خلية ساخنة

الخلية الساخنة هي اسم يُطلق على حجرة احتواء محمية من الإشعاع النووي . تشير كلمة "ساخنة" إلى النشاط الإشعاعي .

تُستخدم الخلايا الساخنة في كل من صناعات الطاقة النووية والطب النووي. وهي ضرورية لحماية الأفراد من النظائر المشعة من خلال توفير صندوق احتواء آمن يمكنهم من خلاله التحكم في المعدات اللازمة وتشغيلها.

تُستخدم الخلايا الساخنة لفحص قضبان الوقود النووي المستهلكة ، وللتعامل مع مواد أخرى تُصدر أشعة غاما عالية الطاقة . على سبيل المثال، تتم معالجة النظائر الطبية، بعد تشعيعها في مفاعل نووي أو مُسرِّع جسيمات، داخل خلية ساخنة. تُثير الخلايا الساخنة مخاوف بشأن الانتشار النووي، إذ يُمكن استخدامها لإجراء العمليات الكيميائية اللازمة لاستخلاص البلوتونيوم (سواءً كان صالحًا للاستخدام في الأسلحة أم لا ) من وقود المفاعل. يتطلب تقطيع الوقود المستهلك، وإذابته في حمض النيتريك الساخن، ودورة الاستخلاص الأولى من عملية إعادة معالجة الوقود النووي PUREX (دورة عالية النشاط) إجراءها داخل خلية ساخنة. أما الدورة الثانية من عملية PUREX (دورة متوسطة النشاط) فيُمكن إجراؤها داخل صناديق القفازات .

تُستخدم الخلايا الساخنة بشكل شائع في صناعة الطب النووي :

• لإنتاج المستحضرات الصيدلانية المشعة ، وفقًا لإرشادات ممارسات التصنيع الجيدة (الصناعة).
• لمعالجة وتوزيع المستحضرات الصيدلانية المشعة (المستشفيات).

يجب ألا يتعرض المستخدم مطلقًا لمسارات الإشعاع المنبعثة من النظائر المشعة، ولذلك يُحاط صندوق الاحتواء عادةً بدروع سميكة، تُصنع من الفولاذ المقاوم للصدأ 316 أو مواد أخرى مثل البولي فينيل كلوريد (PVC) أو الكوريان . ويمكن ضمان هذه الدروع باستخدام الرصاص (وهو شائع) أو مواد أخرى مثل الخرسانة (مما يستلزم جدرانًا سميكة جدًا) أو حتى التنجستن. وتحدد كمية النشاط الإشعاعي في الخلية الساخنة، وطاقة فوتونات جاما المنبعثة من النظائر المشعة، وعدد النيوترونات المتكونة من المادة، سُمك الدروع المطلوبة. فعلى سبيل المثال، يتطلب مصدر من الكوبالت-60 بقوة 1 كيلوكوري (37 تيرابيكريل) دروعًا أكثر سُمكًا من مصدر من الإيريديوم-192 بقوة 1 كيلوكوري (37 تيرابيكريل) للحصول على نفس معدل الجرعة على السطح الخارجي للخلية الساخنة. أيضًا، إذا تم استخدام بعض المواد الأكتينيدية مثل الكاليفورنيوم أو الوقود النووي المستهلك داخل الخلية الساخنة، فقد تكون هناك حاجة إلى طبقة من الماء أو البولي إيثيلين لتقليل معدل جرعة النيوترونات.  

لرؤية ما بداخل الخلية الساخنة، يمكن استخدام الكاميرات (لكنها تحتاج إلى استبدال دوري)، أو في أغلب الأحيان، يُستخدم الزجاج الرصاصي . ^{[ 1 ]} تتعدد كثافات الزجاج الرصاصي، لكن الكثافة الأكثر شيوعًا هي 5.2  غ/سم³ ^. لحساب مكافئ الرصاص تقريبًا، يُضرب سُمك الرصاص المطلوب في 2.5 (على سبيل المثال،  يتطلب 10 مم من الرصاص  نافذة زجاجية رصاصية بسُمك 25 مم). استخدمت الخلايا الساخنة القديمة محلول بروميد الزنك (ZnBr₂ ₎ في خزان زجاجي للحماية من أشعة غاما عالية الطاقة. يحجب هذا المحلول الإشعاع دون أن يُعتم الزجاج (كما يحدث للزجاج المُعالج بالرصاص عند تعرضه للإشعاع). كما يُصلح هذا المحلول نفسه تلقائيًا أي تلف ناتج عن تفاعل الإشعاع، ولكنه يُسبب تشوهًا بصريًا بسبب اختلاف معامل الانكسار بين المحلول والزجاج.

تُستخدم أجهزة التحكم عن بعد أو الملاقط للتعامل عن بعد مع المعدات داخل الخلايا الساخنة، وبالتالي تجنب التعرض لجرعات كبيرة من الإشعاع على الأصابع/اليدين.

تُستخدم القفازات المُحمّلة بالرصاص غالبًا مع الملاقط نظرًا لما توفره من مرونة أكبر، وإمكانية استخدامها في بيئات منخفضة الإشعاع (مثل الخلايا الساخنة المستخدمة في مختبرات الطب النووي بالمستشفيات). وقد طوّرت بعض الشركات قفازات مُحمّلة بالتنغستن، توفر مرونة أكبر وحماية أفضل من القفازات المُحمّلة بالرصاص. يجب استبدال القفازات بانتظام لأن المواد الكيميائية المستخدمة في عملية تنظيف/تعقيم الحاويات تُسبب تآكلًا كبيرًا.

يمكن وضع الخلايا الساخنة في غرف نظيفة ذات تصنيف هواء يتراوح من D إلى B (C هو الأكثر شيوعًا).