ES2557280T3

ES2557280T3 - Aparatos y procedimientos de producción de radioisótopos en tubos de instrumentación de reactor nuclear

Info

Publication number: ES2557280T3
Application number: ES09152602.0T
Authority: ES
Inventors: William Earl Russell Ii; Christopher J. Monetta; David Grey Smith; Russell Edward Stachowski
Original assignee: GE Hitachi Nuclear Energy Americas LLC
Current assignee: GE Hitachi Nuclear Energy Americas LLC
Priority date: 2008-02-21
Filing date: 2009-02-11
Publication date: 2016-01-25
Anticipated expiration: 2029-02-11
Also published as: TW200947465A; CN101515483B; CN101515483A; EP2093773A3; CA2653871A1; JP2009198500A; RU2501107C2; US20130223578A1; TWI512761B; US8437443B2; US20090213977A1; EP2093773A2; RU2009106154A; US8842798B2; CA2653871C; EP2093773B1

Abstract

Un procedimiento de producción de radioisótopos, comprendiendo el procedimiento; insertar al menos una diana (250) de irradiación en un manguito (260) de un subsistema de tubo, insertándose el manguito en un tubo (50) de instrumentación de un reactor (10) nuclear, extendiéndose el tubo de instrumentación en el reactor y teniendo una abertura (51) accesible desde el exterior del reactor, para exponer la diana de irradiación al flujo de neutrones presente en el reactor nuclear cuando opera, convirtiéndose sustancialmente la diana de irradiación en un radioisótopo cuando se expone a un flujo de neutrones presente en el reactor nuclear, teniendo el manguito un diámetro interior sustancialmente constante, y el sistema de tubo incluyendo además al menos una pinza (266) conformada para acoplarse con el manguito y una superficie interior variable del tubo de instrumentación; y extraer la diana de irradiación y los radioisótopos producido del tubo de instrumentación.

Description

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DESCRIPCION

Aparatos y procedimientos de produccion de radioisotopos en tubos de instrumentacion de reactor nuclear Antecedentes

Campo

Las realizaciones ejemplares se refieren generalmente a radioisotopos que tienen aplicaciones medicas y a aparatos y procedimientos para la produccion de los mismos en reactores nucleares.

Descripcion de la tecnica relacionada

Los radioisotopos tienen una variedad de aplicaciones medicas derivadas de su capacidad para emitir cantidades discretas y tipos de radiacion ionizante. Esta capacidad hace que los radioisotopos sean utiles en el tratamiento relacionado con el cancer, imagenes medicas y tecnologfa de etiquetado, diagnostico del cancer y otra enfermedad, y la esterilizacion medica.

Los radioisotopos de corta duracion, que tienen una vida media del orden de dfas o incluso horas, son de particular importancia en el cancer y otro tratamiento medico por su capacidad para producir un perfil unico de radiacion y, sin embargo, descomponerse rapidamente en isotopos inocuos, estables excretados del cuerpo despues de que la dosis de radiacion se suministra en la aplicacion espedfica. Sin embargo, las vidas medias cortas de estos radioisotopos de corta duracion hacen tambien que su adquisicion y manipulacion sean diffciles. Los radioisotopos de corta duracion se producen convencionalmente mediante el bombardeo de isotopos padres estables en los aceleradores o reactores de baja potencia con neutrones in situ en los centros medicos o en instalaciones de produccion cercanas. Estos radioisotopos se transportan rapidamente debido al tiempo de descomposicion relativamente rapido y las cantidades exactas de los radioisotopos necesarios en aplicaciones particulares. Ademas, la produccion de radioisotopos medicos de corta duracion requiere generalmente de equipos de irradiacion y extraccion engorrosos y costosos, que pueden ser prohibitivamente caros, espaciosos y/o prohibidos para la seguridad en los centros medicos.

Diversos radioisotopos de corta duracion que tienen aplicaciones medicas se pueden generar a traves de la fision nuclear, y por lo tanto en grandes cantidades en antas de potencia nucleares. Por ejemplo, la fision de Uranio-235 en el combustible nuclear puede producir grandes cantidades de Tecnecio-99, que es util en multiples aplicaciones de imagen y de diagnostico de cancer. Sin embargo, los radioisotopos de corta duracion producidos en el combustible nuclear se pueden entremezclar con un amplio espectro de otros subproductos de fision nuclear. La extraccion de los radioisotopos utiles de corta duracion puede tener riesgos de radiacion y exposicion qmmica inaceptables y/o puede requerir una cantidad de tiempo en la que los radioisotopos de corta duracion pueden descomponerse en cantidades no que se pueden utilizar.

Debido a las dificultades con la produccion y la vida util de los radioisotopos de corta duracion, la demanda de estos radioisotopos pueden superar con creces la oferta, en particular para los radioisotopos que tienen aplicaciones medicas significativas en areas de enfermedades persistentes como el cancer. El coste de los radioisotopos de corta duracion eficaces puede llegar a ser prohibitivamente alto en comparacion con los costes de salud tfpicos para enfermedades tales como el cancer.

Sumario

Las realizaciones ejemplares se refieren a procedimientos de produccion de radioisotopos, que se pueden utilizar en aplicaciones medicas, en reactores nucleares comerciales y aparatos asociados. Los procedimientos ejemplares pueden utilizar tubos de instrumentacion convencionalmente encontrados en recipientes de reactores nucleares para exponer las dianas de irradiacion al flujo de neutrones que se encuentra en el reactor nuclear operativo. Los radioisotopos de corta duracion se pueden producir en las dianas de irradiacion debido al flujo. Estos radioisotopos de corta duracion se pueden recoger despues de forma relativamente rapida y sencilla mediante la extraccion de las dianas de irradiacion del tubo de instrumentacion y de la contencion del reactor, sin apagar el reactor ni requiriendo procedimientos de extraccion qmmicos. Los radioisotopos de corta duracion se pueden transportar despues inmediatamente a centros medicos para su uso en, por ejemplo, el tratamiento de cancer.

Las realizaciones ejemplares pueden incluir aparatos para la produccion de radioisotopos en reactores nucleares y tubos de instrumentacion de los mismos. Las realizaciones ejemplares pueden incluir uno o mas subsistemas configurados para insertar y extraer las dianas de irradiacion de un tubo de instrumentacion de un reactor nuclear comercial operativo. Las realizaciones ejemplares pueden incluir un subsistema de tubo, un subsistema de accionamiento de dianas de irradiacion, y/o un almacenamiento de la diana de irradiacion y el subsistema de extraccion para insertar y extraer las dianas de irradiacion de un tubo de instrumentacion. Las realizaciones ejemplares pueden conservar un orden lineal de las dianas de irradiacion utilizadas en las mismas para permitir el seguimiento y la medicion de los radioisotopos producidos en las dianas de irradiacion de las realizaciones ejemplares.

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Breve descripcion de los dibujos

Las realizaciones ejemplares se haran mas evidentes mediante la descripcion, en detalle, de los dibujos adjuntos, en los que los elementos similares se representan con numeros de referencia similares, que se proporcionan a modo de ilustracion solamente y que, portanto, no limitan las realizaciones ejemplares en la presente memoria.

La Figura 1 es una ilustracion de un reactor nuclear convencional que tiene un tubo de instrumentacion;

La Figura 2 es una ilustracion de un sistema de las realizaciones ejemplares para la produccion de radioisotopos de corta duracion en un reactor nuclear;

La Figura 3 es una ilustracion de un subsistema de tubos de las realizaciones ejemplares de los sistemas de las realizaciones ejemplares;

Las Figuras 4A y 4B son ilustraciones de manguitos de las realizaciones ejemplares que pueden utilizarse con los sistemas de las realizaciones ejemplares;

La Figura 5 es una ilustracion de un subsistema de accionamiento de dianas de irradiacion de las realizaciones ejemplares que se puede utilizar con sistemas de realizacion ejemplar;

La Figura 6 es una ilustracion de un subsistema de almacenamiento de dianas de irradiacion de las realizaciones ejemplares que se puede utilizar con el sistema de las realizaciones ejemplares;

La Figura 7 es una ilustracion de un mecanismo de extraccion de las realizaciones ejemplares que se puede utilizar con los sistemas de las realizaciones ejemplares; y

Las Figuras 8Ay 8B son ilustraciones de las dianas de irradiacion de las realizaciones ejemplares.

Descripcion detallada

Las realizaciones ilustrativas detalladas de las realizaciones ejemplares se divulgan en la presente memoria. Sin embargo, los detalles estructurales y funcionales espedficos divulgados en la presente memoria son meramente representativos con la finalidad de describir las realizaciones ejemplares. Las realizaciones ejemplares se pueden, sin embargo, realizar de muchas formas alternativas y no deben interpretarse como limitadas solo a las realizaciones ejemplares establecidas en la presente memoria.

Se entendera que, aunque los terminos primero, segundo, etc., se pueden utilizar en la presente memoria para describir diversos elementos, estos elementos no deben estar limitados por estos terminos. Estos terminos solo se utilizan para distinguir un elemento de otro. Por lo tanto, un primer elemento, podna denominarse un segundo elemento, y, de manera similar, un segundo elemento podna denominarse un primer elemento, sin apartarse del alcance de las realizaciones ejemplares. Tal como se utiliza aqrn, el termino "y/o" incluye cualquiera y todas las combinaciones de uno o mas de los elementos enumerados asociados.

Se entendera que cuando un elemento se conoce como estando "conectado", "acoplad", "unido", "adjunto" o "fijo" a otro elemento, puede estar directamente conectado o acoplado a otro elemento o que elementos intermedios pueden estar presentes. En contraste, cuando un elemento se conoce como estando "directamente conectado" o "directamente acoplado" a otro elemento, no hay elementos intermedios presentes. Otras palabras utilizadas para describir la relacion entre los elementos se debenan interpretar de manera similar (por ejemplo, "entre" frente a "directamente entre", "adyacente" frente a "directamente adyacente", etc.).

La terminologfa utilizada en la presente memoria tiene la finalidad de describir diversas realizaciones unicamente y no pretende limitar las realizaciones ejemplares. En la presente memoria, las formas singulares "un", "una" y "el/la" pretenden incluir las formas plurales tambien, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Se entendera ademas que los terminos "comprende", "comprendiendo", "incluye" y/o "incluyendo", cuando se utilizan en la presente memoria, especifican la presencia de caractensticas, numeros enteros, etapas, operaciones, elementos y/o componentes, pero no excluyen la presencia o adicion de uno o mas de otras caractensticas, numeros enteros, etapas, operaciones, elementos, componentes y/o grupos de los mismos.

Tambien se debe senalar que en algunas implementaciones alternativas, las funciones/actos senalados pueden ocurrir fuera del orden observado en las Figuras Por ejemplo, dos figuras que se muestran en sucesion pueden, de hecho, ejecutarse en paralelo y al mismo tiempo o en ocasiones se pueden ejecutar en orden inverso, dependiendo de la funcionalidad/actos involucrados.

La Figura 1 es una ilustracion de un recipiente 10 de presion del reactor convencional que se puede utilizar con las realizaciones ejemplares y los procedimientos ejemplares. El recipiente 10 de presion del reactor se puede utilizar en al menos un reactor 100nuclear de agua ligera comercial MWe convencionalmente utilizado para la generacion de electricidad en todo el mundo. El recipiente 10 de presion del reactor se puede situar dentro de una estructura 411 de contencion que sirve para contener la radiactividad en el caso de un accidente y evitar el acceso al reactor 10 durante la operacion del reactor. Una cavidad por debajo de la recipiente 10 del reactor, conocida como camara 20

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seca, sirve para alojar el equipo de servicio del recipiente, tales como bombas, desagues, tubos de instrumentacion, y/o unidades de barras de control. Como se muestra en la Figura 1, al menos un tubo 50 de instrumentacion se extiende verticalmente en el recipiente 10 y bien dentro o a traves del nucleo 15 que contiene combustible nuclear y cantidades relativamente altas de flujo de neutrones durante la operacion de los del nucleo 15. Los tubos 50 de instrumentacion pueden ser generalmente cilmdricos y enanchados con la altura del recipiente 10; sin embargo, otras geometnas de los tubos de instrumentacion se encuentran comunmente en la industria. Un tubo 50 de instrumentacion puede tener un diametro interno y/o holgura de aproximadamente 25,4 mm (1 pulgada), por ejemplo.

Los tubos 50 de instrumentacion pueden terminar por debajo del recipiente 10 del reactor en la camara 20 seca. Convencionalmente, tubos los 50 de instrumentacion pueden permitir que detectores de neutrones, y otros tipos de detectores, se inserten en los mismos a traves de una abertura en un extremo inferior en la camara 20 seca. Estos detectores se pueden extender a traves de los tubos 50 de instrumentacion para monitorear las condiciones en el nucleo 15.

Los ejemplos de los tipos de monitores convencionales incluyen detectores de amplio rango (WRNM), monitores de rango fuente (SRM), monitores de rango intermedio (IRM), y/o Monitores de Rango de Potencia locales (LPRM). El acceso a los tubos 50 de instrumentacion y a los dispositivos de monitoreo insertados en los mismos esta convencionalmente restringido a los cortes operativos debido a los peligros de contencion y de radiacion.

Aunque el recipiente 10 se ilustra con los componentes que se encuentran comunmente en un Reactor de Agua en Ebullicion comercial, las realizaciones y procedimientos ejemplares se pueden utilizar con diversos tipos diferentes de reactores que tienen tubos 50 de instrumentacion u otros tubos de acceso extendiendose en el reactor. Por ejemplo, Reactores de agua presurizada, Reactores de Agua Pesada, Reactores Moderados por Grafito, etc. que tienen una potencia de menos de 100 megavatios electricos a varios gigavatios electricos y que tienen tubos de instrumentacion en diversas posiciones diferentes a las mostradas en la Figura 1 se pueden utilizar con las realizaciones y procedimientos ejemplares. Como tal, los tubos de instrumentacion que se pueden utilizar en los procedimientos ejemplares pueden tener cualquier caractenstica protuberante en cualquier geometna alrededor del nucleo que permita el acceso cerrado al flujo del nucleo nuclear de diversos tipos de reactores.

Los solicitantes han reconocido que los tubos 50 de instrumentacion se pueden utilizar para generar rapida y constantemente radioisotopos de corta duracion en una base a gran escala sin la necesidad de separacion qmmica o isotopica y/o en espera de la parada del reactor de los reactores comerciales. Los procedimientos ejemplares pueden incluir la insercion de dianas de irradiacion en los tubos 50 de instrumentacion y la exposicion de las dianas de irradiacion al nucleo 15 mientras opera, exponiendo de este modo las dianas de irradiacion al flujo de neutrones comunmente encontrado en el nucleo 15 operativo. El flujo del nucleo puede convertir una porcion sustancial de las dianas de irradiacion en un radioisotopo util, incluyendo radioisotopos de corta duracion que se pueden utilizar en aplicaciones medicas. Las dianas de irradiacion se pueden extraer despues de los tubos 50 de instrumentacion, incluso durante la operacion continua del nucleo 15, y extraerse para su uso medico y/o industrial. Las realizaciones ejemplares que permiten procedimientos ejemplares se describen a continuacion, incluyendo mas detalles de los procedimientos ejemplares habilitados por las realizaciones ejemplares.

La Figura 2 es una ilustracion de un sistema de las realizaciones ejemplares para la produccion de radioisotopos en un reactor nuclear. El sistema 100 de generacion de radioisotopos de las realizaciones ejemplares se muestra en la Figura 2 situado por debajo de un tubo 50 de instrumentacion en la camara 20 seca, por debajo del recipiente 10 de presion del reactor. El sistema 100 de generacion de radioisotopos de las realizaciones ejemplares puede insertar y extraer las dianas 250 de irradiacion en/del tubo 50 de instrumentacion para su irradiacion en el recipiente 10 operativo. El sistema 100 de generacion de radioisotopos de las realizaciones ejemplares puede incluir tres subsistemas diferentes, cada uno descrito a su vez a continuacion - subsistema 200 de tubos de instrumentacion; subsistema 300 de accionamiento de dianas de irradiacion; y/o subsistema 400 de almacenamiento y extraccion de dianas de irradiacion. Las dianas 250 de irradiacion su uso en las realizaciones y procedimientos ejemplares se describen, por ultimo, a continuacion.

Subsistema de tubos

La Figura 3 es una ilustracion de un subsistema 200 de tubos de instrumentacion de las realizaciones ejemplares. Como se muestra en la Figura 3, el tubo 50 de instrumentacion, como tambien se muestra en las Figuras 1-2, se extiende desde una posicion inferior en la camara 20 seca en el recipiente 10 del reactor y el nucleo 15 nuclear que contiene el combustible nuclear. Las dianas 250 de irradiacion se pueden empujar linealmente y extraerse del tubo 50 de instrumentacion a traves de la abertura 51 del tubo de instrumentacion mediante el subsistema 300 de accionamiento de dianas de irradiacion (Figura 5).

El tubo 50 de instrumentacion se puede extender hasta cerca de una parte 16 superior del nucleo 15. Por tanto, las dianas 250 de irradiacion se pueden situar linealmente y mantenerse a traves de la longitud vertical del nucleo 15 nuclear en el tubo 50 de instrumentacion. El flujo de neutrones en el nucleo 15 puede ser conocido y puede ser lo suficientemente alto como para convertir una cantidad sustancial de las dianas 250 de irradiacion en el tubo 50 en radioisotopos utiles de corta duracion. Como se explicara a continuacion con referencia a las Figuras 8Ay 8B, el tipo

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de diana 250y su posicion vertical en el nucleo 15 nuclear pueden permitir el calculo preciso del tiempo de exposicion y de la tasa de generacion de radioisotopos para maximizar la generacion y la actividad de los radioisotopos.

Un manguito 260 se puede insertar en el tubo 50 de instrumentacion para proporcionar mas contencion, blindaje, y geometna coincidente de las dianas 250 de irradiacion. El manguito 260 puede ser generalmente ngido y fabricarse a partir de un material que mantiene sustancialmente sus caractensticas ffsicas cuando se expone a un nucleo 15 nuclear operativo. El manguito 260 se puede fabricar de, por ejemplo, acero inoxidable, aluminio, una aleacion de circonio, Inconel, mquel, titanio, etc.

El manguito 260 se puede extender mas alla de la abertura 51 del tubo 50 de instrumentacion para proporcionar orientacion y alineacion mas alla del tubo 50 de instrumentacion. Por ejemplo, el manguito 260 se puede extender hacia abajo y terminar mas cerca del subsistema 300 de accionamiento de dianas de irradiacion para orientar adecuadamente las dianas 250 de irradiacion dentro y fuera de la subsistema 300 de accionamiento de dianas de irradiacion, que se puede situar mas abajo que la abertura 51 del recipiente 10.

El manguito 260 puede proporcionar una superficie interior lisa, constante para facilitar la insercion y extraccion de las dianas 250 de irradiacion en/del tubo 50 de instrumentacion. Como se ha descrito anteriormente, el tubo 50 de instrumentacion puede tener una variedad de geometnas y/o cambiar la anchura con la distancia vertical del recipiente 10. El manguito 260 puede tener un diametro exterior variable para tener en cuenta la geometna del tubo 50 de instrumentacion, pero puede tener un diametro interior uniforme asociado con el tamano de las dianas 250 de irradiacion. Por ejemplo, el manguito 260 puede tener un diametro interior lo suficiente estrecho como para evitar que las dianas 250 de irradiacion se muevan o cambien de posicion en lmea a traves del tubo 50 de instrumentacion, para permitir la conservacion del orden de las dianas de irradiacion, para permitir su identificacion en base al orden, etc.

En una realizacion ejemplar, el manguito 260 puede ser modular y consistir de diversas piezas que permiten su montaje e insercion en el tubo 50 de instrumentacion. Como se muestra en las Figuras 4A y 4B, diversos componentes diferentes pueden formar un manguito 260 modular. En la Figura 4A, los segmentos 261 de un manguito 260 se muestran. Cada segmento 261 puede incluir un elemento 264 y/o 265 de acoplamiento que puede unir cada segmento 261 a otro segmento 261 y permitir que las dianas 250 de irradiacion pasen a traves de los segmentos 261 al ser huecos. Los elementos 264 y 265 de acoplamiento pueden incluir, por ejemplo, un extremo u orificio roscado hueco o una espiga hueca y receptor. Los segmentos 261 pueden presentar diversos diametros 262 exteriores para igualar o reflejar la geometna del tubo 50 de instrumentacion pero lo suficientemente pequenos para pasar a traves de la abertura 51. Los segmentos 261 pueden incluir diametros 263 interiores que son relativamente constantes y de anchura compatible con las dianas 250 de irradiacion de recepcion. Por lo tanto, si los segmentos 261 se insertan en tubo 50 de instrumentacion de forma individual, los segmentos 261 se pueden montar en el interior del tubo 50 de instrumentacion para proporcionar un diametro interior continuo, lineal para las dianas 250 de irradiacion insertadas en el tubo 50 y el manguito 260.

Como se muestra en la Figura 4B, el manguito 260 tiene un diametro interior y exterior sustancialmente constante, y una o mas pinzas 266 modulares se acoplan al manguito 260 para proporcionar un ajuste entre el tubo 50 de instrumentacion y el manguito 260/pinza 266. Por lo tanto, las pinzas 266 se insertan y se ensamblan alrededor del manguito 260 en el tubo 50 de instrumentacion para proporcionar un diametro interior continuo para las dianas 250 de irradiacion insertadas en el tubo 50 y el manguito 260 rodeado por las pinzas 266 modulares.

Subsistema de accionamiento de dianas de irradiacion

La Figura 5 es una ilustracion de un subsistema 300 de accionamiento de dianas de irradiacion de las realizaciones ejemplares. Como se muestra en la Figura 5, dos engranajes 310a y 310b de accionamiento pueden recibir y/o transmitir las dianas 250 de irradiacion desde/al manguito 260 o abertura 51 del tubo 50 de instrumentacion. Los engranajes 310a y 310b de accionamiento se pueden situar uno frente a otro. Los engranajes 310a y 310b de accionamiento se pueden situar a continuacion y en ambos lados del tubo 50 de instrumentacion en la camara 20 seca por debajo de recipiente 10. Mediante el dimensionamiento y situacion de los engranajes 310a y 310b de accionamiento y el subsistema 300 de accionamiento de dianas de irradiacion en base a la cantidad de espacio en la camara 20 seca por debajo del recipiente 10, el sistema 100 de generacion de radioisotopos puede encajar completamente dentro de camara 20 seca de muchos reactores nucleares operativos actuales en todo el mundo.

Los engranajes 310a y 310b de accionamiento pueden tener superficies 311a y/o 311b circunferenciales o laterales especialmente conformadas que complementan la forma de las dianas 250 de irradiacion para agarrar de forma segura y mantener o ajustarse a las dianas 250 de irradiacion que entran entre engranajes 310a y 310b de accionamiento. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 5, las superficies 311a y 311b pueden tener una forma ondulada para acoplarse con las dianas 250 de irradiacion esfericas. Las ondas en las superficies 311a y 311b pueden tener radios sustancialmente similares a los de las dianas 250 de irradiacion para sujetar y mover las dianas 250 de irradiacion que entran entre los engranajes 310a y 310b de accionamiento, manteniendo el mismo orden lineal de las dianas 250 de irradiacion dentro y fuera del tubo 50 de instrumentacion. Como alternativa, las superficies 311a y 311 b pueden tener otras formas para coincidir y/o acoplarse con las dianas de irradiacion como

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alternativa conformadas como se puede sustituir por un experto en la materia.

Los engranajes 310a y 310b de accionamiento pueden girar en direcciones opuestas alrededor de ejes paralelos perpendiculares al tubo 50 de instrumentacion, para elevar o descender las dianas 250 de irradiacion que pasan entre los mismos. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 5, si el engranaje 310a de accionamiento gira en sentido horario y el engranaje 310b de accionamiento en sentido antihorario, las dianas 250 de irradiacion entre y debajo de los ejes de giro de los engranajes 310a y 310b de accionamiento se pueden elevar desde el subsistema 400 de almacenamiento y extraccion dentro del subsistema 200 de tubos. En contraposicion, si los engranajes 310a y 310b de accionamiento se hacen girar en las direcciones inversas, de tal manera que el engranaje 310b de accionamiento se hace girar en el sentido antihorario y el engranaje 310b de accionamiento se hace girar en sentido horario, las dianas 250 de irradiacion se pueden hacer descender desde el subsistema 200 de tubos en el subsistema 400 de extraccion.

Los engranajes 310a y 310b de accionamiento y otros ejemplos de mecanismos accionamiento que se pueden utilizar en el subsistema 300 de accionamiento de dianas de irradiacion pueden conservar el orden lineal de las dianas 250 de irradiacion que pasan entre el subsistema 200 de tubos y el subsistema 300 de almacenamiento y extraccion de dianas de irradiacion. De esta manera, se puede conservar el orden lineal general de las dianas 250 de irradiacion en todo el sistema 100 de las realizaciones ejemplares, y cualquier monitoreo de las dianas de irradiacion que depende del orden vertical de las dianas 250 irradiacion 250 dentro del tubo 50 se puede realizar con exito.

Como se muestra en la Figura 5, los engranajes 310a y 310b de accionamiento se pueden accionar por un subsistema 390 de potencia de accionamiento que permite el movimiento sincronico entre los engranajes 310a y 310b de accionamiento. La realizacion ejemplar mostrada en la Figura 5 muestra una pluralidad de engranajes individuales que transfieren movimiento desde un eje 325 de transmision de potencia a los engranajes 310a y 310b de accionamiento. El eje 325 de transmision de potencia se puede conectar engranajes 391a y 391b de transferencia inferiores dentados que se engranan con un area dentada de engranajes 392a y 392b de transferencia superiores, respectivamente, por lo que los engranajes 392a y 392b de transferencia superiores se pueden hacer girar mediante el giro del eje 325 de transmision de potencia. Los engranajes 392a y 392b de transferencia superiores pueden incluir extremos 393a y 393b roscados o de enclavamiento, respectivamente, que se engranan con o de otra manera enclavan con los engranajes 310a y 310b de accionamiento, respectivamente. De esta manera, ambos engranajes 310a y 310b de accionamiento pueden girar mediante el giro del eje 325 de transmision de potencia.

Como se muestra en la Figura 5, los engranajes 391a y 391b de transferencia inferiores se pueden engranar con orientaciones opuestas a los engranajes 310b y 310a de accionamiento, respectivamente, para hacer girar los engranajes 310a y 310b de accionamiento en direcciones opuestas como se ha descrito anteriormente. Los engranajes 392a y 392b de transferencia superiores pueden tener radios similares y engranarse con los engranajes 310b y 310a de accionamiento en radios similares para impartir un movimiento simetrico angular (los engranajes 310a y 310b de accionamiento pueden tener movimientos angulares negativos entre sf) a los engranajes 310a y 310b de accionamiento. Por lo tanto, si los engranajes 310a y 310b de accionamiento poseen radios exteriores similares en las superficies 311a y 311b, las dianas 250 de irradiacion pueden encajar en una posicion circunferencial constante dentro de las superficies 311a y 311b para permitir la retencion y ajuste de las dianas 250 de irradiacion a traves de los engranajes 310a y 310b de accionamiento descritos anteriormente.

Se entiende que cualquier procedimiento conocido de disposicion de los engranajes y/o de suministro de potencia a los engranajes 310a y 310b de accionamiento se puede utilizar en las realizaciones ejemplares. Por ejemplo, aunque un sistema de engranaje de tornillo sinfm se muestra en los engranajes 392a y 392b de transferencia superiores para los engranajes 310a y 310b de accionamiento, otras interfaces, incluyendo una interfaz de engranaje dentado y/o placa de friccion convencional, se pueden utilizar. Como alternativa, por ejemplo, los engranajes 310a y 310b de accionamiento se pueden alimentar directamente con motores electricos sin la necesidad de un subsistema 390 de potencia de accionamiento ni eje 325 de transmision de potencia.

El eje 325 de transmision de potencia se puede alimentar localmente por una variedad de medios que incluyen un motor 921, de engranajes fuera de las bombas de circulacion principales, etc., o se puede alimentar de forma remota. Como se muestra en la Figura 5, el eje 325 de transmision de potencia se puede conectar a un motor 921 capaz de hacer girar el eje 325 de transmision de potencia. Un contador 911 digital se puede conectar ademas al eje 325 de transmision de potencia para detectar una posicion, el numero de giros, y/o velocidad angular del eje 325 de transmision de potencia. Tanto el contador 911 digital como el motor 921 se pueden conectar comunicativamente a un ordenador 900.

El ordenador 900 se puede programar adecuadamente, introducirle, o tener acceso a informacion del sistema pertinente incluyendo, por ejemplo, radios de y la conexion entre los engranajes utilizados en el sistema 100 de las realizaciones ejemplares, la posicion de los engranajes y de las dianas de irradiacion en otros subsistemas 200 y 400, el perfil de flujo axial del reactor, las dimensiones de dianas de irradiacion, distribucion, y orden lineal, y/o informacion de contador 911 digital y del motor 921. Con esta informacion, el ordenador 900 puede automaticamente accionar el motor 921 y mover las dianas 250 de irradiacion a traves del sistema 100 de las realizaciones

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ejemplares. Tal accionamiento automatico se puede basar en el sistema conocido y en la informacion del reactor, incluyendo el estado en lmea. De esta manera, el ordenador 900 se puede conectar con y coordinar otros subsistemas, incluyendo el subsistema 400 de almacenamiento y extraccion de dianas de irradiacion, descritos a continuacion, para permitir la sincronizacion a traves de sistema l00 de las realizaciones ejemplares.

EL subsistema 300 de accionamiento de dianas de irradiacion puede insertar y extraer las dianas 250 de irradiacion del subsistema 200 de tubos a cualquier velocidad deseada, dependiendo de la velocidad de giro de los engranajes 310a y 310b de accionamiento y de los radios de los engranajes 310a y 310b de accionamiento. Ademas, los engranajes 310a y 310b de accionamiento pueden servir para mantener la posicion axial de las dianas 250 de irradiacion dentro del subsistema 200 de tubos. Puesto que los engranajes 310a y 310b de accionamiento se pueden mantener en su lugar mediante, por ejemplo, un sistema de engranaje de tornillo sinfrn utilizado en los extremos 393a y 393b roscados de los engranajes 392a y 392b de transferencia superiores y de los engranajes 310a y 310b de accionamiento, las dianas 250 de irradiacion se pueden mantener en posicion axial sin espacio para escapar entre los engranajes 310a y 310b de accionamiento bloqueados y el tubo 50 y/o manguito 260. Es decir, los extremos 393a y 393b roscados o de enclavamiento pueden incluir tornillos en la interfaz con los engranajes 310a y 310b de accionamiento para proporcionar movimiento y hacer girar los engranajes 310a y 310b de accionamiento, pero que evitan que los engranajes 310a y 310b de accionamiento accionen el subsistema 390 de potencia de accionamiento.

Al conservar tanto orden axial de las dianas 250 de irradiacion en el tubo 50 de instrumentacion como el orden de las dianas 250 de irradiacion insertadas o extrafdas del nucleo 15, el seguimiento e identificacion de las dianas 250 de irradiacion que pasan a traves del subsistema 300 de accionamiento de dianas de irradiacion se pueden habilitar.

Aunque el subsistema de accionamiento de dianas de irradiacion se muestra como una serie de engranajes en la Figura 5, otros mecanismos de elevacion y/o descenso de las dianas 250 de irradiacion entre los subsistemas 200 y 400 se pueden utilizar como se apreciara por un experto en la materia. Por ejemplo, un accionador o accionamiento neumatico entre los subsistemas 200 y 400 puede servir para mover y mantener las dianas 250 de irradiacion entre estos subsistemas. De esta manera otros mecanismos se pueden utilizar para el subsistema 300 de accionamiento de dianas permitiendo al mismo tiempo que el sistema 100 de generacion de radioisotopos de las realizaciones ejemplares funcione durante la insercion y extraccion dianas de irradiacion en los tubos 50 de instrumentacion de operacion de reactores nucleares.

Subsistema de almacenamiento y extraccion de dianas de irradiacion

La Figura 6 es una ilustracion de un subsistema 300 de almacenamiento y extraccion de dianas de irradiacion de las realizaciones ejemplares. Como se muestra en la Figura 6, las dianas 250 de irradiacion pueden entrar o salir del subsistema 300 de accionamiento de dianas de irradiacion cerca de la parte superior de subsistema 400 de almacenamiento y extraccion. Las dianas 250 de irradiacion pueden entrar/salir del subsistema 300 de almacenamiento a traves de un tubo 420 de retencion que va desde una salida del subsistema 300 de accionamiento de dianas de irradiacion hacia abajo en una posicion inferior en la camara 20 seca. El tubo 420 de retencion pueden ser un tubo ngido fabricado de un material disenado para mantener sustancialmente sus caractensticas ffsicas cuando se expone a la radiacion presente cerca de un reactor nuclear en operacion, incluyendo, por ejemplo, acero inoxidable, aleacion en base a mquel, titanio, etc.

Las dianas 250 de irradiacion no irradiadas (nuevas) pueden viajar a traves del tubo 420 de retencion para cargarse en el subsistema 300 de accionamiento de dianas de irradiacion y/o las dianas 250 de irradiacion irradiadas (que ahora contienen radioisotopos de corta duracion de la exposicion al flujo de neutrones del nucleo) pueden viajar hacia abajo en el tubo 420 de retencion para almacenarse en el tubo 420 de retencion despues de su extraccion del reactor operativo mediante el subsistema 300 de accionamiento de dianas de irradiacion. El tubo 420 de retencion puede incluir un tubo 410 de salida situado cerca de una brecha en el tubo 420 de retencion y un mecanismo 415 de extraccion, que se describe a continuacion con respecto a la Figura 7.

El mecanismo 415 de extraccion puede empujar las dianas 250 de irradiacion desde el tubo 420 de retencion a un tubo 410 de salida. El tubo 410 de salida se puede hacer pasar despues a traves de la contencion 411 hasta un area 412 de retencion superior, donde las dianas 250 de irradiacion se pueden recoger para su uso como radioisotopos. El tubo 410 de salida se puede hacer pasar a traves de la contencion 411 en una variedad de maneras, incluyendo a traves de tubenas y/o escotillas conocidas en la camara 20 seca que salen de la contencion 411 y/o a traves de un paso especialmente disenado a traves de la contencion 411. Tal paso se puede disenar especialmente para mantener la presurizacion y/o la seguridad de la contencion.

La Figura 7 es una ilustracion de un mecanismo 415 de extraccion de las realizaciones ejemplares. Como se muestra en la Figura 7, el mecanismo 415 de extraccion de las realizaciones ejemplares puede incluir una barra 418 de empuje conectada a un eje 417 y una rueda 416 de accionamiento en una configuracion de piston/rueda. La rueda 416 de accionamiento se puede accionar mediante el engranaje 414 de extraccion para girar y empujar las dianas 250 de irradiacion en el tubo 410 de salida desde el tubo 420 de retencion.

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El engranaje 414 de extraccion puede ser un engranaje convencional conectado a la rueda 416 de accionamiento o puede ser una configuracion de engranaje de tomillo y tornillo sinfm como se muestra en la Figura 7. El engranaje 414 de extraccion se puede conectar al subsistema 390 de potencia de accionamiento y/o al eje 325 de transmision de potencia (Figura 5) en momentos deseados para extraer de forma sincronica las dianas de irradiacion a medida que se mueven por el subsistema 300 de accionamiento de dianas de irradiacion. De esta manera, la ubicacion exacta y la identificacion de las dianas 250 de irradiacion pueden ser posible entre los subsistemas, mediante el mantenimiento del orden de las dianas y/o del movimiento sincronico de las dianas 250 a traves del sistema 100 de generacion de radioisotopos de las realizaciones ejemplares. Como alternativa, un motor 922 y/o contador 912 digital se pueden fijar al eje 325 de accionamiento para proporcionar la localizacion giratoria y la sincronizacion con el ordenador 900. Un sistema de este tipo puede ser similar a la combinacion de motor 921/contador digital 911 que se ha descrito anteriormente en la Figura 5 y puede transmitir informacion similar al ordenador 900 compartido para facilitar la sincronizacion del movimiento y extraccion de las diana 250 de irradiacion dentro/del sistema 100 de las realizaciones ejemplares.

Aunque el mecanismo 415 de extraccion de las realizaciones ejemplares se muestra como una configuracion de piston/rueda, otros tipos de mecanismos de extraccion se pueden utilizar con las realizaciones ejemplares. Por ejemplo, el mecanismo de extraccion puede incluir un accionador accionado de forma remota que simplemente empuja las dianas 250 de irradiacion en el tubo 410 de salida tras el accionamiento. Otros tipos de mecanismos de extraccion conocidos en la tecnica se pueden sustituir por el mecanismo de extraccion como sera conocido por un experto en la materia.

Como se muestra en la Figura 6, las dianas 250 de irradiacion pueden cargar el tubo 420 de retencion hacia abajo hasta un mecanismo 450 de control de flujo. Un tubo 460 de distribucion se puede extender hacia arriba y alrededor de los subsistemas 400 y/o 300 hasta un deposito 419 de dianas de irradiacion en forma de espiral. De esta manera, la gravedad puede accionar las dianas 250 de irradiacion hacia abajo a traves del tubo 460 de distribucion hasta el mecanismo 450 de control de flujo. Aunque el tubo 460 de distribucion se muestra como una espiral, cualquier numero de configuraciones se puede utilizar, incluyendo una trayectoria recta o hacia arriba desde el deposito 419 con la ayuda de un sistema de accionamiento adicional para empujar las dianas de irradiacion hasta el mecanismo 450 de control de flujo.

El mecanismo 450 de control de flujo puede ser un conjunto de engranajes dentados y/o con superficies especiales similares a los engranajes 310a y 310b de accionamiento del subsistema 300 de accionamiento de dianas de irradiacion (Figura 5), y las descripciones de las porciones redundantes de los mismos se omiten. El mecanismo de control de flujo puede incluir un par de engranajes horizontales en lugar de verticales, como los engranajes 310a y 310b de accionamiento. Similar a los engranajes 310a y 310b, el mecanismo 450 de control de flujo se puede mover por engranajes de tornillos sinfm conectados al eje de accionamiento por engranajes de conexion. Un eje de accionamiento se puede conectar a un motor y/o contador, ambos de los que se pueden conectar al ordenador 900, que puede coordinar aun mas y controlar el movimiento de las dianas 250 de irradiacion con el mecanismo 450 de control de flujo.

El mecanismo 450 de control de flujo puede retener y/o mover las dianas de irradiacion entre el tubo 460 de distribucion y el tubo 420 de retencion, que pueden ambos tener aberturas cerca del mecanismo 450 de control de flujo. Debido a que las dianas de irradiacion se pueden accionar por gravedad desde el deposito 490, el mecanismo 450 de control de flujo puede servir para bloquear las dianas de irradiacion de empujarse hacia arriba en el tubo 420 de retencion en los momentos indeseados. El mecanismo 450 de control de flujo se puede accionar por el mismo conjunto 320 de engranajes y/o por el accionamiento 325 de alimentacion como en el subsistema 300 de accionamiento de dianas de irradiacion (Figura 5) para simplificar y conservar la sincroma del sistema 100 de generacion de radioisotopos de las realizaciones ejemplares. El software en el ordenador 900 que controla el mecanismo 450 de control de flujo puede mantener la sincroma entre todos los subsistemas 200, 300, y 400.

El mecanismo 450 de control de flujo se muestra como un conjunto de engranajes dentados; sin embargo, diversos tipos diferentes de dispositivos de bloqueo, tales como accionadores, valvulas, etc., se pueden utilizar para controlar el movimiento de las dianas de irradiacion entre el tubo 460 de distribucion y el tubo 250 de retencion.

Mediante la configuracion del sistema 400 de almacenamiento y extraccion de las realizaciones ejemplares, el orden y la linealidad de las dianas 250 de irradiacion se pueden conservar desde su insercion hasta su extraccion del sistema 100 de generacion de radioisotopos de las realizaciones ejemplares. Por ejemplo, como las dianas 250 de irradiacion se alimentan en el tubo 420 de retencion del sistema 300 de accionamiento de irradiacion despues de haberse irradiado en el nucleo, las dianas se pueden sustentar y/o accionarse en el tubo 460 de distribucion hasta que todos los tubos de irradiacion se extraigan del subsistema 200 de tubos de instrumentacion. Debido a la naturaleza de accionamiento por gravedad del tubo 460 de distribucion, el mecanismo 450 de control de flujo puede permitir que las dianas 250 de irradiacion irradiadas retornen al mecanismo 415 de extraccion, que puede extraer de forma smcrona las dianas 250 de irradiacion irradiadas en cola hacia el tubo 410 de salida. De esta manera, el orden vertical exacto de las dianas de irradiacion, de la posicion mas superior a la posicion mas inferior en el tubo 50, se puede mantener a medida que las dianas 250 de irradiacion irradiadas se dirigen fuera de la contencion 411.

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El flujo de neutrones dentro del nucleo 15 es generalmente conocido o determinable para un experto en la materia. Al conservar el orden lineal de las dianas de irradiacion en el nucleo, el sistema 100 de las realizaciones ejemplares puede proporcionar la maxima actividad espedfica en las dianas 250 de irradiacion. De esta manera, la actividad espedfica de las dianas 250 de irradiacion se puede maximizar permitiendo que las dianas esten preparadas para su descarga para colocarse en una posicion axial con flujo propicio para generar una actividad espedfica requerida para el uso medico y/o industrial de las dianas 250 de irradiacion.

Ademas, mediante la configuracion mostrada en la Figura 6, el tubo 460 de distribucion puede tener una longitud aproximadamente igual a una longitud del tubo 50 de instrumentacion, impidiendo de este modo un recuento incorrecto o desbordamiento de las dianas de irradiacion en el subsistema 300 de accionamiento de dianas de irradiacion o subsistema 200 de tubos. El deposito 419 puede almacenar dianas de irradiacion adicionales que se pueden liberar en el tubo 460 de distribucion, despues de que todas las dianas 250 de irradiacion irradiadas con anterioridad hayan pasado al tubo 420 de retencion. De esta manera, el deposito 419 puede proporcionar continuamente dianas 250 de irradiacion en el sistema 100 de generacion de radioisotopos de las realizaciones ejemplares y puede maximizar la produccion de radioisotopos.

El deposito 419 puede actuartanto como un repositorio de distribucion de dianas y un repositorio para la colocacion de las dianas 250 que salen del bucle 460 apilado. Cuando el subsistema 300 y/o el mecanismo 450 de control de flujo hacen avanzar las dianas en el nucleo del reactor, se puede permitir na salida de dianas 250 adicionales del repositorio 419 por gravedad y su introduccion en el tubo 460 de distribucion. Cuando las dianas se extraen del nucleo del reactor, las dianas se pueden mover de nuevo en el deposito 419 repositorio. El deposito 419 puede ser una variedad de formas que permiten dicho movimiento de las dianas de irradiacion, incluyendo, por ejemplo, un deposito en forma de embudo.

El subsistema 400 de almacenamiento y extraccion de dianas irradiacion de las realizaciones ejemplares que se muestra en la Figura 6 puede facilitar la extraccion y/o almacenamiento ordenado de las dianas 250 de irradiacion que contiene radioisotopos de corta duracion que se pueden utilizar en aplicaciones medicas e industriales; sin embargo, otros subsistemas de las realizaciones ejemplares pueden permitir la extraccion con exito de las dianas 250 de irradiacion irradiadas del sistema 100 de generacion de radioisotopos. Por ejemplo, el subsistema de extraccion 300 puede consistir enteramente en un tubo de salida dirigido fuera de la contencion, de manera que las dianas 250 de irradiacion pueden salir directamente del recipiente 10 desde los sistemas de accionamiento de dianas de irradiacion y/o cargarse directamente en el recipiente 10 desde el mismo.

Operacion del sistema de generacion de radioisotopos

En los sistemas de generacion de radioisotopos de las realizaciones ejemplares que se han descrito anteriormente, es posible resumir la operacion de tales realizaciones ejemplares para lograr los procedimientos ejemplares. Las dianas 250 de irradiacion nuevas se pueden almacenar en el deposito 419 (Figura 6) y/o mantenerse en el tubo 460 de distribucion por el mecanismo 450 de control de flujo. Tras la liberacion o la activacion del mecanismo 450 de control de flujo, las dianas 250 de irradiacion se pueden mover hacia arriba a traves del tubo 420 de retencion, accionadas por gravedad debido a que el deposito 419 se encuentra por encima del tubo 420 de retencion y/o del mecanismo de control de flujo.

Una vez que una cantidad suficiente de dianas 250 de irradiacion se ha hecho pasar al tubo 420 de retencion, las dianas 250 de irradiacion pueden salir del tubo 420 de retencion cerca de los engranajes 310a y 310b de accionamiento (Figura 5). Los engranajes 310a y 310b de accionamiento se pueden hacer girar para acoplarse con las dianas 250 de irradiacion que salen del tubo 420 de retencion. Los engranajes 310a y 310b de accionamiento pueden mover secuencialmente las dianas 250 de irradiacion en el manguito 260 (Figura 3), conservando el orden de las dianas 250 de irradiacion. Las dianas 250 de irradiacion se pueden accionar continuamente en el manguito 260 para pasar al tubo 50 de instrumentacion a traves de la abertura 51 y hasta dentro del nucleo 15. Una vez que el tubo 50 de instrumentacion y el manguito 260 se cargan con dianas de irradiacion, los engranajes 310a y 310b de accionamiento pueden mantener las dianas de irradiacion en su lugar en el tubo 50.

El nucleo 15 se puede operar en algun momento, mientras que las dianas de irradiacion se retienen en el tubo 50 y en el nucleo 15. Al conocer el perfil de flujo axial del nucleo 15 y la distribucion de dianas 250 de irradiacion, las dianas de irradiacion se podran retener dentro del nucleo 15 durante un penodo de tiempo para convertir sustancialmente las dianas 250 de irradiacion en radioisotopos deseados.

Al finalizar el penodo de tiempo deseado, los engranajes 310a y 310b de accionamiento pueden dejar de retener las dianas 250 dentro del tubo 50 y el manguito 260 y/o en la direccion inversa para permitir que las dianas de irradiacion pasen del manguito 260 hacia atras en el tubo 420 de retencion. Este accionamiento descendente las dianas 250 de irradiacion puede hacer retornar otras dianas de irradiacion en el tubo 420 de retencion o tubo 460 de distribucion mas atras en el tubo 460 de distribucion. El mecanismo 450 de retencion puede ayudar aun mas el retorno de las dianas de irradiacion al tubo 460 de distribucion o, como alternativa, puede evitar que cualquier diana de irradiacion entre en el tubo de retencion o extraer esas dianas 250 que hacen que el tubo 420 de retencion se vade cuando la dianas 250 de irradiacion irradiadas se hacen pasar hacia abajo en el tubo 420 de retencion.

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Una vez que todas las dianas 250 de irradiacion irradiadas se vadan del manguito 260 en el tubo 420 de retencion, el mecanismo 450 de retencion puede accionar, o permitir que la gravedad accione, la dianas 250 de irradiacion irradiadas en un tubo 410 de salida (Figura 7). Un mecanismo de extraccion puede empujar de forma smcrona las dianas 250 de irradiacion en el tubo 410 de salida con su movimiento por el mecanismo 450 de retencion.

Desde el tubo 410 de salida, las dianas 250 de irradiacion irradiadas se pueden extraer de la contencion 411 y recogerse para su uso medico o industrial. Durante toda la operacion de los sistemas de las realizaciones ejemplares, las dianas 250 de irradiacion mantienen un orden lineal. Todo el procedimiento descrito anteriormente se puede automatizar con un usuario u ordenador 900 remoto que accione los diversos subsistemas como se ha descrito anteriormente con respecto a cada subsistema. Por ejemplo, un ordenador 900 remoto puede iniciar la insercion de dianas 250 en el nucleo 15 y puede calcular el perfil de flujo axial del nucleo 15 y las caractensticas de la irradiacion neutronicos de las dianas 250 que se tienen que colocar en el nucleo 15. Al conocer el orden lineal de las dianas de irradiacion y, por lo tanto, su colocacion axial en el nucleo, el ordenador puede calcular un tiempo de exposicion deseado. Al finalizar el tiempo de exposicion, el equipo puede iniciar la extraccion de dianas 250 desde el nucleo y, una vez que todas las dianas 250 son extrafdas del nucleo 15, el ordenador 900 puede iniciar la extraccion de dianas 250 de los sistemas de las realizaciones ejemplares y de la contencion 411. Las propiedades de actividad y de radiacion exactas de cada diana 250 de irradiacion se pueden calcular en su orden lineal despues de la extraccion, lo que permite la recogida y uso de los radioisotopos presentes en la dianas 250 de irradiacion irradiadas.

Dianas de irradiacion

Las Figuras 8A y 8B son ilustraciones de dianas 250a y 250bde irradiacion de las realizaciones ejemplares. Como se muestra en la Figura 8A, la diana 250a de irradiacion puede ser mas o menos esferica para permitir el giro y rodadura a traves de aparatos de las realizaciones ejemplares. Sin embargo, como se ha descrito anteriormente, las dianas de irradiacion pueden tener tambien otras formas. Por ejemplo, hexaedros y/o cilindros se pueden utilizar como dianas 250 de irradiacion para evitar su rodadura en algunas o todas las direcciones o para alojar diferentes geometnas y/o ubicaciones de tubos 50 de instrumentacion. Las superficies de los engranajes de accionamiento y las formas de tubo se pueden variar para coincidir con estas geometnas de dianas de irradiacion diferentes.

Como se muestra en la Figura 8A, la diana 250a de irradiacion puede ser generalmente solida y fabricarse a partir de un material que se convierte en un radioisotopo util cuando se expone al flujo de neutrones presente en un reactor nuclear comercial operativo. Por otra parte, diferentes materiales se pueden colocar a modo de placas o capas en diferentes radios de la diana 250a de irradiacion de permitir una manipulacion y recogida mas facil y de los radioisotopos de la diana 250a de irradiacion.

Como alternativa, como se muestra en la Figura 8B, la diana de 250b irradiacion puede ser generalmente hueca e incluir un material lfquido, gaseoso, y/o solido que se convierte en un radioisotopo gaseoso, lfquido y/o solido util cuando se expone al flujo de neutrones presente en un reactor nuclear comercial operativo. Una cubierta 251 puede rodear y contener el material 250 de dina lfquido, solido o gaseoso, experimentando la cubierta 251 cambios ffsicos insignificantes cuando se expone a un flujo de neutrones, incluyendo, por ejemplo, acero inoxidable y/o aluminio. Un puerto 253 de acceso puede permitir el acceso a traves de la cubierta 251 para la recogida de los radioisotopos producidos en la diana 250b de irradiacion. Por ejemplo, el puerto 253 de acceso se puede soldar o roscar en la cubierta 251 para proporcionar una junta estanca para el material 252 de diana lfquido/solido/gaseoso y los radioisotopos producidos. El puerto 253 de acceso puede incluir un area 255 frangible que se desgarre facilmente, se perfore facilmente, etc. cuando se somete a una fuerza externa apropiada cuando el radioisotopo lfquido/solido/gaseoso esta listo para ser recogido.

Aunque el sistema 100 de generacion de radioisotopos de las realizaciones ejemplares se ha descrito en detalle como un aparato que se puede utilizar para realizar los procedimientos ejemplares de produccion y recogida de isotopos de corta duracion, se entiende que otros aparatos se pueden utilizar para realizar los procedimientos ejemplares. Por ejemplo, un manguito cerrado que contiene dianas de irradiacion se puede insertar y extraer de los tubos de instrumentacion de los reactores comerciales operativos en una forma de "cartucho" a diversos intervalos para exponer adecuadamente las dianas de irradiacion al flujo de neutrones suficientemente para crear radioisotopos de corta duracion utilizables.

Diversos radioisotopos diferentes se pueden generar en las realizaciones ejemplares y en los procedimientos ejemplares. Las realizaciones ejemplares y los procedimientos ejemplares pueden tener una ventaja particular en que permiten la generacion y recogida de radioisotopos de corta duracion en una escala de tiempo relativamente rapida en comparacion con la vida media de los radioisotopos producidos, sin necesidad de apagar un reactor comercial, un procedimiento potencialmente costoso, y sin procedimientos de extraccion isotopica y/o qmmica peligrosos y prolongados. Aunque los radioisotopos de corta duracion que tienen aplicaciones de diagnostico y/o terapeuticas se pueden producir con los aparatos y procedimientos ejemplares, los radioisotopos que tienen aplicaciones industriales y/o medias vidas largas se pueden generar tambien.

Las dianas 250 de irradiacion y la cantidad de tiempo de exposicion en el tubo 50 de instrumentacion se pueden seleccionar en los procedimientos y aparatos ejemplares para determinar el tipo y la concentracion del radioisotopo

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producido. Es dedr, como se ha descrito anteriormente, debido a que se conocen los niveles de flujo axiales dentro de un reactor operativo, y debido a que las realizaciones ejemplares pueden permitir un control preciso de la posicion axial de las dianas 250 de irradiacion utilizadas en los aparatos y procedimientos de las realizaciones ejemplares, el tipo y tamano de la diana 250 de irradiacion y el tiempo de exposicion se pueden utilizar para determinar los radioisotopos resultantes y su fuerza. Es conocido para un experto en la materia y de referencia a los graficos de descomposicion y en seccion transversal convencionales que tipos de dianas 250 de irradiacion van a producir radioisotopos deseados dada la exposicion a una cantidad particular de flujo de neutrones. Ademas, las dianas 250 de irradiacion se pueden elegir en base a su seccion transversal de neutrones relativamente mas pequena, para no interferir sustancialmente con la reaccion en cadena nuclear que ocurre en un nucleo del reactor nuclear comercial operativo.

Por ejemplo, se sabe que el Molibdeno-99 se puede convertir en Tecnecio-99m con una vida media de aproximadamente 6 horas cuando se expone a una cantidad particular de flujo de neutrones. El Tecnecio-99m tiene diversos usos medicos especializados, incluyendo imagenes medicas y diagnostico de cancer, y una vida media de corta duracion. Al utilizar dianas 250 de irradiacion fabricadas de Molibdeno-99 y expuestas a un flujo de neutrones en un reactor operativo en base al tamano de la diana 250, se puede generar y recoger Tecnecio-99m en los aparatos y procedimientos de las realizaciones ejemplares mediante la determinacion del tamano de la diana de irradiacion que contiene Mo-99, la posicion axial de la diana en el nucleo nuclear operativo, el perfil axial del nucleo nuclear operativo, y la cantidad de tiempo de exposicion de la diana de irradiacion.

La Tabla 1 a continuacion enumera diversos radioisotopos de corta duracion que se puedan generar en los procedimientos ejemplares utilizando una diana 250 de irradiacion adecuada. La vida media mas larga de los radioisotopos de corta duracion mencionados puede ser de aproximadamente 75 dfas. Teniendo en cuenta que la parada del reactor y la extraccion del combustible gastado pueden ocurrir con tan poca frecuencia como dos anos, con la extraccion y recogida de radioisotopos de procedimientos significante que requieren combustible y lostiempos de parada, los radioisotopos que figuran a continuacion no se pueden producir y recoger de forma viable del combustible nuclear gastado convencional.

Tabla 1 - Lista de radioisotopos potenciales producidos

Material padre: Radioisotopo Producido Vida media (aproximadamente) Uso potencial

Molibdeno-99: Tecnecio-99m 6 horas Imagenes de cancer y organos pobremente cargados

El cromo-50: Cromo-51 28 dfas Trastornos de globulos rojos en sangre y gastrointestinales

Cobre-63: Cobre-64 13 horas Estudio de las enfermedades de Wilson y Menke

Disprosio-164: Disprosio-165 2 horas Tratamiento de sinovectoirna de la artritis

Erbio-168: Erbio-169 9.4 dfa Alivio del dolor de la artritis

Holmio-165: Holmio-166 27 horas Cancer hepatico y tratamiento del tumor

Yodo-130: Yodo-131 8 dfas Cancer de tiroides y su uso en la terapia beta

Iridio-191: Iridio-192 74 dfas Tratamiento de cancer por radioterapia interna

Hierro-58: Hierro-59 46 dfas Estudio del metabolismo del hierro y trastornos esplenicos

Lutecio-176: Lutecio-177 6.7 dfa Imagines y tratamiento de tumores endocrinos

Paladio-102: Paladio-103 17 dfas Braquiterapia para el cancer de prostata

Fosforo-31: Fosforo-32 14 dfas Tratamiento de policitemia vera

Potasio-41: Potasio-42 12 horas Estudio del flujo sangumeo coronario

Renio-185: Renio-186 3,7 dfas Tratamiento de cancer de hueso

Samario-152: Samario-153 46 horas Alivio del dolor por cancer secundario

Selenio-74: Selenio-75 120 dfas Estudio de las enzimas digestivas

(continuacion)

Sodio-23: Sodio-24 15 horas Estudio de electrolitos

Estroncio-88: Estroncio-89 51 d^as Alivio del dolor de prostata y cancer de hueso

Iterbio-168: Iterbio-169 32 d^as Estudio de lfquido cefalorraqrndeo

Iterbio-176: Iterbio-177 1,9 horas Se utiliza para producir Lu-177

Itrio-89: Itrio-90 64 horas Braquiterapia del cancer

La Tabla 1 no es una lista completa de los radioisotopos que se pueden producir en las realizaciones ejemplares y procedimientos ejemplares, sino mas bien es ilustrativa de algunos radioisotopos que se pueden utilizar con las 5 terapias medicas, incluyendo el tratamiento de cancer.

Con la seleccion de diana apropiada, casi cualquier radioisotopo de corta duracion se puede producir y recoger para su uso a traves de las realizaciones y procedimientos ejemplares.

En las realizaciones ejemplares que se han descrito de este modo, se apreciara por un experto en la materia que las realizaciones ejemplares se pueden variar a traves de experimentacion rutinaria y sin actividad inventiva adicional. 10 Las variaciones no han de considerar como fuera del alcance de las realizaciones ejemplares.

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REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento de produccion de radioisotopos, comprendiendo el procedimiento;

insertar al menos una diana (250) de irradiacion en un manguito (260) de un subsistema de tubo, insertandose el manguito en un tubo (50) de instrumentacion de un reactor (10) nuclear, extendiendose el tubo de instrumentacion en el reactor y teniendo una abertura (51) accesible desde el exterior del reactor, para exponer la diana de irradiacion al flujo de neutrones presente en el reactor nuclear cuando opera, convirtiendose sustancialmente la diana de irradiacion en un radioisotopo cuando se expone a un flujo de neutrones presente en el reactor nuclear, teniendo el manguito un diametro interior sustancialmente constante, y el sistema de tubo incluyendo ademas al menos una pinza (266) conformada para acoplarse con el manguito y una superficie interior variable del tubo de instrumentacion; y

extraer la diana de irradiacion y los radioisotopos producido del tubo de instrumentacion.
2. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que el reactor nuclear es un reactor nuclear de mas de 100 Megavatios electrico.
3. El procedimiento de la reivindicacion 1 o 2, en el que la insercion y la extraccion se realizan mientras el reactor nuclear esta operando.
4. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el radioisotopo producido tiene una vida media de 75 dfas o menor.
5. El procedimiento de la reivindicacion 4, en el que la diana de irradiacion es una seleccionada del grupo que consiste en Molibdeno-99, Cromo-50, Cobre-63, Disprosio-164, Erbio-168, Holmio-165, Yodo-130, Iridio-191, Hierro- 58, Lutecio-176, Paladio-102, Fosforo-31, Potasio-41, Renio-185, Samario-152, Selenio-74, Sodio-23, Estroncio-88, Iterbio-168, Iterbio-176 e Itrio-89.
6. El procedimiento de la reivindicacion 4, en el que el radioisotopo producido se elige del grupo que consiste en Tecnecio-99m, Cromo-51, Cobre-64, Disprosio-165, Erbio-169, Holmio-166, Yodo-131, Iridio-192, Hierro-59, Lutecio- 177, Paladio-103, Fosforo-32, Potasio-42, Renio-186, Samario-153, Selenio-75, Sodio-24, Estroncio-89, Xenon-133, Iterbio-169, Iterbio-177, e Itrio-90.
7. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de exposicion incluye: elegir un diana de irradiacion con una seccion transversal de neutrones conocida; y

situar la diana de irradiacion en una posicion axial en el tubo de instrumentacion durante una cantidad de tiempo que corresponda a una cantidad de tiempo requerida para convertir sustancialmente toda la diana de irradiacion en un radioisotopo a un nivel de flujo correspondiente a la posicion axial en base al perfil de flujo de neutrones axial del reactor nuclear operativo.
8. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas:

extraer las dianas de irradiacion y los radioisotopos producidos desde una estructura de contencion que rodea el reactor nuclear.
9. Un sistema de generacion de radioisotopos, comprendiendo el sistema:

un subsistema (200) de tubo configurado para permitir la insercion y extraccion de al menos una diana (250) de irradiacion en un tubo (50) de instrumentacion de un reactor nuclear; incluyendo el subsistema de tubo un manguito (260) insertado en el tubo de instrumentacion, teniendo el manguito un diametro interior sustancialmente constante, e incluyendo ademas al menos una pinza (266) conformada para acoplarse con el manguito y una superficie interior variable del tubo de instrumentacion;

un subsistema (300) de accionamiento de dianas de irradiacion configurado para insertar y extraer la al menos una diana de irradiacion del tubo de instrumentacion del reactor nuclear; y

un subsistema (400) de almacenamiento y extraccion de dianas de irradiacion configurado para almacenar la al menos una diana de irradiacion.
10. El sistema de la reivindicacion 9, en el que el manguito es modular.
11. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 9 o 10, en el que el manguito se extiende mas alla de una abertura en el tubo de instrumentacion hasta el subsistema de accionamiento de dianas de irradiacion.