Горячая камера

— Горячая камера это название камеры содержания , защищенной от ядерного излучения . Слово горячий относится к радиоактивности .

Горячие камеры используются как в атомной энергетике, так и в ядерной медицине. Они обязаны защищать людей от радиоактивных изотопов, предоставляя безопасную камеру содержания, в которой они могут контролировать и манипулировать необходимым оборудованием.

Атомная промышленность

Кейси Пентекост , Линдон Б. Джонсон , Буфорд Эллингтон и Альберт Гор-старший управляют механическими руками в горячей камере Национальной лаборатории Ок-Ридж , 19 октября 1958 года.

Горячие камеры используются для проверки отработавших ядерных топливных стержней и для работы с другими предметами, являющимися излучателями гамма-излучения высокой энергии . Например, обработка медицинских изотопов, облученных в ядерном реакторе или ускорителе частиц, будет осуществляться в горячей камере. Горячие камеры вызывают обеспокоенность с точки зрения распространения ядерного оружия, поскольку их можно использовать для проведения химических операций по извлечению плутония (независимо от того, оружейного он или нет ) из реакторного топлива. ^{[ нужна ссылка ]} Резку отработанного топлива, растворение топлива в горячей азотной кислоте и первый цикл экстракции процесса ядерной переработки PUREX (высокоактивный цикл) необходимо будет проводить в горячей камере. Второй цикл процесса PUREX (среднеактивный цикл) можно проводить в перчаточных боксах .

Промышленность ядерной медицины

Горячие камеры обычно используются в промышленности ядерных лекарств :

для производства радиофармпрепаратов в соответствии с рекомендациями GMP (промышленность)
для манипуляций и отпуска радиофармпрепаратов (больницы).

Пользователь ни в коем случае не должен подвергаться воздействию световых лучей , испускаемых радиоактивными изотопами, и поэтому вокруг защитных коробок обычно имеется прочная защита, которая может быть изготовлена из нержавеющей стали 316 или других материалов, таких как ПВХ или Corian . ^{[ нужна ссылка ]} Эту защиту можно обеспечить за счет использования свинца (обычного) или таких материалов, как бетон (поэтому требуются очень большие стены) или даже вольфрама. Количество радиоактивности, присутствующей в горячей камере, энергия гамма-фотонов, испускаемых радиоизотопами, и количество нейтронов , образуемых материалом, определяют, насколько толстой должна быть защита. Например, источник кобальта-60 мощностью 1 ккюри (37 ТБк) потребует более толстой защиты, чем источник иридия-192 мощностью 1 ккюри (37 ТБк), чтобы обеспечить ту же мощность дозы на внешней поверхности горячей камеры. Кроме того, если в горячей камере используются некоторые актинидные материалы, такие как калифорний слой воды или полиэтилена или отработанное ядерное топливо, то для снижения мощности дозы нейтронов может потребоваться .

Смотровые окна

Видеозапись внутри горячей камеры Национальной лаборатории Айдахо .

Для просмотра того, что находится в горячей камере, можно использовать камеры (но они требуют регулярной замены) или, чаще всего, свинцовое стекло . ^{[ 1 ]} Существует несколько плотностей свинцового стекла, но наиболее распространенной является 5,2 г/см. ³. Грубый расчет свинцового эквивалента заключается в умножении толщины Pb на 2,5 (например, для 10 мм Pb потребуется окно из свинцового стекла толщиной 25 мм). В старых горячих камерах для защиты от гамма-лучей высокой энергии использовался раствор ZnBr ₂ в стеклянном резервуаре. Это экранировало излучение, не затемняя стекло (как это происходит со свинцовым стеклом при экспонировании). Этот раствор также «саморемонтирует» любые повреждения, вызванные взаимодействием излучения, но приводит к оптическим искажениям из-за разницы оптических показателей раствора и стекла.

Манипуляторы

Телеманипуляторы или щипцы используются для дистанционного манипулирования оборудованием внутри горячих камер, что позволяет избежать тяжелых доз облучения пальцев/рук.

Перчатки

Перчатки, наполненные свинцом, часто используются вместе с щипцами, поскольку они обеспечивают лучшую маневренность и могут использоваться в средах с низким уровнем радиации (например, в горячих камерах, используемых в больничных лабораториях ядерной медицины). Некоторые компании разработали перчатки с вольфрамовым наполнением, которые обеспечивают большую маневренность, чем перчатки с наполнением свинцом, и имеют лучшую защиту, чем их аналоги. Перчатки необходимо регулярно заменять, поскольку химикаты, используемые в процессе очистки/стерилизации защитной оболочки, вызывают значительный износ.

Чистые помещения

Горячие камеры можно размещать в чистых помещениях с классом воздуха от D до B (наиболее распространенный вариант — C).

Типы

Ячейки исследований и разработок

Эти ячейки часто используются для тестирования новых химических единиц или процессов. Как правило, они довольно большие, поскольку требуют гибкости для использования различных химических единиц, которые могут сильно различаться по размеру (например, Synthera и Tracerlab ). Некоторые клетки требуют удаленного манипулирования.

Стек мини-ячеек

Горячие камеры этого типа используются исключительно для производства радиофармацевтических препаратов. В каждую ячейку помещается химическая установка, инициируется производственный процесс (получение радиоактивного ¹⁸F от циклотрона), а после завершения камеры оставляют закрытыми как минимум на 6 часов, позволяя радиации снизиться до безопасного уровня. Никакие манипуляции здесь не нужны.

Производство и дозирование ячеек

Ячейки, используемые для выдачи продуктов. Например, когда флудезоксиглюкоза (18F) (ФДГ) была получена из ¹⁸
При смешивании с глюкозой нерасфасованный флакон помещают в дозирующую ячейку и его содержимое осторожно распределяют по нескольким шприцам или флаконам. На этом этапе решающее значение имеют удаленные манипуляции.

Ссылки

^ «Горячая камера» . Европейское ядерное общество . Проверено 10 января 2019 г.

[1] «Горячая камера» . Европейское ядерное общество . Проверено 10 января 2019 г.

[ 1 ]