XIV ESCOLA DE VERÃO DE FÍSICA NUCLEAR EXPERIMENTAL
Jorge André Swieca

Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, IPEN/CNEN - SP
São Paulo, 13 a 24 de fevereiro, 2006

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Experiências oferecidas:

E1. Caracterização do fluxo de nêutrons do Irradiador de AmBe.

E2. Radiografia com Nêutrons.

E3. Medida da Curvatura do Fluxo de Nêutrons (“Buckling”) através do Mapeamento do Fluxo de Nêutrons Rápidos e/ou Térmicos no Núcleo do Reator Nuclear IPEN/MB-01.

E4. Análise multielementar de amostras biológicas utilizando feixe de nêutrons do Reator IEA -R1 do IPEN.

E5. Difração de Nêutrons: Análise quantitativa de fases utilizando o método de Rietveld.

E6. Determinação de fluxos rápido e térmico de nêutrons com materiais SSNTD.

E7. Detectores de nêutrons.

E8. Fundamentos do Método de Monte Carlo para transporte de nêutrons: O uso do código MCNP versão 4C.

Escolha dos Experimentos

Os alunos serão divididos em grupos de no máximo 5 pessoas e participarão de duas experiências. Cada estudante participará de um experimento, dentre o elenco de 7 oferecidos (E1, E2, E3, E4, E5, E6, E7). A escolha deste experimento será realizada na Ficha de Inscrição, no qual haverá um campo especifico com instruções para o procedimento; o aluno devera priorizar as experiências de sua preferência atribuindo, na ficha de inscrição, um número entre 1 e 7 para cada uma, significando 1 a prioridade mais alta e 7 a mais baixa. O experimento E8 será oferecido a todos os participantes.

 Descrição dos Experimentos:

Experimento: E1

Caracterização do fluxo de nêutrons do Irradiador de AmBe

Objetivo: Medida do fluxo de nêutrons no Irradiador de 241AmBe, utilizando detetores de ativação.

Equipamentos:

Fonte de Nêutrons de AmBe

Detetores de Ativação

Detetores de HPGe

Sistema Eletrônico associado

Analisador Multicanal

Software específico

Resumo do Procedimento:

Calibração dos detetores, irradiação dos detetores de ativação

Análise dos espectros

Cálculo do fluxo de nêutrons

Professor: Guilherme Soares Zahn e Frederico Antonio Genezini

Tempo de realização: 5 dias

Experimento: E2

Radiografia com Nêutrons

Objetivo: Fundamentos, aplicações e desenvolvimentos desta técnica radiográfica

Equipamentos:

- Reator IEA-R1

- equipamento instalado no canal 08 do reator IEA - R1

Resumo do Procedimento:

aulas teóricas dos princípios básicos e fundamentos desta técnica

experimentos para a determinação das condições ótimas para obtenção de uma radiografia em filmes

imagens em tempo real

análise de imagens no sistema para a captura e processamento digital

Professores: Reynaldo Pugliesi; Marcos L. G. Andrade; Marco A. S. Pereira

Tempo de realização: 5 dias

Experimento : E3

Medida da Curvatura do Fluxo de Nêutrons (“Buckling”) através do Mapeamento do Fluxo de Nêutrons Rápidos e/ou Térmicos no Núcleo do Reator Nuclear IPEN/MB-01.

Objetivo: Obter a curvatura do fluxo de nêutrons ao longo do eixo central axial do Núcleo do Reator IPEN/MB-01.

Equipamentos:

Balança de precisão

Detetores de ativação de In e/ou Au

Detetores de Germânio Hiper-Puro (HPGe)

Sistema Eletrônico associado

Analisador Multicanal

Software específico

Resumo do Procedimento:

Preparação das folhas: medidas de suas massas em balança de precisão, fixação em dispositivo articulado para inserção e irradiação no núcleo. Irradiações .

Análise dos espectros de emissão de raios gama das folhas irradiadas;

Determinação dos valores de fluxo. Cálculo do Buckling (“Medida da Curvatura do Fluxo de Nêutrons”).

Professores: Ulysses d´Utra Bitelli, Rogério Jerez, César Luiz Veneziani e Renato Kuramoto

Tempo de realização: 5 dias

Experimento: E4

Análise multielementar de amostras biológicas utilizando feixe de nêutrons do Reator IEA - R1 do IPEN

Objetivo: Determinação do fluxo de nêutrons do Reator - IEA do IPEN/CNEN-SP, via da Técnica da Razão de Cd, para análise quali – quantitativa de materiais biológicos diversos.

Equipamentos:

Detetores de HPGe

eletrônica associada

Placas MCA de aquisição

Software específico

Resumo do Procedimento:

Aulas teóricas: fundamentos em espectrometria gama, descrição da técnica da razão de Cd e descrição dos métodos de ativação por nêutrons utilizando Reator do IPEN;

Aulas de laboratório para obtenção de dados : calibração do sistema , preparação das amostras , irradiação das amostras, cálculo do fluxo de nêutrons , aquisição de dados .

Análise dos dados identificação e quantificação dos elementos presentes nas amostras;

Professores: Cibele Bugno Zamboni, José Agostinho Gonçalves de Medeiros e Marcus Paulo Raele

Tempo de realização: 5 dias

Experimento: E5

Difração de Nêutrons: Análise quantitativa de fases utilizando o método de Rietveld

Objetivo: Determinação da concentração das fases cristalinas presentes em uma amostra policristalina, com difração de nêutrons.

Equipamentos: Difratômetro de nêutrons do IPEN-CNEN/SP, equipado com detector sensível à posição (PSD), e computadores PC para análise dos dados.

Resumo do Procedimento:

Aulas teóricas:

- Noções básicas sobre difratometria de nêutrons em amostras policristalinas;

- Como obter dados no ‘IPEN-CNEN/SP PSD Neutron Diffractometer’;

- ‘Softwares’ disponíveis para análise de dados que utilizam o método de Rietveld.

Aulas práticas:

- Obtenção de dados da amostra a ser analisada;

- Análise dos dados obtidos, utilizando ‘softwares’ adequados.

Professores: Vera L. Mazzocchi , Carlos B. R. Parente e José Mestnik Filho.

Tempo de realização: 5 dias

Experimento: E6

Determinação de fluxos rápido e térmico de nêutrons com materiais SSNTD e estimativa de dose

Objetivo: Determinação do fluxo de nêutrons térmicos e rápidos no irradiador de nêutrons .

Equipamentos:

Detectores plásticos tipo CR39

Conversor de boro

Siste para revelação dos detectores

Microscópio óptico e/ou sistema digital de leitura dos detectores

Irradiador de nêutrons AmBe.

Resumo do Procedimento:

Aulas teóricas:

- Teoria dos detectores sólidos de traços nucleares

- Interação de nêutrons térmicos e rápidos com elementos de baixo Z

- Aplicação e calibração de detectores SSNTD's na detecção de nêutrons

Aulas práticas:

- Apresentação dos detectores SSNTD ( CR-39, Makrofol-De, e outros)

- Irradiação dos detectores no irradiador de AmBe (IPEN)

Procedimento de Revelação e Leitura dos detectores

Determinação do fluxo de nêutrons térmicos e rápidos a partir de calibração pré existente

Estimativa de dose a partir do fluxo estabelecido e comparação dos resultados com outros resultados obtidos.

Determinação de fluxo de nêutrons em um ambiente com espectro desconhecido.

Professor: Eudice Correia Vilela

Tempo de realização: 5 dias

Experimento: E7

Detetores de Nêutrons

Objetivo: Fundamentos e aplicações de diferentes tipos de detectores de nêutrons

Equipamentos:

Detectores a gás: BF3 , 3He e 1H

Detectores cintiladores: NE-213 e NE-400

Detectores semicondutores com conversores

Foto multiplicadora (FM), base para FM

Pré - amplificador

Amplificador

Multicanal.

Resumo do Procedimento:

aulas teóricas dos princípios básicos operação dos detectores

experimentos para verificar a resposta dos detectores para nêutrons rápidos (fonte de AmBe) e termalizados (usando parafina)

acoplamento dos detectores cintiladores às FM

obtenção das figuras de mérito dos detectores

Professor: Tufic Madi Filho

Tempo de realização: 5 dias

Experimento: E8

Fundamentos do Método de Monte Carlo para transporte de nêutrons: O uso do código MCNP versão 4C

Objetivo: Introdução ao Método de Monte Carlo para transporte de nêutrons e utilização do código MCNP-4C para simulação de experimentos.

Equipamentos: Código MCNP-4C, sistema computacional do CPD do IPEN (sala de vídeo conferência).

Resumo do Procedimento:

Aulas teóricas:

- Teoria de Transporte de nêutrons (Equação de Boltzman)

- Noções básicas sobre o Método de Monte Carlo;

Técnicas de amostragem e a teoria do código MCNP-4C;

Aulas práticas:

- Apresentação do código MCNP-4C (histórico e descrição)

Modelagem geométrica

Modelagem de fontes de nêutrons

Casos / exemplos

Interpretação de resultados

Simulação de problemas propostos

Professores: Juan Yury Zevallos-Chavez, Paulo de Tarso Delladone Siqueira e Helio Yoriyaz

Tempo de realização: 3 dias