Celda caliente

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. Son necesarias para proteger a las personas de los isótopos radiactivos, proporcionándoles una cabina de contención segura donde pueden controlar y manipular el equipo necesario.

Las celdas calientes se utilizan para inspeccionar 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, después de haber 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 necesarios para extraer plutonio (ya sea apto para armas o no ) del combustible del reactor. El corte del combustible gastado, la disolución del combustible en ácido nítrico caliente y el primer ciclo de extracción de un proceso de reprocesamiento nuclear PUREX (ciclo altamente activo) 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 habitualmente en la industria de la medicina nuclear :

• para la producción de radiofármacos , de acuerdo con las directrices GMP (industria)
• para la manipulación y dispensación de radiofármacos (hospitales).

El usuario nunca debe estar expuesto a la radiación emitida por los isótopos radiactivos, por lo que generalmente se coloca un blindaje grueso alrededor de las cajas de contención, que puede ser de acero inoxidable 316 u otros materiales como PVC o Corian . Este blindaje se puede garantizar mediante el uso de plomo (común) o materiales como hormigón (por lo que 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 en el material determinarán el grosor necesario del blindaje. Por ejemplo, una fuente de cobalto-60 de 1 kilocurio (37 TBq) requerirá un blindaje más grueso que una fuente de iridio-192 de 1 kilocurio (37 TBq) para obtener la misma tasa de dosis en la superficie exterior de la celda caliente. Asimismo, si se utilizan 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 dentro de la celda caliente, se pueden usar cámaras (pero estas requieren reemplazo periódico) o, más comúnmente, vidrio de plomo . ^{[ 1 ]} Hay varias densidades para el vidrio de plomo, pero la más común es 5,2  g/cm³ ^. 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 de plomo de 25 mm de espesor). Las celdas calientes más antiguas usaban una solución _de ZnBr₂ en un tanque de vidrio para proteger contra los rayos gamma de alta energía. Esto protegía de la radiación sin oscurecer el vidrio (como sucede con el vidrio de plomo con la exposición). Esta solución también "autorrepara" cualquier daño causado por la interacción de la radiación, pero produce distorsión óptica debido a la diferencia en los índices ópticos de la solución y el vidrio.

Para la manipulación remota de equipos dentro de celdas calientes se utilizan telemanipuladores o pinzas, evitando así dosis elevadas en los dedos y las manos.

Los guantes con revestimiento de plomo se utilizan a menudo junto con pinzas, ya que ofrecen mayor destreza y pueden emplearse en entornos de baja radiación (como las celdas calientes utilizadas en los laboratorios de medicina nuclear de los hospitales). Algunas empresas han desarrollado guantes con revestimiento de tungsteno que ofrecen mayor destreza que los de plomo, con una mejor protección. Es necesario reemplazar los guantes periódicamente, ya que los productos químicos utilizados para la limpieza y esterilización de los recipientes provocan un desgaste considerable.

Las celdas calientes pueden ubicarse en salas limpias con una clasificación de calidad del aire que va de D a B (la C es la más común).