ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
PRCTICA 1
1 MANEJO DE VARIABLES DE EXPOSICIN RADIOGRFICA
1.1 OBJETIVOS
- Conocer las variables elementales para realizar los clculos respectivos de tiempos
de exposicin en probetas.
- Entender el uso y aplicacin de los diagramas de exposicin para rayos x y rayos
gamma, curvas caractersticas de pelculas radiogrficas, curvas de decaimiento
radioactivo, factores de correccin, entre otros.
- Conocer las unidades bsicas y las definiciones que se utilizan en el manejo de
variables de exposicin radiogrfica.
1.2 MARCO TERICO
La radiografa industrial se fundamenta en hacer incidir radiacin electromagntica
sobre el objeto examinado. Parte de esta radiacin ser atenuada, por lo que la
radiacin emergente del objeto tendr diferente intensidad, que quedar registrada
al incidir sobre la pelcula radiogrfica.
1.2.1 DEFINICIONES
1.2.1.1 Curie (Ci).
Unidad de medida de la actividad de un radioistopo.
1.2.1.2 Becquerel (Bq).
GBq 37 Ci1
segundo
cindesintegra1 Bq 1
1.2.1.3 Rentgen (R).
Es la unidad de radiacin X o , que en 1 cm3 de aire, a condiciones normales de
presin y temperatura, producen 2,09 x 109 pares de iones. Para rayos X, la radiacin
se mide en R a 1 m de distancia del foco emisor en la unidad de tiempo. Para rayos
la radiacin se expresa por el coeficiente de emisin gamma especfico E.
ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
1.2.1.4 Coeficiente de emisin gamma especfico (E)
Es el coeficiente por medio del cual se expresa la cantidad de Rentgen producidos
por cada Curie de radioistopo a 1 m de distancia en 1 hora.
1.2.1.5 Rad.
Es la cantidad de radiacin absorbida por el material cuando un cm3 de su masa es
sometida a 1 Rentgen de irradiacin, equivalente a 100 ergios por gramo de
material.
1.2.1.6 Rem.
Es la cantidad de radiacin absorbida en rads, multiplicado por su factor de
equivalencia biolgica relativa (EBR).
1.2.1.7 Equivalente Biolgico Relativo (EBR).
Cuantifica los efectos biolgicos de los diferentes tipos de radiacin.
EBR TIPO DE RADIACIN
1
20
10
5
10
Rayos X, gamma y partculas Beta
Partculas Alfa
Protones
Neutrones lentos
Neutrones rpidos
1.2.1.8 Perodo de semidesintegracin.
Tambin conocido como vida media, es el tiempo que transcurre hasta que la
actividad de la fuente se reduce a la mitad.
1.2.2 RELACIONES ENTRE VARIABLES.
1.2.2.1 Exposicin o cantidad de radiacin.
ktetAER
ktetIERx
:
:
Donde:
E: exposicin (mA min, Ci h)
ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
I: intensidad de exposicin (mA)
t: tiempo (min, h)
A: actividad de la fuente (Ci)
1.2.2.2 Ley de la inversa del cuadrado de la distancia.
1
2
2
2
2
1
2exp
1exp
I
I
d
d
t
t
Donde:
I: intensidad de la fuente
d: distancia fuente pelcula
texp: tiempo de exposicin
1.2.2.3 Penumbra.
t
t
ed
eFp
Donde:
p: penumbra
F: tamao del foco 22 baF
et: espesor a radiografiar
e: espesor del material base
d=dfp distancia fuente pelcula
dfo: distancia fuente objeto
dop: distancia objeto pelcula
ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
1.2.2.4 Distancia mnima segn penumbra.
t
t ep
eFd
max
min
Donde:
dmin: distancia mnima
pmax: penumbra mxima
F: tamao de foco
et: espesor a radiografiar
Para obtener valores de penumbra aceptables y recomendadas en normas, dmin debe
utilizar los valores de penumbra mxima, en funcin del espesor del material a
radiografiar (ASTM E94).
e, espesor [mm] pmax [mm]
e < 51
51 < e < 76
76 < e < 102
102 < e
0,51
0,76
1,02
1,78
1.2.2.5 Actividad de una fuente de radioistopo.
2/1
0
0
2
T
tn
AA
fAA
v
nt
t
Donde:
At: actividad de la fuente en el tiempo t
f: factor multiplicador
ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
t: tiempo
A0: actividad inicial de la fuente
n: semiperodo
TV: tiempo de vida de la pastilla desde A0 hasta At
T1/2: vida media
1.2.3 TIEMPO DE EXPOSICIN.
vDpnc fffftt exp
Donde:
texp: tiempo de exposicin
tc: tiempo del diagrama de exposicin
fn: factor de correccin por densidad
fp: factor de correccin por pelcula
fD: factor de correccin por distancia
fv: factor de correccin por varios (mA, kV, material, tcnica, etc)
Las pelculas tipo II, entre otras, son las siguientes: Cronex NDT 65, 70, 75; Structurix
D5, D7; Kodak AA, AX. Existen diagramas de exposicin segn el tipo de fuente,
material, pelcula, densidad, etc. (Ver Anexos).
1.3 ANEXOS.
1.3.1 VALORES DE ALGUNAS VARIABLES Y CONSTANTES.
Algunos de los valores de constantes y variables para el Cobalto 60, Co60; e Iridio
192, Ir192 son:
Variables y constantes Radioistopo
Co60 Ir192
Semiperodo (T )
Rango de aplicacin (cm)
Aluminio
Acero
5,3 aos
15 45
5 15
75 das
3 20
1 7
ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
Coeficiente de emisin especfico
hCi
mR
Actividad especfica
Energa (MeV)
1130
1100 Ci/gr
1,17 1,33
550
10 000 Ci/gr
0,30 0,61
1.3.2 FACTORES DE EQUIVALENCIA RADIOGRFICA.
Material (metal) Nivel de Energa
100 [kV] 150 [kV] Ir192 Co60
Aluminio
Aleacin de aluminio
Todos los aceros
Cobre
Zinc
Bronce
Plomo
0,08
0,10
1,0
1,5
-
-
14,0
0,12
0,14
1,0
1,6
1,4
1,4
14,0
0,35
0,35
1,0
1,1
1,1
1,1
4,0
0,35
0,35
1,0
1,1
1,0
1,0
2,3
ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
Figura 1.1 Curva de decaimiento de los istopos (vlida para el clculo d la
actividad remanente)
ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
Figura 1.2 Curvas caractersticas de pelculas radiogrficas, tipos I, II y III
ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
Figura 1.3 Curvas caractersticas de pelculas radiogrficas, Cronex
ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
Figura 1.4 Curvas caractersticas de pelculas radiogrficas, FUJI
ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
Figura 1.5 Curvas caractersticas de pelculas radiogrficas y factores, Structurix
ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
Figura 1.6 Diagramas de exposicin para acero (hierro), Structurix
ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
Figura 1.7 Diagramas de exposicin para aluminio, Structurix
ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
Figura 1.8 Diagramas de exposicin para acero, Structurix
Diagramas de exposicin para fuentes de radioistopos: Selenio 75, Iridio 192, y
Cobalto 60. Structurix.
DENSIDAD PELCULA DISTANCIA
N = 1
N = 1.5
N = 2
N = 2.5
T x 1
T x 1.6
T x 2.2
T x 3
Gevaert Structurix 35 cm (14)
50 cm (20)
70 cm (27.5)
100 cm (40)
140 cm (55)
200 cm (80)
Tx0.25
Tx0.5
Tx1
Tx2
Tx4
Tx8.8
D10 Tx1
D7 Tx4
D4 Tx15
D7 Tx1
D4 Tx3.7
D2 Tx15
A B
Figura 1.9 Diagrama de operacin de la mquina de rayos x, laboratorio de END.
ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
PELCULAS RADIOGRFICAS INDUSTRIALES
GRUPO EASTMAN
KODAK
U.S.A.
KODAK LIMITED
INGLATERRA
KODAC
PATHE
FRANCIA
ILFORD LIMITED
INGLATERRA
AGFA
GEVAERT
BLGICA
1
2
3
4
R
M
T
AA
MICROTEX
CRYSTALLEC
R
M
T
DEFINIR
INDUSTRIAL F
INDUSTRIAL CX
Structurix D2
Structurix D4
Structurix D7
5
6
* 7
Industrex D
Kadirex
regulix
Kodirex
Regulix
Industrial
Industrial
Structurix
Structurix
* Las pelculas del grupo 7 son para ser empleadas con pantallas reforzadoras Salinas
Tabla 1.1 Clasificacin de las principales pelculas para la radiografa industrial
1.4 PROBLEMAS
1. Qu corriente se debe usarse para una exposicin de 6 minutos si se sabe que se
obtiene una buena radiografa de la misma pieza con 10 mA y 3 minutos?
2. Una fuente de Ir-192 de 18 Ci ha dado radiografas satisfactorias con un tiempo de
exposicin de 20 min. Cul debe ser la actividad de una fuente de Ir-192 para
reducir el tiempo de exposicin a 6 min?
3. Se quiere cambiar la fuente distancia-pelcula de 635 mm a 1016 mm sin cambiar
la densidad de la pelcula o el tiempo de exposicin. La primera exposicin se hizo
con una corriente de 8 mA. Cul corriente debe utilizarse para la segunda toma?
4. Usando la fuente de Co-60 se ha obtenido una placa de densidad 2 con un tiempo
de 25 min y una distancia fuente-pelcula de 48 in. Cul ser el tiempo de
exposicin requerido para una distancia de 36 in., obteniendo la misma densidad?
5. Una radiografa tomada con pelcula tipo II y una exposicin de 15mA-min tiene
una densidad de 0,6. Si se desea incrementar la densidad a 2,5. Cul ser la nueva
exposicin? (Utilizar el diagrama densidad-logaritmo d exposicin relativa de la
gua)
ESCUELA POLITCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
1.5 INFORME
1. Tema
2. Objetivos.
3. Marco Terico
- Definir los efectos Compton, fotoelctrico y la produccin de pares.
4. Anlisis de Resultados
5. Trabajos y Consultas Especiales
- Segn la ASTM, cules son los tipos de pelculas radiogrficas?
- Realizar un cuadro comparativo entre rapidez, contraste y tamao de grano.
- Resolver los problemas propuestos
6. Conclusiones
7. Recomendaciones
8. Bibliografa