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ESCUELA POLITECNICA NACIONAL
LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS 2012
pnÁcrrcA r.
MANEJo DE vARTABLES DE EXposIcIóN RADrocnÁErcA.
1.1 OBJETIVOS.
. Resolver problemas relacionados con el manejo de variables de exposición
radiográfica.
. Utilizar diagramas de exposición para rayos x y rayos gamma, curyas
características de películas radiográficas, curvas de decaimiento radioactivo,
factores de corrección, etc.
1.2 MARCO TEÓRICO.
La radiografía industrial se fundamenta en hacer incidir radiación electromagnética
sobre el objeto examinado. Parte de esta radiación será atenLrada, por lo que la
radiación emergente del objeto tendrá diferente intensidad, que quedará registrada al
incidir sobre la película radiográfica.
I.2.I DEFINICIOI{ES.
l.2.l.l Curie (Ci).
Unidad de medida de la actividad de un radioisótopo.
t.2.t.2
lBq:1
Becquerel (Bq).
desintegración
segundo
1Ci :37 GBq
1.2.1.3 Róentgen (R).
Es la unidad de radiación x ó y, que en 1 cm3 de aire, a condiciones normales de
presión y temperatura, producen 2,09'10e pares de iones. Para rayos x, la radiación se
mide en R a 1 m de distancia del foco emisor en la unidad de tiempo. Para rayos y la
radiación se expresa por el coeficiente de emisión gamma específico Ey.
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1.2.L.4 Coeficiente de emisión gamma específico (Ey)
Es el coeficiente por medio del cual se expresa la cantidad de Róentgen producidos por
cada Curie de radioisótopo a 1 m de dlstancia en t hora.
1.2.1.5 Rad.
Es la cantidad de radiación absorbida por el material cuando un cm3 de su masa es
sometida a 1 Róentgen de irradiación, equivalente a 100 ergios por gramo de material.
1.2.1.6 Rem.
Es la cantidad de radiación absorbida en rads, multiplicado por su factor de
equivalencia biológica relativa (EBR),
1.2.1.7 Equivalente Biológico Relativo (EBR).
Cuantifica los efectos biológicos de los diferentes tipos de radiación.
EBR TIPO DE RADIACION1
2A10A.
'10
Rayos X, gamma y partículas BetaParlículas AlfaProtonesNeutrones lentosNeutrones rápidos
1.2.1.8 Período de semidesintegración.
También 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 VAzuABLES.
1.2.2.1 Exposición o cantidad de radiación.
Rx E:I't=kteRy:E - A't:kteDonde:
E: exposición (mA min, ó Ci h)
l: intensidad de exposición (mA)
t: tiempo (min, h)
A: actividad de la fuente (Ci)
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7.2.2.2 Ley de la inversa del cuadrado de la distancia.
Donde,
t:
d:
texpl
1.2.2.3 Penumbra.
t ,2t,^pl dr' 12:-
)t"*p2 dr' 11
intensidad de la fuente
distancia fuente - película
tiempo de exposición
p-
penumbra
r-tamaño del foco f - 'J At + b'espesor a radiografiar
espesor del material base
distancia fuenie película
d istancia fuente objeto
distancia objeto película
tt,
1
I
I
iI
Donde:
p.
--l-.
A,'vl.
e:
d=dfp
dfo:
dop:
objetr:
t' t
II
iI
II p8t'tunlll.rt[l
1.2.2.4 Distancia mínima según penumbra.
t-
r - f '€,
-od ,.,,in: - Ltpmax
Donde:
dmin. distancia mínima
Pmaxt penumbra máxima
F: tamaño de foco
foco
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et. espesor a radiografiar
Para obtener valores de penumbra aceptables y
utilizar ios valores de penumbra máxima, en
radiografiar (ASTM E94)
recomendadas en normas, dn,'¡n debe
función del espesor del material a
1.2.2.5 Actividad de una fuente de radioisótopo.
A, = Ao'fA^Á_u
-1 L, -'2"
t,,tt
- 7,,,
Donde:
At: actividad de la fuente en el tiempo t
f: factor multiplicador
t: tiempo
Ao: actividad inicial de la fuente
n: semiperíodo
Tv: tiempo de vida de la pastilla desde A0 hasta At
Ttni vida media
I.2.3 TIEMPO DE EXPOSICIÓN.
espesor [mm] pmax [mm]
e<5 1
51 <e<7676<e<102102<e
0,510,761,021,79
t"*, : t r' -fr' .f ,' -f ,' .f,Donde:
t"*pt tiempo de exposición
t"l tiempo del diagrama de exposición
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fni factor de corrección por densidad
fp: factor de corrección por película
fo: factor de corrección por distancia
fut factor de corrección por varios (mA, kv, materiar, técnica, etc)
Las películas tipo Il, entre otras, son las siguientes: Cronex NDT 65, 70,75., Structurix
D5, D7; Kodak AA, AX. Existen diagramas de exposición según el tipo de fuente,
material, película, densidad. etc. (Ver Anexos),
1.3 AI\EXOS.
1.3.1 VALORES DE ALGUNAS VARIABLES Y CONSTANTES.
Algunos de los valores de constantes y variables para el Cobalto 60, Co6O; e lridio 1g2,
1r192 son:
VARIABLES Y CONSTANTES RADIOISOTOPOCo60 1r192
Semiperíodo (T112)Rango de aplicación (cm)
AluminioAcero
Coeficiente de emisión ,v específicomR
-hLtActividad específicaEnergía (MeV)
5,3 años
4tr ,¡itr
5 - 151 '130
'1 100 Ci/gr1,17 - 1 ,33
75 días
3-2A/,at- I
550
1O 000 Ci/gr0,30 - 0,61
1.3.2 FACTORES DE EQUIVALENCTA RADTOCnÁrrCe.
MATERIAL (METAL) NIVEL DE ENERGiA100 [kvl 1s0 [kvl 1r192 Co60
AluminioAleación de aluminioTodos los acerosCobreZincBroncePlomo
0,080ln'l,0
]'u
14,0
4,120,141,0'i,6
1,41,414,0
0,350,351,01,1
1,1
1,1
4,0
0,350,351,011t,t1,01,0¿.J
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1,fiüü
ü.5üü
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ü,1ü0
ü.üqq
0.ü3
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[t.ü1ü
ü.üüF
ü,0ü2
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{l.llclllür ln ircliuirliltl r+lllff ¡l+llte
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= irlc;rho tle 375 tli¡s
Au = 10ü t_i I T,¡;2 = 75 rlits
Selltil¡eriotl*+ tl ¡¡llsr:tl¡ ritlos:
3il 's ' tlelirctl¡v¡tj
¡lrllff 5 tl,t, crlrre$¡iolttl+
rur f¡tl*r tle ti.03 luetto'
Al='lü0x0.03=3'0il¡
\\
\\
\
\
\
\\
\\
ü 10 12
Curva de decaimiento d* los radioi¿étopüs. parü el calcul* de la
attividad remf,nente0RDENADAS: Actividad rernanentÉ f ümfi frate ion de la inicinl
ABSüISAS : Ti+mpo transcurrido' en p*riodo: de c*midesint*gracién
Figura 1. Curva de decaimiento de los isótopos (valida para elcálculo d la actividad remanente)
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CARATTERISTIüAS DE LA PELICULA
TrilS cit^ÉT iFOEI
- l¡{5TnUf,Tln¡iÜH LY,D0 rl0rl lj5E
- nALliüüRAtrll¡cSTAHDARD,
É{É{n7fi z.tlü
LOG, EXFOSITION RELATIVA
Figura 2. Curvas caracteristicas de películas radiográficas, tipos l, ll y lll
11
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t Li m\JA5 *A R,e trE Fil STt tA$trEl:flfi ULñ5 fi HüF{EHg F"¡NT É1, 75, TIJ,
85, 55, 45, 35
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Figura 3. Curvas características de películas radiográficas, Cronex
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ESCUELA PA L{TEC NIC A N AC I O N AL
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Figura 4. Curvas características de películas radiográficas, FUJI
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CURVAS DEHSITOiUIETR ICAS
tj!tI
a¡t
1,0
'¡.5
lTi"q' rqq l
Iw;tr.lal
Ret*t lrre exFosurÉ fact'ors
100 kv{1} zs0ku É} lr 192 f3l Cs60 {{) UHAC/SMeV(S) COHTRASÍ{'}
STRUTTUR$X D2 9.0 7.0
STRUCTLJRIX Dss'c' 9.5 s.0
STRUCTURIX D4s.c, 5.4 ¡1.8
STRUCTURIX D3 4.'I 4.3
STRUCTURIX D4 3.0 2.7
STRUCTIJR*X D5 1.7 'I.5
STRUCTUREX D7 'I.O I,OgTRUCTURfiX D8 0.6 $.65
8.0 9.0
5.0 5.0
3.0 3.0
1.5 1.5
't.o 1.0
0.6 s.6
9.0
5.1
3"'l
1.5
1.0
0.6
6.0
5.3
4.S
5.5
5.45,4
5.44.3
Figura 5. curvas características de películas radiográficas y factores' structurix
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Figura 6. Diagramas de exposición para acero (hierro), Structurix
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m:Éfn,*, + n n .-gnüi:vir'l É.' ii"
-;-:--"Figura 7. Diagramas de exposiciÓn para aluminio, structurix
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Cobalt 6O
Selenlum 75
trldlum 192
- - 1000
LJ
10ü00
r j 1ü0C-tr i_,
rl
10ü0n
10 ?0 39 40 50 Éh 70 80 90 100 110 l?0 l30nl40
Di.---
l¡t,.--.-.",;ll-.1I L?ftr!:r - |
I !.FD tt't I
]5 {n
r 10r'i0i:l
D: i,,-"'-"'^="' D¡
FiguraS.Diagramasdeexposiciónparaacero,structurix
Diagramas de exposiciÓn para fuentes de radioisótopos: selen¡o 75, lridio 192,y
Cobalto 60' Structurix'
l0+0n #10
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IL
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€f @ Ecrr,-r., Flr:,¡rb, - Leod 5jerecns - B.lri{+lien - P*rrltll¡r de Ploma
T TEmrls ie F*se - Expos,-tre trrnr: * Belrrht,-'ngsie:l -Tiempos de exDD5i(!ürr
DENSIDAD PELiCULA DISTANCIA
N=1N = 1.5N=2N=2.5
Tx1Tx1.6T x2.2Tx3
Gevaert Structurix 35 cm (14")50 cm (20")70 cm (27.5")100 cm (40")140 cm (55")200 cm (80")
TxO.25TxO.5Tx1Tx2I X4|
Tx8.B
D10D7D4
Tx1Tx4Tx1 5
D7D4D2
Tx1Tx3.7Tx1 5
B
ULAS RADIOGRAFICAS INDUSTR
KODAC I ILFORD LIMITEDPATHE ] INGLATERRAFRANCIA
KODAK LIMITEDINGLATERRA
GRUPO NSTN¡NN KODAK
Siructurix D2Structurix D4Structurix D7
INDUSTRIALF
INDUSTRIAL CXMICROTEX
CRYSTALLEClndustrial
lndustrial
n Pántallas reforzadoras Salinas
Frgura L Dbgrama de operación de la máquina de rayos x, laboratorio de END.
AGFAGEVAERTBÉLGICA
películas para la radiografia industrial
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1.4 PROBLEMAS
1. eue corriente se debe usarse para una exposición de 6 minutos si se sabe que se
obtiene una buena radiografía de la mismapieza con 10 mA y 3 minutos.
2. Una fuente de lr-1g2 de 1B Ci ha dado radiografías satisfactorias con un tiempo de
exposición de 20 min. Cual debe ser la actividad de una fuente de lr-192 para
reducir el tiempo de exposición a 6 min'
3. Se quiere cambiar la fuente distancia-pelicula de 635 mm a 1016 mm sin cambiar la
densidad de la película o el tiempo de exposición. La primera exposición se hizo con
una corriente de 8 mA. Cuál 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-película de 48 in. cuál será el tiempo de
exposición requerido para una distancia de 36 in., obten¡endo la misma densidad'
b. Una radiografía tomada con pelicula tipo ll y una exposiciÓn de 15mA-min tiene una
densidad de 0,6. Si se desea incrementar la densidad a 2,5. Cuál será la nueva
exposición? (Utilizar el diagrama densidad-logaritmo d exposiciÓn relativa de la
guía)
1.5 INFORME.
1. Tema
2. Objetivos.
3. Marco Teorico
- Definir los efectos compion, fotoeléctrico y la producción de pares'
4. Análisis de Resultados
5. Trabajos y Consultas Especiales
- Según la ASTM, cuales son los tipos de películas radiográficas' Realizar un
cuadro comparativo entre rapidez, contraste y tamaño de grano'
- Resolver los problemas propuestos
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