Romper las barreras: estándares e imagenología neutrónica

Por Phoenix LLC

Phoenix LLC crea las fuentes de neutrones más poderosas, continuas y sostenibles, que funcionan con el mismo proceso que el sol: fusión nuclear. Los subproductos de la fusión nuclear generan neutrones libres que se usan en muchas técnicas únicas de inspección en diversas industrias, desde la aeroespacial hasta la medicina.

Nuestros generadores de neutrones juegan un papel clave en el aseguramiento de la calidad industrial al ofrecer una alternativa a las instalaciones de reactores. Los reactores no son fuentes de neutrones fácilmente accesibles para la mayoría de las inspecciones no destructivas y las pruebas de efectos de la radiación. En todas nuestras pruebas, nos basamos en estándares para asegurarnos de entregar resultados de calidad.

Una breve historia de la imagenología neutrónica

La imagenología neutrónica es una técnica de inspección no destructiva (NDT) desarrollada en la década de 1930, poco después del descubrimiento del neutrón. Recién en 1955, la tecnología había avanzado lo suficiente para producir imágenes claras y detalladas en forma constante. Esta técnica fue muy poco utilizada debido a su dependencia de un puñado de instalaciones con reactores de fisión nuclear; por eso, los primeros estándares de ASTM International para la imagenología neutrónica, E748 y E545 (Guía para las radiografías de materiales con neutrones térmicos [Guide for thermal neutron radiography of materials] y Método de ensayo para determinar la calidad de las imágenes en exámenes radiográficos de neutrones térmicos directos [Test method for determining image quality in direct thermal neutron radiographic examination]), no se codificaron hasta 1995 y 1999, respectivamente.

La imagenología neutrónica utiliza un proceso similar a la imagenología de rayos X, pero debido a la forma en que los neutrones interactúan con la materia los resultados son muy diferentes. En particular, la imagenología neutrónica suele funcionar mejor que la imagenología de rayos X para detectar residuos y defectos internos en piezas fundidas, defectos en materiales de alta densidad y las estructuras internas de componentes y compuestos de fabricación aditiva.

Un ejemplo relevante de la importancia vital de la radiografía de neutrones para la industria manufacturera y para los profesionales de NDT es su uso para la captura de imágenes interiores de los álabes de turbina que impulsan los aviones comerciales. Estos álabes de turbina funcionan en condiciones térmicas en las que se supera su propia temperatura de fusión. Cualquier defecto en sus canales internos de enfriamiento puede causar una falla del motor y originar una catástrofe. A fin de considerarlos para su uso efectivo, todos estos componentes deben someterse a ensayos y aceptarse de acuerdo con E545 y E748 (ambos revisados a partir de junio de 2019).

Estándares para neutrones

El método del Subcomité de ASTM International sobre Radiología (neutrones) (E07.05) para NDT con radiología neutrónica proporciona los estándares, prácticas y guías claves para realizar estas inspecciones. Los clientes de Phoenix requieren el más alto grado de calidad, que sería imposible de alcanzar sin la asistencia de los miembros expertos de ASTM.

Por las similitudes entre la imagenología neutrónica y la imagenología de rayos X, Phoenix utiliza muchos de los mismos estándares usados para los rayos X como guía para garantizar la calidad de los resultados; por ejemplo, los relativos a las relaciones señal-ruido, contraste, resolución espacial y temporal, materiales, estabilidad, uniformidad y visualización de películas.

La imagenología neutrónica, también llamada rayos N, está logrando empatar en muchos aspectos con la imagenología de rayos X. Los rayos X siempre han sido más fáciles de usar y más accesibles que los neutrones; por eso, la comunidad científica y de NDT se ha centrado en mejorar y estandarizar el proceso. Un ejemplo del retraso de la imagenología neutrónica en relación con la imagenología de rayos X es la transición de la película analógica a la imagenología digital.

Los rayos X pasaron de la tecnología analógica a la digital con relativa rapidez, y ya hace años que se desarrollaron estándares de ASTM claramente definidos para garantizar la uniformidad de la calidad entre los diferentes proveedores. Sin embargo, a diferencia de los rayos X, la imagenología neutrónica no ha completado su transición de la película a la tecnología digital. Phoenix es uno de los pocos proveedores que ofrece imagenología neutrónica digital, y el personal de Phoenix está impulsando el desarrollo de nuevos estándares en ASTM International para pasar de las técnicas de inspección analógicas a las digitales, que ahorrarán tiempo y mejorarán la calidad de las inspecciones.

A partir de septiembre, se están elaborando dos guías y estándares propuestos para las técnicas de inspección con neutrones, con la contribución de más de una docena de autores de laboratorios, universidades y compañías de los EE. UU. Este grupo se reúne una vez al mes para acelerar el proceso de transición hacia una nueva era de ensayos.

Pioneros de la imagenología neutrónica del futuro

Una de las metas de Phoenix en el diseño de generadores de neutrones por fusión es romper las barreras para la entrada de la imagenología neutrónica y lograr que esta técnica sea mejor conocida y más utilizada por la comunidad de NDT. Al liberar a la imagenología neutrónica de su dependencia exclusiva de las envejecidas instalaciones de reactores, Phoenix ofrece más oportunidades para que la comunidad de NDT aproveche las ventajas de esta extraordinaria técnica de imagenología.

Una alternativa de inspección no destructiva que en Phoenix estamos deseosos de explorar es la combinación de imagenología neutrónica y de rayos X. Muchos estándares de estos dos métodos de imagenología ya se superponen en cierta medida. Sin embargo, combinar datos a partir de imágenes de rayos X y de neutrones del mismo objeto es un territorio relativamente inexplorado, que deseamos estudiar en nuestra nueva planta.

El Centro de Imagenología Neutrónica de Phoenix utilizará los generadores de neutrones de Phoenix para proporcionar irradiación e imagenología de neutrones térmicos y rápidos. La planta alberga un sistema completo de tomografía computarizada de rayos X de 360 grados para profesionales de NDT en sectores que abarcan desde el aeroespacial hasta los de energía, salud y defensa. La planta prevé comenzar a aceptar clientes poco después de su gran inauguración en octubre.

Phoenix está a la vanguardia de nuestro sector, y confiamos en ASTM International para garantizar que suministremos tecnología nuclear segura, eficaz y de alta calidad para mejorar la humanidad.

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Breve perfil de la empresa

Phoenix LLC

Monona, Wisconsin, EE. UU.
Phoenix fabrica generadores de neutrones por fusión para sustituir los reactores utilizados en radiografía industrial, ensayos de efectos de la radiación y producción de isótopos con fines médicos.
Cantidad de personal: 77
Cantidad de personal que son miembros de ASTM: 1
Ingreso anual: $ 21 000 000
Área comercial: Global