Medición de flujos neutrónicos en forma absoluta

1. Medición de flujos neutrónicos en forma absoluta Experimentos en el reactor S. Bazzana- N. Chiaraviglio– F. Sánchez Instituto Balseiro

2. Para comenzar • ¿Qué entienden por flujo térmico, epitérmico y rápido? • ¿ Como se mide? • ¿Qué incerteza se espera?

3. Flujo térmico • Los neutrones en equilibrio térmico son capaces de ceder y de ganar energía al interactuar con el medio. • Posibles definiciones: • Área bajo la Maxwelliana • En E=Et • Integral de la densidad de flujo desde 0eV hasta: • Corte de Cadmio • Energías dadas por: • De 4 a 20 kT • 0.5 eV • 0.63 eV (límite de bibliotecas de PUMA)

4. Flujo rápido • Según la aplicación se lo define como: • Dosimetría biológica: Erap > 10 keV • Dosimetría en materiales: Erap > 1MeV • Según métodos de medición: Erap > 100/500 keV FlujoEpitérmico • Los límites del grupo epitérmico son Eth y Erap • Se puede también asociar Epitérmico con Resonante.

5. Espectros de neutrones Am-Be

6. Distintos espectros en reactores

7. Distintas relaciones térmico/epitérmico

8. ¿Cómo medimos neutrones?

9. Neutrones térmicos y epitérmicos: • Cámaras de fisión • Cámaras de Ionización (BF3, H3) • SPND • Detectores de activación Neutrones Rápidos: • Detectores de retroceso de protones. • Track-etching de trazas rápidas. • Detectores de activación

10. Medición de flujo con detectores de activación • Ventajas: • Utilizando detectores apropiados es posible medir en todos los rangos de energías. • No requiere de elementos activos. • Dimensiones pequeñas, no perturba mucho la magnitud a dimensionar • Incertezas determinadas por primeros principios • Desventajas: • No es posible obtener resultados en tiempo real.

11. Medición de flujo con detectores de activación Si el material es HOMOGENEO (típico): Se puededemostrarque la activaciónesindependiente de los términosimpares de la expansión en Legendre del flujo: * Como en general se asumenflujos A LO SUMO linealmenteanisotrópicos:

13. Separando en componentes térmica, epitérmica y rápida: Definimos: Sección Eficaz del grupo Autoapantallamiento Flujo en el grupo j

15. Despreciable si la reacción X es de captura.

16. Medición de flujos • Para determinar y a partir de: Necesito reacciones con secciones eficaces significativas en los rangos de interés (térmico y epitérmico)

17. Método de los dos materiales • Se exponen al mismo campo de neutrones (y bajo las mismas condiciones de irradiación) dos materiales diferentes.

18. Deben elegirse materiales con valores distintos de Q

20. Método de la diferencia de Cadmio • Se exponen al mismo campo de neutrones dos detectores de igual material y geometría, uno bajo cadmio y el otro sin cobertura. Se obtiene el mismo sistema de ecuaciones que para el método de los dos materiales. Con

21. El factor de cadmio contempla el hecho de que el Cd no es un filtro perfecto. Chiaraviglio - Sanchez - 8 de Marzo de 2012

22. Medición de flujo rápido • Las reacciones utilizadas con detectores de activación para medición de flujo rápido son reacciones que poseen un umbral de energía. ((n,p), (n,n’), (n,Xn), (n,α), etc). • De esta forma, se tiene que el flujo rápido se encuentra desacoplado del térmico y epitérmico.

24. Unfoldingmultigrupo • Consiste en realizar test estadísticos (mínimos cuadrados, chi-cuadrado, etc.) de modo de encontrar un espectro que ajuste con la menor incerteza posible un conjunto de actividades medidas. • Es un proceso iterativo de donde se obtienen factores de ajuste para espectros dados por cálculo. • Se utiliza para la consolidación del cálculo.