A mesma permanece armazenada num irradiador que serve de porta fonte e blindagem além de colimar e obturar o feixe de radiação. Os medidores nucleares não necessitam estar em contato com o material que se examina e, portanto, podem ser utilizados para controlar processos de alta velocidade, materiais com temperaturas extremas ou propriedades químicas nocivas, materiais suscetíveis a danos por contato e produtos envasados. (Rocha, 2005)
A figura abaixo mostra a esquerda o encapsulamento do material radioativo utilizado e a direita uma representação de corte de um irradiador típico de medidores nucleares com obturador fechado (a) e aberto (b). A parte hachurada representa material de blindagem.
Deve ser lembrado que as fontes radioativas utilizadas em medidores nucleares possuem atividade que as classificam como fontes categoria 3 (fontes perigosas: possuem quantidade de material radioativo pode causar lesões permanentes em exposições com duração de algumas horas.) em relação a escala a AIEA (Agência Internacional de Energia Atômica).
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Em função processo de interação da radiação antes de chegar ao detector, os medidores podem ser classificados em três categorias:
- Medidores de transmissão;
- Medidores de retrodispersão ou retroespalhamento;
- Medidores reativos.
Medidores de Transmissão
Nos medidores de transmissão a fonte radioativa e o detector de radiação estão situados em lados opostos do material. A radiação é atenuada ao atravessar o material e o detector mede a intensidade da radiação transmitida.
Se a radiação atravessar um material mais denso, seu grau de atenuação será maior e a intensidade transmitida diminuirá.
A figura abaixo mostra um medidor de transmissão verificando materiais de densidade respectivamente baixa (a) e alta (b). (Rocha, 2005).
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A tabela abaixo exemplifica as fontes radioativas utilizadas em medidores de transmissão, suas aplicações e sua atividade.
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Exemplo de medidor de transmissão.
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Medidores de Retrodispersão ou Retroespalhamento
Nos medidores de retrodispersão ou retroespalhamento a fonte radioativa e o detector estão situados no mesmo lado em relação ao material. O detector é protegido contra a radiação primária. A radiação penetra o material e interage com seus átomos e moléculas. O detector mede as radiações secundárias que se retrodispersam a partir da interação. Se houver geometria constante, indicará a densidade e se a densidade for constante, indicará a espessura do material.
A figura abaixo mostra medidor de retrodispersão verificando materiais de densidades, respectivamente, (a) baixa e alta (b). (Rocha, 2005).
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A tabela abaixo exemplifica as fontes radioativas utilizadas em medidores de retrodispersão ou retroespalhamento, suas aplicações e sua atividade.
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Exemplo de medidor de retrodispersão ou retroespalhamento.
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Medidores Reativos
Nos medidores reativos a principal aplicação análise de hidrocarbonetos em rocha e prospecção de petróleo, diferenciando camadas petrolíferas de aquíferos salinos pela determinação de cloro. Outro uso destes medidores é a fluorescência, a partir de fonte gama e raios X de baixa energia, em solos para a identificação e determinação de elementos de baixo Z, médio Z e alto Z em função do tipo de fonte utilizada.
Possibilitando a analise de elementos constituintes de minerais assim como a espessura de camadas desubstratos de materiais distintos. (Rocha, 2005)
A tabela abaixo exemplifica as fontes radioativas utilizadas em medidores de transmissão, suas aplicações e sua atividade.
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Exemplo de medidor reativo
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Nêutrons lentos são capturados por núcleos de átomos presentes no material que emitem raios gama de alta energia característicos o que permite que se estabeleçam suas quantidades relativas. Essa propriedade é usada, por exemplo, na determinação da concentração de cloro durante a perfilagem de poços de petróleo, de modo que se possam diferenciar camadas petrolíferas de aquíferos salinos.
Outras Classificações de Medidores Nucleares
Medidores de Espessura
Na produção contínua de materiais na forma de lâminas ou folhas, apresenta-se a necessidade de medir, durante o próprio processo de fabricação, a espessura ou massa por unidade de superfície com que vão sendo manufaturados tais materiais.
Essa medição pode ter um duplo propósito: controlar a qualidade do produto e servir de base para a regulação automática do processo. os medidores nucleares de espessura medem, na realidade, o peso por unidade de superfície dos materiais. Quando a densidade do produto é constante, a relação entre a espessura e o peso por unidade de superfície também permanece constante. (Rocha, 2005)
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Medidores de Nível
Os medidores nucleares de nível são aplicáveis a materiais líquidos, pastosos ou na forma de sólidos granulados. O fato de operarem sem contato com produtos contidos em reservatórios os torna especialmente recomendados quando as características físico-químicas (pressão, temperatura, viscosidade, corrosividade ou poder abrasivo) dificultam ou excluem o emprego dos sistemas clássicos de medição.
A medição nuclear apresenta também vantagens nos casos em que, por qualquer razão, a montagem do sistema deve ser realizada sem interrupção dos processos em andamento e sem interferências com as instalações já existentes. Os indicadores de nível baseiam-se no método de transmissão ou de retroespalhamento. (Rocha, 2005)
A figura abaixo exemplifica um medidor de nível pelo método de transmissão.
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Medidores de Fluxo
A determinação do fluxo de material sólido a granel, em esteiras transportadoras ou em queda livre, é particularmente interessante na indústria química, de papel e celulose, de mineração e de alimentos.
Através do método de transmissão, pode-se determinar instantaneamente a partir da determinação da massa por unidade de área do material e da velocidade de deslocamento do material. Tais equipamentos também são denominados de balanças nucleares.
Uma fonte gama é instalada acima da esteira e um detetor alongado (câmara de ionização ou detetor de cintilação), abaixo dela. Observa-se que o feixe de radiação abrange toda seção transversal do material na esteira.
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Até o próximo artigo.
