1. NUCLEUS /5
Elaboracion de una metodolagia para el estudio de la funcion del corazon
mediante radiois6topos y cdmara gamma
J. Franquiz Garcia y D. Garcia Barreto
Instituta ae Cardiologia y Cirugia Cardiovascular
La Habana. Cuba
Resumen
Se desarrolto un metodo para et anatisis computarizado de ts funcidn ventricular con radioisdtopos. El estudio inclu-
yb 28 sujetos normales y 33 pacientes con infarto agudo del miocardio. Para cada ventriculo se construyeron histo-
gramas representativos de ta fase del primer armdnico de Fourier, cuyos maximos se identificaron sobre la base de la
denvada utilizando un atgoritmo de convolucion. L os resultados muestran que la fraccidn de eyeccion det ventricuto
izquierdo tiende a decrecer con el aumento del desfasaje intraventricutar. L a relacidn mas estrecha se obtuvo entre ta
fraccidn de eyeccion y et porcentaje de celdas en ta imagen ventricutar con contraccidn normat. Este parametro de-
crece cuando se incrementan tas areas aquineticas y disquin4ticas. y puede considerarse como un indice cuantitativo
del sincronismo de ta contraccidn ventricutar, utit para el diagndstico y pronostico de tos pacientes.
Preparation of a Method to Study Heart Functions
with Radioisotopes and Gamma Chamber
Abstract
A computerized method for quantitative analysis of ventricular function with radioisotopes was devetoped. The
study included 28 normat subjects and 33 patients with an acute myocardiat infarction. Phase histograms were
constructed for each ventricle and their peaks were identified by a convolution algorithm for smoothing and diffe-
rentiation. The resutts shov/ed that the teft ventricular ejection fraction tends to decrease when the intraventricutar
phase shift increases. The ctosest relationship was found between the ejection fraction and the percentage of normal
contracting pixels. This parameter decrease when akinetic and dyskinetic areas increase and could be considered as a
quantitative index of the synchronism of myocardiat contraction usefut in the prognosis and fotlow-up of patients.
iNTRODUCCiON Esto lo hace apiicabie a cuaiquier paciente y con posibilida-
des de repetirio cuando sea necesario.
La cardiopati'a isqu6mica. que inciuye el infarto de
b) La obtencion de imagenes dei corazdn en diferentes
miocardio, constituye ia primera causa de muerte en Cuba.
momentos del cicio cardiaco permite ei estudio regional de
Esta situacion is agrava el iieciio de que ia edad promedio
de aparicion dei infarto ha disminuido en iosuitimosanos. ia funcion mecanica del corazon.
La vaioracion de la funcion mecanica dei corazon (contrac- Considerando io anterior, elaboramos una metodoiogi'a
cion y diiatacion por iatido) descrita mediante una serie de para ei estudio de la contractiiidad cardiaca mediante radio-
variabies cuantitativas, es importante para ei pronostico, se- isotopos y camera gamma. La metodoiogi'a se comprobo en
guimiento evoiutivo y controi de respuesta ai tratamiento un grupo de sujetos normales v en pacientes con infarto de
en suietos con infarto de miocardio. Ei conocimiento de es- miocardio seguidos cli'nicamente durante 3 afios,
tas variabies es necesario para el meior tratamiento, recupe-
racion y rehabiiitaclon dei paciente. iV)ATERiALES Y METODOS
Los medios habituaies de que se dispone para valorar PROCEDiMIENTO EXPERiMENTAL
ia funcion mecanica dei corazon son de apiicacion iimitada
a causa de su caracter cruento y no exento de riesgo para ei Se utiiizo una camara gamma Maxicamera II G. E, con
paciente. Las tecnicas nucieares con camara gamma si' resui-
coiimador de aita resoiucion y baja energia de huecospa-
tan especiaimente adecuadas para estos propisitos si se tie-
raieios. La camara se acopio 'a una minicomputadora
ne en cuenta que ;
Matei< 1026 (128 Kbytes), a traves dela cuai secontroiaron
a) Ei procedimiento esta exenfo de riesgo para ei pa- todas ias fases dei estudio. A cada paciente se ie administr6
ciente, ya que soio requiere ia inyeccion endovenosa dei por via endovenosa 585 MBq de Tc-99m, para marcar en
radiofarmaco. La dosis de radiacion que ei recibe es simiiar vivo ios eritrocitos circuiantes segun la t6cnica de
0 menor que ia suministrada en investigaciones radiologicas. Pavei [1].

2. 6/ NUCLEUS
Con ei detector de la camara en posicion obiicua ante-
rior derecha, se registro la radiactividad sobre ei corazon du- (4)
rante 10-15 minutos. Este registro sesincronizo con ia
16
onda R eiectrocardiografica para tomaria como referencia
Si - SEN2 7r(i-1)/16 (5)
del inicio y ei fin de cada cielo cardiaco. Cada cielo se divi- 1
dio en 16 partes, correspondiendo a cada-una de eiias una
r = 1,2, 3
imagen digitai formada por una matriz de 64 filas y 64 co-
iumnas, que muestra la distribuci6n de ia radiactividad en X, corresponde a ios conteos de la r-esima ceida
las cavidades cardiacas para ei intervaio de que se trate. de la i-esima imagen de ia serie. A partir de ias ecuaciones
Como un soio cicio es un intervaio muy pequefio, el error an teriores se caicula A ^ y (^^ para cada eiemento r.
debido a ias fiuctuaciones estadi'sticas es muy grande, por io
La imagen de ampiitud muestra ia magnitud regional
que se sumaron ias series de ima'genes correspondientes a
dei movimiento de las cavidades cardiacas e identifica zonas
200 6 300 ciclos, hasta acumuiar en cada imagen resuitan-
con ausencia de movimiento (aquinesias) o con movimiento
te 400 000 conteos. Aqueiios cicios cuya iongitud temporai
disminuido (hipoquinesias). La imagen de fase muestra el
fue mayor o menor dei 10% de un vaior promedio, previa-
sincronismo de ia contraccion e identifica zonas con movi-
mente fijado para cada paciente, se exciuyeron dei estudio.
miento paradbjico (disquinesias), o sea, se distienden cuan-
Una vez obtenidas ias 16 imagenes representatives de ias va-
do se deben contraer, a causa de la p^rdida de fuerza mus-
riaciones del voiumen del corazon en un cicio, se ies apiicfi
cuiar de ia pared ventricular. Ambas imagenes se presentan
un filtro digital pasa-banda [2].
al observador humano en un monitor de television mediante
una escala ciciica de 256 coiores [31.
IMAGENES DE FASE Y AMPLiTUD
ANALISIS CUANTiTATiVO DE LA CONTRACTiLIDAD
Cada una de ias 16 imagenes esta formada por 4096
eiementos (64 x 64), y cada uno de estos contiene ei nume- La faita de sincronismo en ia contraccion ventricuiar
ro de conteos correspondientes a una iocaiizacion espaciai posee diferentes grados: desde ia franca disquinesia hasta
en ei intervalo dei cicio cardiaco ai cuai pertenece ia ima- una fase dispersa para cada ventriculo. Esto puede deberse a
gen. Cada elemento de ia matriz corresponde a un cuadrado trastornos en ia conduccion dei impuiso el^ctrico que prece-
de area iguai a 40 mm^. Como ei radiofarmaco se encuentra den a la contraccion ventricuiar o a una pared ventricuiar
distribuido homog6neamente en la sangre circundante, el dafiada. Para estudiar ia distribucion de la fase, se elaboro
numero de conteos en cada eiemento es proporcionai a la un programa en Fortran IV que construyo automa'ticamen-
cantidad de sangre contenida en ia Iocaiizacion anatomica te [4] un histograma de ia fase para cada ventri'cuio. Los
quelecorresponde, histogramas tuvieron 120 clases, y cada una repre^nta un
Considerando ia periodicidad de ias contracciones car- incremento de 3 grados.
diacas, ia evoiucion temporai dei numero de conteos X(t) La presencia de picos en ei histograma se detecto por
en un eiemento cusiquiera puede expresarse por [ 2 ] ; el cambio de signo de la primera derivada de un polinomio
de segundo grado aiustado a 5 ciases [4]. iJna secuencia de
16 al menos 5 derivadas positivas seguidas de tres derivadas ne-
X(t) = £ An (1) gativas como mi'nimo, indico ei Ii'mite inferior. Et limite su-
perior io identified ia presencia de ai menos tres derivadas
positivas o iguaies a cero, luego de una serie de derivadas ne-
Oonde: gativas. Una vez que el programa identifica un pico, caicuia
y ^n= (Sn/Cn) el vaior medio de su fase, desviaci6n ti'pica y porcentaje de
ceidas baio sus iimites. A este ultimo vaior seie iiamo, para
T
las zonas que se contraen normaimente, porcentaie de con-
Siendo: Cn = 2 / T / X{t) C0S(2 7rnt/T) dt (2)
traccidn normal (PCN). Cuando se identificaron varios picos
0
en un histograma, se caiculo ei desfasaje intraventricuiar co-
Sn = 2 / T ; X { t ) SEN(2 7rnt/T) dt (3) mo ia diferencia de sus medias. Ei desfasaje interventricuiar
0 se calcuio como ia diferencia de ia media del ventri'cuio de-
recho menos ia media del ventriculo izquierdo.
Cada tdrmino de (1) corresponde a un arm6nico de fre-
cuencia 2 ir nt/T, siendo A y <^^ su ampiitud y fase, res- FRACCiON DE EYECCiON
pectivamente, Guando n = 1 , se trata del primer armonico, y Sobre cada ventri'cuio se traz6 manualmente con un
A corresponde a ia maxima variacion de X(t) en el interva- cursor eiectronito una region de interns, tomando como re-
lo [O,T1 y 1^^ a ia fase reiativa a esta variacion. Ei parametro ferencia ias imagenes de fase y amplitud [5]. Integrando ios
coriteos en estas regiones de interes, la fraccion de eyeccion
T es ei intervaio dei cicio cardiaco que se expresa en miii-
se caicui6 asf:
segundos. La fase t^^ se expresa en grados sexagesimaies.
Para ia serie de 16 imagenes, ias ecuaciones (2) y (3) se conteos en diastoie - conteos en si'stoie
X 100
convierten en: conteos en diastoie

3. NUCLEUS
POBLACiONESTUDiADA que ios normaies. 11 de estos pacientes sufrieron un
retardo an6malo de ia contraccion dei ventricuio derecho.
Grupo control: 15 hombres y 13 mujeres, con edades Se encontro una estrecha reiacion entre ei porcentaje
entre 17 y 48 afios (media 36). Todos suietos normales, A
de contraccion normai y ia fraccion de eyeccion. 5 pa-
8 de eiios se les reaiizo ventriculografi'a de contraste y co
cientes con FEVi menor de 30%, tuvieron tambien ei por-
ronariografta, por presentar dolor toracico ati'pico y cam-
bios en la repolarizacion ventricuiar. Ambas investigaciones centaje de contraccion normai por debaio de40%. Durante
arroiaron resuitados normaies. ei seguimiento de ios 33 pacientes, solo faiiecieron 4 de ios
5 descritos. Ei otro paciente tuvo que ser ingresado repeti-
Pacientes: 33 sujetos en la tercera semana de evoiucion das veces por presentar insuficiencia cardiaca y trastornos
de un infarto de miocardio. 23 hombres y 10 mujeres, con dei ritmoei6ctrico.
edades entre 28 y 77 afios (media 58). 18 pacientes tuvie-
ron la Iocaiizacion del infarto en cara anterior y el resto 6n DISCUSiON
cara inferior.
Los resultados obtenidos, confrontando ia tecnica nu-.
ANALiSiSESTADISTICO ciear con o'tros procedimientos o mediante ei seguimiento
evoiutivo de ios pacientes, demuestran iavalidez dfi ia meto-
Se utiliz6 el test de Koimogorov-Smirnov para compa- doiogia propuesta para ia asistencia diagnostics y pron6sti-
rar cada histograma .normal con una distribucion gaussiana. ca de pacientes con infarto de miocardio.
Las diferencias entre grupos se evaluaron por el andiisis de
Por medio de un procedimiento original [7] se ca!cui6
varianza de una via de ciasificacion con ia correccion de Tu-
ia FEVD, io cuai generaimente no se hace por ventriculogra-
key [6].
fi'a de contraste. Los resuitados mostraron una marcada
afectacibn dei ventrt'cuio Izquierdo comparado conei dere-
RESULTADOS cho, tai como se debi'a esperar.
Un resuitado importante es ia reduccibn de la FEVi
Trece pacientes e individuos sanos fueron sometidos a asociada ai desfasaje intra e interventricuiar. Hace ma's de 40
un estudio de ventricuiografi'a de contraste, 24 horas des- afios, Wiggers pianteo ia necesidad de una cierta secuencia
pues de ia investigacion nuciear. La fraccion de eyeccion temporai en ia contracclbn mioc^rdica para que ei coraz6n
caicuiada por este metodo mostro un coeficiente de corre- trabaje ai ma'ximo de su capacidad. Si una parte de este se
iacion de 0,97 con ia tecnica nuciear. contrae mientras ia otra no lo hace o, en el peor de ios
En ei grupo normai (tabla 1), ia fraccion de eyeccion casos, se distiende, se debe asumir que ia funcibn contractii
dei ventri'cuio izquierdo fue de 0,64 ± 0,05 (FEVi) y ia esta severamente afectada. Es significativo que en ei
dei derecho (FEVD) de 0,56 ± 0,07, En ios pacientes con seguimiento de 33 pacientes, soio faliecieran aqueiios con
infarto de cara anterior, ia FEVi estuvo significativamente una mayor afectacion en iafunci6n contractii, definida por
reducida ( p < 0 , 0 1 ) (0,27 ±0,18), mientras ia FEVD ei estudio radioisotopico.
(0,48 ± 0,18) se encontro en iimites normales. En ios pa- Ei procedimiento expuesto en este trabajo permite va-
cientes con infarto de cara inferior, ia FEVi no fue esta- iorar ia funcion contractii dei corazon utiiizando parame--
di'sticamente significativa con reiacion al grupo normai, pe- tros cuantitativos de ios cuaies no es posible disponer en
ro SI mas elevada (p < 0,05) que en ios de infarto de cara otras investigaciones medicas. Ei desfasaje intraventricuiar
anterior. La FEVD no mostro diferencias con los otros gru- es una medida dei movimiento paradbjico que tiene iugar en
pos. un ventri'cuio afectado y de la' dispersi6n dei esfuerzo con-
tractii. Desfasaies intraventricuiares mayores de 90 se co-
Todos los sujetos normaies tuvieron un histograma uni-
rresponden con movimientos parad6jicos, y existe una reia-
modai en ambos ventricutos, que corresponde a una distri-
cion estrecha entre ia magnitud de este desfasaje y la disfun-
bucion gaussiana (p < 0,01). Los pacientes con infarto se
cion ventricular.
distribuyeron en tres grupos, de acuerdo con su desfasaie
intraventricuiar (tabla 2): a) desfasaje > 9 0 ° ; b) desfasaje Ei desfasaie interventricuiar tambien es una medida dei
< 9 0 ° ; c) distribucion unimodai. deterioro de ia funcion ventricuiar y de ia extension dei in-
farto. Mientras m^s extenso sea un infarto, mayor ser^ ia
Ei desfasaje intraventricuiar, como se observa en ia posibiiidad de que afecte iasli'neas de conduccion interven-
tabia 2, es^ muy reiacionado con ia iocaiizacion dei infarto tricuiares y, por tanto, provoque.un retardo en la contrac-
y ia fraccion de eyeccion. cion de un ventri'cuio con reiaci6n ai otro.
Con ei desfasaje interventricuiar se observe una situa- Las ventajas de esta metodoiogi'a, y ia integraci6n de
cion simiiar (tabla 3). En ios sujetos normales, se mantuvo todos sus pasos en una macrofuncion que carga y ejecuta
entre ±10, mientras que 14 pacientes con un infarto de cara automaticamente todos los programas que intervienen en ia
anterior y 3 de cara inferior tuvieron desfasajes mayores adquisicion, procesamiento de ios datosy presentacion de

4. 8/ NUCLEUS
resuitados, permiten su uso extensivo a otras patologi'as car- Tabla 1
diacas 0 a pacientes sometidos a rehabilitacion cardiovascu- Fraccion de eyeccion
iar.
Significacidn
Grupo {media "tdesviacibn ti'pica) astadistica
Normal (28) 0,64 ±0.05 0.56 ±0,07 NS
Infarto de cara
anterior (18) 0,27 ±0.18 0.48 ±0.18 < 0.06
Infarto de cara
inferior (16) 0.48 ±0.06 0.53 ±0.11 < 0,05
(1) Fraccidn de eyeccidn ventricutar izquierda.
12) Fraccidn de eyeccton ventricutar derecha.
Tabla 2
Comparacidn de ta fraccidn de eyeccion ventricutar izquierda y aiteraciones en la contractitidad
en pacientes con infarto de miocardio
Pacientes
(1) PCN (2)
Desfasaje intraventricuiar Total Cara an terior Cara inferior (media ± desviacidn ti'pica)
>9(f 11 11 0 0.19 ±0,10 51 ±1€
<9(f 5 3 0,30 ±0.13 72 ±16
Distribucidn unimodai 17 12 0.48 ±0.12 95 ±3
(1) Fraccidn de eyeccidn ventricutar izquierda.
(2) Porcentaje de contraccidn normal.
Tabla 3 BIBLiOGRAFiA
Desfasaje interventricutar en ta pobtacidn estudlada
[; ] PA VEL. M.. Am. J. Cardiol. .41 (1978) 897.
Desfasaje interventricuiar 2 FRANQUtZ, J., CARDENAS. R. y otros, Revista Biotogi'a y
Grupo
f^edicina Nudear. 20 (1982) 456.
[3] FRANQUIZ, J.. CARDENAS. R., Revista Cubana de t^edi-
Normal
cina. 23(19841 5.
Infarto de cara anterior [4] FRANQUIZ. J.. GARCIA BARRETO. D.. Eur. J. Nucl.
Med.. 8 (1983) 64.
tnfarto de cara inferior
[5] FRANOUtZ. J., CARDENAS, R., Measurement of Right and
Left Ventricutar Ejection Fractions using the Fourier Ampti-
tude and Phase tmages. Proceedings of the Third World Con-
gress of Nuctear Medicine, Vot. 2. Pergamon Press. Paris
(1982).
[S] BERGER, E., ADAM. E.. J. Nuct, Med., 18 (1976) 12.
[7] FRANOUtZ. J.. GARCtA BARRETO. D., Nuct. Med.. 23
(1982) 8.

5. NUCLEUS
Distribucion del llujo de neutrones termicos en la zona acliva
de un reactor de impulsos periodicos
D. Perez Martfn
Unidad Presupuestada para la Construccldn
del Centro de Investigaciones Nucleares
La Habana. Cuba
Resumen
En este trabajo se muestra cdmo es posible obtener. utitizando el efecto de bloque superficiat de ta absorcidn de tos
neutrones. impulsos penddicos de neutrones en un reactor de investigacidn estacionario. Se dan tos resultados expe-
rimentales logrados en ta determinacidn de la distribucidn del ftujo de neutrones termicos en ta zona activa y al re-
flector de un conjunto critico con un modulador de ta reactividad.
The Thermal Neutron Flux Distribution in the Core of Periodically
Pulsed Thermal Reactor
Abstract
In ttiis work it is shown how it is possibte to obtain, by using the btock effect of neutron absorption, periodicatty
pulsed neutrons in a stationary research reactor. The experimental resutts cb tained in determining the therms new
tron flux distribution in tiie core and the reflector of a critical assembty with a reactivity modulator are presented.
INTRODUCCiON Fue por eiio_ que ya desde 1955, D. i. Biojinsev propu-
so ia construccion de un reactor que trabaiara solo en los
Desde ei surgimiento de ios reactores nucieares en ia momentos en que ei seiector mecanico deja pasar ei hez de
decada dei 40, estos fueron tambien utiiizados como fuente neutrones; quiere esto decir que ia mayur parte dei tiempo
de neutranes para muitiples investigaciones, entre eilas ia es- iaborari'a en r6gimen subcri'tico y que unicamente por un
pectrometri'a neutr6nic8. periodo muy pequefio {^^lO ^s) ei reactor sen's hipercrf-
Ei metodo experimentai mas efectivo en ia espectrome- tico con neutrones instantaneosfi).
trfa neutrdnica para obtener haces de neutrones monocro-
Para reaiizar esta idea, se utiiiz6 ei principio de hacer
maticos es ei de tiempo de vueio. En ios reactores de inves-
girar parte de ia zona activa. De esta forma, soio cuando
tigacidn estacionarios son utiiizados ios seiectores mecdni-
ambas partes coinciden se produce la hipercriticidad con
cos para ios trabajos experimentales en espectroscop fa neu-
neutrones instant^neos y un impuiso de neutrones. Ei im-
trdnica, pero en este caso soio se usan ios neutrones genera-
puiso de neutrones generado de esa manefa posee una po-
dos en ei reactor cuando ei seiector meca'nico deia oasar el
tencia ma'xima 4166 veces mayor a ia potencia media en un
haz de neutrones y, por tanto, ei 99% de eiios no se utiliza
pen'odo [3]. Este metodo usado en los reactores rdpidos de
en ios experimentos, consumi^ndose en vano gran parte dei
impuiso, como ei iBR, i B R - 3 0 [ l l tiene ia iimitante fun-
precioso combustibie nuciear. Ei desarrolio de este metodo
damentai para ei aumento de ia potencia en el desprendl-
ha estado dirigido ai mejoramiento de ias caracterI'sticas de
miento de caior que-se pfoduce en el rotor dei materiai fi-
ios seiectores mecanicos, ias tecnicas de deteccion y, funda-
sionabie. Por eiio, en ia variante m^s moderna de estos reac-
mentaimente, ai aumento de ia potencia para aicanzar fiujos
tores rapidos de impuisos peri6dicos (iBR-2) se utiiizd ei
elevados. principio de iiacer girar ei refiector de acero para que no se
Segun ia opinion generaiizada de muchos especiaiistas, desprenda caior, como cuando se gira materiai fisiortabie, y
ei fiujo de neutrones termicos iogrado en ia actuaiidad en se eievo ia potencia en ei mdximo dei impuiso hasta
ios reactores de investigacibn estacionarios del orden de 8300 MW, cifra 332 veces superior a ia aicanzada en ei
10^^n/cm^.s[l ] essu iimite,aunque tknicamentees posl- iBR-30 [ I I .
bie aumentario hasta 5.10^^r/cm^.s [2]. Pero en este caso, Ei i B R - 3 0 y e i iBR-2 son ios unicosreactores rdpidos
ia veiocidad de quemado dei combustibie seria tan eievada de impuisos peri6dicos que existen, y trabajan en ia actuaii-
que ia campafia dei reactor se iimitari'a varias semanas, io dad en Dubna.
que no es recomendabie economioemente. iHay centenares de reectores rdpidos y termicos que la-
Por otro iado, el porcentaie de utiiizacion de ios neu- boran en regimen de impuiso, pero son aperi6dicos y dff una
trones generados en estos reactores es I'nfimo ai utilizarse ei duracion del orden de ios ms. Teniendo en cuenta que para
^iector mecanico para ios experimentos espectrom^tricos. ia espectrometri'a neutronica por tiempo de vueio se necesi-
J

6. 10/ NUCLEUS
tan impulsos penodicos de una duracion menor de ios (3-4) /3ef y, por medio de un reguiador y un estabiiizador,
0,1 ms, dichos reactores no pueden ser utiiizados. la frecuencia con que se producen ios impuisos en un rango
En este trabajo se muestra como fue posibie iograr por de Oa 100 iHz, aunque por probiemas de seguridad ios expe-
primera vez, con ei efecto de bloque superficiai de ia absor- rimentos se reaiizan en ias frecuencias de 6,25 Hz, 12,5 i-iz
cion de ios neutrones, que un reactor de investigacion y 25 Hz [5].
estacionario (con neutrones termicos) labore en regimen de Ei moduiador de ia reactividad se coioca en ei canaf
impuisos periodicos. Se describe ei sistema por ei cuai se centrai seco de ia zona activa dei coniunto cn'tico, que tiene
moduia ia reactividad y se dan ios resuitados en ia medicion un diametro de 110 mm. En el espacio interior dei ciiindro
de ia distribucion dei fluio de neutrones termicos en ia zona a ^ ubican 7 ELCOS dei tipo EK-10 con moderador de
activa dei conjunto cnWco Mayak. cristai organico, io que produce un aumento compiementa-
rio de ios parametros de ios impuisos neutronicos [5].
REACTOR DE iMPULSOS PERIODiCOS
CON NEUTRONES TERMICOS
M E T O D O L O G i A DE R E A L i Z A C i O N
En ios reactores termicos, ei tiemDO de vida de ios nfiu- DE LOSEXPERiiVIENTOS
trones instantaneos es eievado (10~^s-10~^s), si se com- Los experimentos para determinar ia distribucion dei
para con ei de ios reactores rapidos (10~^s—10~^sl. Por fiujo de neutrones termicos en ia zona activa y en ei refiec-
eiio, para obtener un impulso en un reactor termico que se tor dei coniunto critico, prototipo de un reactor de investi-
iguaie en duracion ai que se iogra en un reactor rapido, es gacion V V R - 2 , fueron reaiizados en regimen subcri'tico,
necesario aicanzar una veiocidad de variacion de ia reacti- con una fuente (Pu-Be) de una potencia de lO^n/s
tividad que es imposibie en ia pra'ctica. Utilizando ei introducida en ei centro de ia zona activa en dos casos
principio de girar ei refiector o parte de la zona activa en un extremos:
reactor termico, no es factibie obtener impuisos de
1. Cuando todas ias partes de ios ciiindros recubiertas
duracion menores de 500 ms [4].
de materiai absorbente se encuentran formando un
En un reactor termico se puede usar e! efecto de bio- sector (superpuestas); en este caso ia absorcion es
que superficiai en la absorcion de ios neutrones en ia zona mi'nima.
activa, ya que existen materiaies con una secci6n de absor-
2. Cuando todas las partes de ios ciiindros recubiertas
cion tan eievada que soio absorben neutrones en la capa su- de materiai absorbente se encuentran desplazadas;
perficiai. Ei espesor de esta capa es del orden dei recorrido en este caso cubren toda ia superficie y se produce
iibre medio de absorcion Aa = 1/Za, donde Saesiaseccion ia absorcion maxima dei sistema.
macroscopica de absorcion. Para ei cadmio, ?ia:i/ 0,09 mm. Las mediciones fueron reaiizadas con dos contadores
Esto quiere decir que ias dos iaminas superpuestas de dei tipo SNiVi-13. Uno de eiios estaba fiio en ia ceida
cadmio de 0,09 mm de espesor cada una, tienen ia misma 3 - 4 - 6 , y se utiiizo como monitor; ei otro (anaiizador) se
capacidad de absorcion que una iamina de 0,18 mm, pero coioco, sucesivamente, en ias ceidas a investigar.
al separarias ia superficie de absorcion puede aumentar dos La nomenciatura de ias ceidas en ei coniunto cn'tico es
veces. ia siguiente:
Este principio se lievo a la practica construyendo un Primera cifra; Numero dei sector en que se encuentra la
moduiador de !a reactividad (MR) en forma de cuatro ciiin- ceida.
dros concentricos de diametros diferentes, como se muestra Segunda cifra: Numero de ia fiia, comenzando desde ei
en ia figura 1. Sus caracteristicas principaies aparecen en ia moduiador de ia reactividad.
tabia 1. Tercera cifra: Numero de ia ceida en ia fita, contando
Para optlmizar las superficies anguiares de los ciiindros, fin ei sentido de ias maneciiias dei reioj.
que deb fan estar recubiertos de materiai absorbente, fueron Las mediciones fueron reaiizadas a io iargo de ios tres
reaiizadoscalcuioscon distintos metodos yen diferentes su- radios mas caracteristicas de ia zona activa:
perficies anguiares recubiertas. Como resuitado de eiios se 1. Frente a! sector donde se superponen ias partes de
escogioia variante mostradaen ia figura 1. ios ciiindros recubiertos de materiai absorbente (sec-
Los ciiindrosa, b. y c van unidos por un reductor a un tor 2).
motor eiectrico que los hace girar en diferentes direcciones 2. Frente ai sector opuesto ai anterior (sector 5).
3. Frente ai sector entre ambos casos extremos, donde
(a y (• a favor de ias maneciiias dei reioj. b en sentido con-
ias perturbaciones son menores (sector 4).
trario). El ciiindro exterior {d) se encuentra fiiado a ia reii-
Adema's de ios 2 canaies de medicion con contadores
iia distanciadora de ia /ona activa del coniunto.
SNM-13, fueron utiiizados en los experimentos 4 canaies
Estos ciiindros estan recubiertos a todo lo largo de la con camaras de ionizacion dei tipo KNA-56, conectadasa
?ona activa por una capa de cadmio, en un sector de 80^ dos gaivanometros Ui-12 y a dos reacti'metros (PiR-21^ y
ei ciiindro a. de lOO" los ciiindros 6 y c y de 120° ei ci- PiR-4).
iindra d. En ei momento en que eiios se encuentran super- Antes de reaiizar ios experimentos, se despiazaron ios
puestos la absorcion de los neutrones es minima, y cuando eiementos comhustibies (ELCOS) del radio de investiga-
forman una rJrcunferencia la absorcion es maxima. De esta cion, ios que fueron colocadosen su iugar ai terminar aque-
tnrma, podemos variar la reactn/idad dei coniunto cn'tico en iios, De esta forma, es menor ia perturbacion creada por ei

7. NUCLEUS
/n
detector cuando es introducido en ias ceidas a investigar su- CONCLUSiONES
uesivamentB.
Ei presente trabajo demuestra:
Para determinar ei tiempo nuerto de ios canaies de
medicion, fueron reaiizadas varias series experimentaies. Las
Con un MR basado en ei efecto de bioque superfi-
caiibraciones de los canaies de medicion se hicieron antes y
ciai de ia absorcion de ios neutrones en ia zona acti-
despues de cada experimento, io que se tuvo en cuenta ai
eiaborar ios resuitados experimsntaies. va, es posibie moduiar ia reactividad con una pro-
fundidad de (3-4) |3ef. Eiio permite ei trabajo en re-
En la figura 2 se muestra un esquema de la zona activa. gimen de impuisos periodicos de un reactor de inves-
La confiQuracion de esta 2ona corresoonde a los maximos tigacion estacionario, io que aumenta considerabie-
parametros aicanzados por ios impuisos periodicos cuando mente sus posibiiidades experimentales. Esto se ha
se gira ei moduiador de la reactividad en regimen cuasi esta- iogrado por primera vez.
cionario, es decir, cuando ia potencia media dei conjunto 2. Podemos variar en este sistema ia frecuencia con
critico en un pen'odo de repeticion de los impuisos no va- que se repiten ios impuisos neutronicos y, de esta
ri'a y ios parametros de ios impuisos neutrbnicos son esta- forma, variar asimismo sus parametros.
hies. 3. Como primera aproximacion, puede ser utiiizado ei
modeio de la cinetica puntuai para determinar aigu-
La carga de ia zona activa se reaiizo con ELCOS del ti-
nas caracteri'sticas de ia zona activa.
po S-36 en ia zona centrai EK-10 en ia periferia. Ei
compietamiento de la carga de ia zona activa para ei regi-
men cuasi estacionario se efectuo solo con ELCOS EK-10
en la periferia.
RESULTADOS EXPERiMENTALES
En ias figuras 3 y 4 se muestra ia distribucion del fiujo
de neutrones termicos en ios casos extremos de absorcion
maxima y mi'nima. El vaior dei fiujo se da en unidades reia-
tivas, es decir, en dependencia de (a variacion dei flujo en ia
ceida 3 - 4 - 6 (monitor) y teniendo en cuenta el tiempo
muerto de ios canaies de medicion (r) y su caiibracion (c).
Como resuitado de ios experimentos compiementarios
reaiizados se determinaron ios vaiores de r y c siguientes:
7'v8,8/is y c - 1,006.
La distribucion dei fiujo de neutrones termicos en ia
zona activa y ei refiector dei conjunto critico, obtenida co-
mo resuitado de ios experimentos, demostro que ia pertur-
bacion creada por ei moduiador de la reactividad se extien-
de iiasta ia tercera fila de ELCOS y es menor que ia lograda
por ei modeio d _ cindtica puntuai de la zona activa que su-
e
poni'a ia extension de esta perturbacion hasta la quinta fi-
ia de ELCOS.
La existencia de (a zona activa de 3 organos de trabaio
del sistema rapido de aven'a (BA3) produce tambien una
perturbacion de! fiujo de neutrones, como se ve en ia fiqura
4. ^
Las barras de aven'a (A3) no provocan ninguna pertur-
bacion, por encontrarse ievant^das ai realizarse ios experi-
mentos
En ia figura 5 aparece ia variacion de ia reactividad que
se produce cuando giran ias partes de ios ciiindros recubier-
tos de materiai absorbente desde ia posicion de absorcion
maxima a ia mi'nima. En este caso (que se muestra en ia fi-
gura 2), ei moduiador de ia reactividad produce una varia-
cion de ia reactividad desde -0,6 i3ef hasta -4,26 ^ef para Fig. 1 . Esquema det modutadnr de ta reactividaa en posicion de
iaconfiguracion. absorcidn minima (a) y maxima (b).

8. 12/ NUCLEUS
Tabia 1
Caracteristicas del modulador de la reactividad del conjunto critico Mayak
Cilindro
Parametro a b c d
Superficie angular recubierta de materiai abiorbente
(grados) 80 100 100 120
Velocidad de giro (unidades relativas) 1 1/2 1/2 0
Serrtido de giro (*) "*"
Diimetro de los ciiindros (mm) 70 80 90 100
C) + (-) a favor (en contra) de las manecilias del reloj.
OOOO
OOOO
O
OOOOiOO
€§§BB§§§m - oooo
OOOO
OOOO' OOOO
o
.OOOO
OOQp
OOOOO
OOOOOO'O, OQOPOO O
OOOOc.
poooooo ooooo ^
""OOOO ooooo
® Celda experimental
" OO OOOO
o
O Organo de compensacion o
(|)Organo de defensa OO
• Celda 3-4-6 (monitor)
MR Modulador de la reactividad SSSoo
O O oo"o"O'o"o o o o o
ooooooooo
Limits de ELCOS S-36 SECTOR
—— Limits de la zona activa
Fig. 2. Esquema de la zona activa del conjunto critico Mayak.

9. NUCLEUS /^3
3-4-6
SECTOR 2 SECTOR 5
Fief lector BAZ Zona MR activa Reflector
O o
O
X X O
X
O ^ O
X
X
o
o • o o
Jf X
No. de fila ff JO No. de fila
„
O MR en posicion de absorcion maxima
X MR en posicion de absorcion mi'nima
Fig, 3 Oistr-Ourdor del flu/o de neutrones Termicos con respecto a la celda 3—4—6 /monitor) en los^ sectores 2y5,

10. 14/ NUCLEUS
Fig. 4 . Distribucion dp' flujo de neutrones termicos con respecto
a la celda 3—4—4 (monitor) en el sector 4.
torn tctiva
" T 5
O MR en posic-Ar^ dfl ibsofoof
X * " * en oo'idn Ot abiorcion i
F ig. 5. Dependencia de la reactividad del angulo de giro de los cilindros del modulador de la reactividad.

11. NUCLEUS /15
BIBLIOGRAFIA [j| FRANK. I. M.. Prob. Fu. Ehlem. Chastirs At. Yadra, 2. 4
(1972) 806.
(4J LOMIDZE. B. D.. Impul'snye reaktorv. Znanie. Serie Fiziki,
ANANIEV. V. D.,LOMIDZE. B. 0. y otros, IBR~2impul's- Moskva (1972).
nyj reaktor periodichescogo diestviya dliya neitronnykh isle- [5 DIKARIOV, V. 5.. FUAZANOV. V. H. y otros. Raspredelenie
dovanij. Preprint lUIN, P3- 10888. Dubna (1977). p/otnosti patoka teplovykh nejtronov v kritcborki Mayak.
BAT. G. A , KOCHENOV. A. C. y otros, Issledovatefskie Problemy atomnoj nauki i tekhniki. Serie Fiziki i tekhniki
yademyereakxory. Atomizdat. Moskva (1972/. yadermykh reaktorov. No. 9 I19BSI