Capítulo 7: Teoría Del Densímetro - InstroTek CPN MC-3 Elite Manual De Operaciones

Capítulo 7: Teoría del densímetro
En este capítulo se trata la teoría de la operación de densímetros nucleares.
La radiación gamma y de neutrones y su interacción con la materia es un tema
complejo y difícil de cubrir en detalle en este manual. La discusión estará limitada a
las aplicaciones de ingeniería de estas fuentes radioisótopas y su operación en
terreno.
Medición de la densidad
La medición de la densidad con el densímetro se realiza con isótopo radioactivo Cesio-
137 (Cs-137y dos detectores Geiger Mueller (GM). Estas mediciones generalmente
se realizan con dos modos diferentes, retrodispersión (BS) y transmisión directa. En
el modo retrodispersión, la fuente y el detector están en el mismo plano.
transmisión directa, se cava un hoyo en el material y se inserta la varilla fuente a
la profundidad deseada, entre 50 to 300 mm.
Cs-137 tiene una energía máxima de 0.662 Mev. Los fotones de la fuente penetran el
material de prueba y son dispersados hacia atrás por el detector GM o absorbidos por
el material por el dispersor Compton y la absorción fotoeléctrica. El número de fotones
detectados por los tubos GM es inversamente proporcional a la densidad del material
en el rango de densidad de interés. Por ejemplo, un densímetro dado a una densidad
de 110 PCF (1760 kg/m
mostrará un conteo de 700 a una densidad de 160 PCF (2560 kg/m
más alto sean los conteos, menor será la densidad.
La etapa final del proceso de fabricación del densímetro es la calibración. El método
de calibración de densidad usado por la mayoría de los fabricantes utiliza una ecuación
exponencial que modela la relación entre las densidades conocidas y los conteos.
InstroTek usa la siguiente ecuación:
En donde A, B y C son parámetros del densímetro, CR es la tasa de conteos y WD es
la densidad del material. Los valores A, B y C son conocidos comúnmente como
constantes de calibración. Cuando se toma un conteo en terreno en el material de
prueba, la densidad húmeda resultante (WD) mostrada en pantalla se calcula según:
3
) mostrará 1500 conteos; mientras que el mismo densímetro
CR = A exp[-﴾WD/B]﴿ + C
WD = B ln [A/(CR-C)]
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En la
3
); por ello, mientras