucial en esta etapa.
