desmontaje de un irradiador autoblindado de investigación del...

Desmontaje de un irradiador autoblindado de investigación del tipo MPX--25M

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Desmontaje de un irradiador autoblindadode investigación del tipo MPX--25M

Dania Soguero González, Manuel Rapado Paneque, Enrique Prieto,Luis Felipe Desdín García, Mercedes GuerraCentro de Aplicaciones Tecnológicas y desarrollo Nuclear (CEADEN)Calle 30, No. 502, e/ 5ta y 7ma, Miramar, Playa. Ciudad de La [email protected]

ResumenEn el trabajo se describe el desmontaje de una instalación de irradiación gamma autoblindadade categoría I, modelo MPX--25M. Los objetivos específicos son: identificar los aspectos delaseguramiento contractual, de recursos humanos y técnicos; evaluar la situación radiológica delproceso y analizar los potenciales sucesos radiológicos extraordinarios en cada uno de lospasos del proceso, garantizando las respuestas adecuadas. La evaluación de sucesosradiológicos descritos puede servir de referencia para abordar el proceso de desmontaje de otrosirradiadores similares.

METHODOLOGY FOR THE DISMANTLING OF AN INVESTIGATION OF IRRADIATORS

TYPE SELFSHIELDED MPX--25M

AbstractThis paper describes the dismantling of a category I selfshielded gamma irradiation facility modelMPX--25M. The following specific objectives were established: a) to identify aspects of theinsurance contract, human and technical resources b) to assess the radiological situation of theprocess and c) to analyze the potential radiological extraordinary events in each step of theprocess by providing the appropriate answers. The assessment of radiological events may serveas a reference for addressing the process of dismantling other similar irradiators.

Key words: shielding, irradiation devices, decommissioning, gamma sources, charges

articulo05Dania.pmd 17/8/2010, 12:4530

mailto:[email protected]

Á m b i t o R e g u l a t o r i o

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Figura 1. Esquema general de la instalación, donde elSistema de Obturación es SO, el Contenedor Exteriores CE, y el Contenedor de las Fuentes, CF.

IntroducciónEl desmontaje es la primera etapa en el

desmantelamiento y clausura de las instalaciones deirradiación. Permite la reducción del tamaño de obje-tos y componentes, facilita su posterior gestión (des-contaminación, manipulación, etc.) y posibilita el ac-ceso a las fuentes radiactivas y a otros materiales oáreas contaminadas [1]. En la literatura se constata unacarencia de información sobre la clausura deirradiadores gamma y en particular sobre los proce-sos de desmontaje de irradiadores gamma de cate-goría I. Esta situación es atribuible a la tendencia cre-ciente de que el fabricante intervenga en los procesosde instalación y clausura, y a la no publicación para pre-servar el know how y la dependencia del cliente. Por otraparte, la diversidad de diseños obliga a que las normati-vas regulatorias tengan un carácter muy general [2,3].

Usualmente, al clausurar una instalación de irradia-ción, las primeras actividades consisten en retirar to-das las fuentes de radiación y desechos radiactivos.Sin embargo, al abordar el desmontaje del irradiadorautoblindado de investigación del tipo MPX--25M delCEADEN (una instalación de irradiación de categoría I)se debió elaborar un procedimiento que no adoptabala pauta mencionada, por la imposibilidad de contrataral fabricante de la antigua Unión Soviética para lastareas de clausura y a la no disponibilidad delequipamiento (contenedores, instrumentación y herra-mientas de manipulación) y del personal especializadoentrenado y certificado para tales fines. En la experien-cia descrita se adoptó la estrategia de dividir el pro-ceso de clausura en dos etapas: a) desmontaje reali-zado por el titular de la instalación a partir de su expe-riencia de explotación y b) siguientes pasos de la clau-sura afrontados por un contratista especializado.

En el trabajo se expone un procedimiento para eldesmontaje de una instalación de irradiaciónautoblindada modelo MPX--25M.

Materiales y MétodosEl fundamento regulatorio para elaborar el

procedimiento fue la normativa [4] que reglamenta lasactividades de clausura, y sus premisas conceptualesson: a) dada la estructura de la instalación y lahermeticidad comprobada de sus fuentes, resultabaviable desarrollar un procedimiento de desmontaje delirradiador como un todo, garantizando que la proba-bilidad de sucesos radiológicos fuera mínima, b) elirradiador era una instalación relativamente sencilla y

su diseño limitaba estrictamente el movimiento de sussistemas a una secuencia de pasos unívoca, cuyapeculiaridad determinaba que la ocurrencia de even-tos en su desmontaje, condujera a exposiciones po-tenciales que tenían un desarrollo lineal; de esta ma-nera cada evento hipotético anormal conducía a unsolo escenario de exposición potencial (no existíanotras alternativas o ramificaciones) y c) las técnicas,los equipamientos y los pasos a emplear en el proce-dimiento de desmontaje debían satisfacer los criteriosde sencillez y confiabilidad.

Diseño, principios de operacióny situación radiológica de la instalación

La instalación de irradiación MPX--25M tiene unaestructura de geometría cilíndrica concéntrica [5], fi-gura 1. La parte externa está constituida por el conte-nedor exterior (CE). En el centro se encuentra situadoel casete de las fuentes (CF) que tiene estructura anu-lar. El eje del contenedor exterior coincide con el ejedel irradiador. El otro componente básico es el siste-ma de obturación (SO). Una detallada explicación dela estructura, sistemas y funciones de la instalación seencuentra en [6].

CE

SO

CF



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El CE tiene una geometría cilíndrica y en su cavi-dad central se encuentra dispuesto el casete de lasfuentes (CF) de 60Co. El sistema de obturación (SO)consta de los siguientes elementos: tapón,portamuestra, vástago, dispositivo de desplazamien-to y giro, y sistema de seguridad pasivo. Los tres pri-meros elementos se encuentran alineados a lo largodel eje central del irradiador y durante su funcionamien-to se desplazan a lo largo de este.

El tapón está conformado por un cilindro de diá-metro igual al canal central del CE, relleno de plomoy fijado en su parte superior al dispositivo de despla-zamiento y giro. El portamuestra se acopla al tapóncon dos tornillos ubicados en su parte inferior. A con-tinuación se encuentra el vástago que comprende uncilindro relleno con plomo. Este cilindro se encuentraconectado en su parte inferior al sistema de seguridadpasivo, el cual está compuesto por unos cablestensores unidos a un contrapeso. En caso que elportamuestra, por algún motivo, no ascienda con lamuestra irradiada junto con el tapón, el contrapesocae por gravedad y el portamuestra regresa a la posi-ción extrema superior (posición de introducción y ex-tracción de la muestra). El sistema de desplazamientoy giro se acopla al tapón en su parte superior y permi-te la introducción y extracción del portamuesta y elmovimiento de todo el SO a través del canal centralde la instalación.

La introducción y extracción de las muestras seefectúa accionando un interruptor que pone en funcio-namiento el dispositivo de desplazamiento y giro. Laparte correspondiente del sistema de obturación (ta-pón-portamuestra–vástago) desciende de forma verti-cal por el centro del contenedor, hasta la cámara deirradiación rodeada por el casete donde se ubican lasfuentes de 60Co. Al terminar el proceso de irradiaciónse oprime el botón de irradiación y el sistema deobturación asciende hasta la posición extrema supe-rior de introducción y extracción del portamuestradonde la muestra se extrae para su posterior investi-gación. En esta posición el vástago blinda la emisiónde radiación de las fuentes.

La instalación de irradiación contiene 36 fuentes de60Co, distribuidas simétricamente en los canales delcasete de fuentes. La actividad total era de 3,7 TBq.Teniendo en cuenta el periodo de semidesintegracióndel radisótopo, los cálculos demostraron que si se ex-trajeran del CE para su transportación independiente, latasa de dosis absorbida a 1 m del casete sería de1,4 Gy/h. Lo que obligó a adoptar la estrategia de retirarel contenedor de la instalación de irradiación como untodo, evitando la manipulación del casete de fuentes.

Para medir los valores de la tasa de dosis se em-pleó un equipo dosimétrico del tipo Radix 3000 verifi-cado previamente en un laboratorio de calibraciónsecundaria. La tasa de dosis en la superficie del con-tenedor dentro del foso fue 0,1 uSv/h. Con el objetivode determinar el estado de las fuentes (su hermeticidad),se tomaron máscaras en los canales de drenaje delvástago y se midieron. El volumen aproximado totalde la instalación a retirar fue 32 m3 y su peso de 7 Tm.

Procedimiento de desmontaje

El procedimiento de desmontaje está organizadoen etapas que contienen un grupo de tareas afines porsu naturaleza y por la secuencia de ejecución. A su vezcada etapa está compuesta por pasos, cada pasoconsiste en una operación concreta en el proceso dedesmontaje. Se dispuso de un análisis de sucesosradiológicos en el cual, para cada paso se encuentraidentificado el riesgo potencial y la medida para lamitigación de las consecuencias. El procedimientocuenta con tres etapas: I) etapa de aseguramiento, II)etapa de desarme y III) etapa de traslado. Para tenerun control estricto del cumplimiento del procedimien-to paso a paso se elaboró una lista de chequeo.

En la etapa de aseguramiento regulatorio y con-tractual se previeron las solicitudes oficiales y contra-tos que garantizaron la participación de las autorida-des regulatorias y de los servicios técnicos especiali-zados que colaborarán en el proceso, así como ladeterminación de las tareas y sus alcances concretos.Se elaboró el programa de capacitación del personalque intervino en cada una de las tareas del proceso.También se identificaron los materiales, equipos e ins-trumentos necesarios para la ejecución de los pasosprevistos en el procedimiento. De manera que estaetapa cuenta con tres pasos: 1) aseguramientoregulatorio y contractual, 2) capacitación de los recur-sos humanos y 3) aseguramiento material.

En la figura 2 se muestran los pasos de la etapa IIdel procedimiento referente al desarme. Teniendo encuenta la complejidad de esta etapa de desarme, enlas figuras 3 y 4 se ilustran la ejecución de estos pasos.

Una vez terminada la etapa de desarme se pro-cedió al izaje de la instalación hacia el transporte y seiniciaron los pasos de la etapa de traslado.

En la etapa de traslado se retiraron los tornillos quefijaban el armazón de acero a la base del foso, se en-gancharon a dicha armazón y se izó hasta una posi-ción cómoda en la que se procedió a soldar en la basedel armazón una plancha de acero de 10 mm de es-pesor. Esta medida le brindó al conjunto armazón CE,



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Figura 2. Secuencia de los pasos del desmontaje.

(A) Retirada del sello por la autoridad reguladora*9((

(D) Desame de toda la carcasa de la instalación

(B) Retirada del tapón y de los brazos

(C) Colocación del blindaje adicional

(E) Fijación preliminar del vástago

(F) Desconexión del sistema eléctrico y suscomponentes

(G) Aseguramiento final del vástago con la cruceta

(H) Aseguramiento del SO con un cable tensor

(I) Calzar el contrapeso con tacos de madera

D = 0,8 Sv

D = 0,4 Sv

D = 0,06 Sv



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Figura 4. Pasos del desmontaje.

Figura 3. Pasos del desmontaje.

A

B

C

DE

F

G

B

H

I



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CF y SO, mayor estabilidad al colocarle sobre elmontacargas, y en los siguientes pasos en el procesode transporte hasta el repositorio. El conjunto armazónCE, CF y SO se bajó desde la posición de soldadurahasta donde se localizaron las carretillas que traslada-ron todo el conjunto hasta el montacargas. Si estavariante no fuera posible entonces se colocaría la ins-talación sobre un conjunto de seis rodillos de acerode 10 x 120 cm, sobre los cuales se deslizará hastacruzar el umbral de la puerta del local del irradiador yllegará a una posición en que el montacargas lo pue-de izar. A partir de ese momento comienza a operar elcontratista que está responsabilizado por las siguien-tes fases del proceso de clausura.

Análisis de sucesos radiológicos

El análisis de sucesos se resume en la tabla, en laque cada fila corresponde a un paso del procedimientoy tiene como columnas las correspondientes al nom-bre del paso, los sucesos identificados a dicho pasoy las medidas de remediación a aplicar en caso deocurrir el riesgo identificado. El procedimiento diseña-do dispone de un análisis de sucesos radiológicos enel cual, para cada paso se encuentra identificado elriesgo potencial y la medida de remediación que sedeberá aplicar para neutralizarlo.

Tabla. Análisis de sucesos radiológicos

Accidente Evaluación Medida

Caída del vástago hacia la posición inferior,quedando abierto el cono de irradiación

Es muy poco probable, porque laprimera acción a realizar es lasoldadura de una cruceta parainmovilizar el vástago en laposición segura y así evitar sudesplazamiento

Evacuar al personal de las áreascolindantes, verificar los cablestensores del contrapeso y en casoque se compruebe partidura dealgunos, proceder a su cambio yllevar al SO a la posición segura

Incendio Es poco probable, porque no sealmacena material inflamable ni enel área ni en las cercanías

En el local existe un extintor y seactivaría la brigada de proteccióncontra incendio del centro y el plande emergencia de este

Caída del contenedor de la fuente desde lagrúa de izaje durante su traslado hacia losrodillos para el desplazamiento hasta elmontacargas.

Es poco probable, la grúa de izajeestá diseñada para soportar laestructura del contenedor, pero siocurriera se producirían daños enla estructura del contenedor,posible daño a las fuentes, posibleaumento de la tasa de dosis, y lairradiación del personal

Limitar el acceso al área,monitorear el área y lascolindantes, evaluar la irradiacióndel personal que estará en laoperación y del área, enviar a losTOES irradiados a consultar alCPHR y ejecutar plan deemergencia del centro

Caída del contenedor con las fuentes durantesu traslado por los rodillos hasta elmontacargas

En la realización de esta operacióneste es el paso de más dificultadpor el peso del contenedor (2Tn).Se tiene que realizar con muchocuidado para que no ocurra elincidente

Si se produjera depende de la zonadonde ocurriera. Se utilizaríanpalancas y la grúa de izaje paraponer nuevamente el contenedorsobre los rodillos y continuar hastael montacargas

Falta de fluido eléctrico La falta de fluido eléctrico provocauna paralización de las actividadesy poca visibilidad

Utilizar lámparas recargables ylinternas, operar la grúa de formamanual, conexión del área al grupoelectrógeno



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Resultados y DiscusiónSe desarrolló un procedimiento de desmontaje

para una instalación de irradiación autoblindadaMPX--25M estructurado en etapas y pasos. Se realizóuna evaluación radiológica de todo el proceso y seidentificaron los sucesos radiológicos que seconsideran de mayor peligro al ejecutarse el procesode desmontaje: 1) la caída del vástago del irradiador,provocando la abertura del cono de irradiación quepuede ocurrir en cualquiera de los pasos de esta etapaposteriores a la desconexión del sistema eléctrico, 2)el incendio, 3) la caída del contenedor de la fuentedesde la grúa de izaje, 4) la caída del contenedor conlas fuentes en el paso correspondiente a su trasladohasta el montacargas, 5) la falta de fluido eléctrico. Paracada uno de ellos se elaboraron las medidascorrectivas pertinentes. Del estudio de las operacionesdel proceso se concluye que la posibilidad deocurrencia de un evento de nivel 3 (incidenteimportante) es poco probable. El análisis de las etapasdel procedimiento indicó que la de mayor peligrosidadera la III. Sin embargo, los factores que pudieranconducir a un evento de nivel 1 (anomalía) o nivel 2(incidente) en la escala de Sucesos Radiológicos [7]en esta etapa, están determinados esencialmente porlas tareas de la etapa II. Si bien la etapa III (traslado)es la de mayor riesgo desde el punto de vista de laprobabilidad de ocurrencia de un accidente laboral,la II (desarme) es la que mayor contribución brinda ala dosis efectiva del personal y en particular los pasosde retirar el tapón del mecanismo de desplazamientoy giro, y el paso de colocación del blindaje de plomoen el lugar que ocupaba dicho tapón.

Conclusiones A pesar que la estructura y operación de la insta-

lación de irradiación MPX--25M difiere de otras insta-laciones de igual propósito, la experiencia de su des-montaje aporta elementos de la lógica, las etapas ypasos que pudieran ser de utilidad al abordar proce-sos de esta naturaleza que previsiblemente se tendránque afrontar en el país.

Las dosis efectivas reales del personal que partici-pó en el proceso, reportadas por la institución con-tratada para brindar el servicio de dosimetría individualfue inferior a 0,1 mSv.

Referencias Bibliográficas[1] BENÍTEZ JC, JOVA L. Clausura de Instalaciones

Radiactivas. Curso Regional de Capacitación sobreSeguridad de la Gestión de Desechos Radiactivosprovenientes de Aplicaciones Nucleares. ConferenciaNo. 29. OIEA: Santiago de Chile, 19-31 Agosto 2002.p. 29-2.

[2] IAEA. Decommissioning of Medical, Industrial andResearch Facilities. Safety Guide No. WS-G-2.2.Vienna: IAEA, 1999.

[3] Proyecto de Requisitos de Seguridad: Evaluación dela seguridad de las instalaciones y actividades.Proyecto de Requisitos de Seguridad DS348. Viena:IAEA, 17 de Octubre 2008.

[4] CNSN. Reglamento de Autorización de Práctica yActividades Asociadas al Empleo de las RadiacionesIonizantes. Resolución No 25/98, 1998.

[5] KULISHA EE. Manual de cálculo y construcción deinstalaciones radiacionales químicas (en ruso).Atomizidat, 1975. p.154.

[6] Technical Description and operating manual3.410.00IT0. order No.53/004-3963. URSS, 1969.

[7] PRENDES M, et al. Protección Radiológica en lasAplicaciones de las Técnicas Nucleares. La Habana:CPHR, 2002. p. 201.

Recibido: 14 de marzo de 2010

Aceptado: 13 de mayo de 2010


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