Este documento describe diferentes técnicas para medir distribuciones de neutrones usando monitores de activación. Explica los métodos de medición punto a punto y continuo, así como los criterios para seleccionar detectores apropiados como el cobalto-59, níquel-58 y azufre-32. También cubre los desafíos de realizar mediciones a alta potencia y la importancia de calibrar aparatos para obtener mediciones absolutas.

1. Monitores de Activación en
Mediciones de Distribuciones de
Neutrones
Agustin Zúñiga Gamarra
Instituto Peruano de Energía Nuclear
Centro Nuclear Racso
Huarangal, 1989, Lima, Perú

2. Contenido
1. Problema
2. Metodos diferentes
3. Medicion en alta potencia
4. Exploracion de espectros
5. Integradores de flujo
6. Problemas de empleo de monitores
7. Detectores utilizados
8. Criterios de escogimiento
9. Preparacion de detectores
10.Técnicas de medición
2 Distribucion de Neutrones A.Zuñiga

3. Problema
Ciclo de Caracterización de posiciones
FUNCIONAMIENTO r EXPERIMENTALES
r,t
Flujos neutrónicos y
Exploración de ESPECTROS
¿Cuáles son las VARIACIONES?
¿Qué PROBLEMAS surgen?
¿Cómo medir PARAMETROS
NUCLEARES del funcioamiento?
Mediciones a
Integradores de flujo:
Plena Potencia
METODOS termico y rápido en
Sistematizacion con posiciones utilizadas
3 ESPECTROS Neutrones
Distribucion de A.Zuñiga

4. Métodos diferentes según irradiación
• Medios MATERIALES (electrónica, tecnología,
etc.)
ESCOGIMIENTO • Problemas impuestos (arranque, explotacion)
• Características FUNCIONAMIENTO (nivel Pot,
envenenamiento, radiactividad, etc.)
Tarea PRINCIPAL:
ESPIRITU
• Perfeccionar selección
MEDICION • Proveer mediciones regulares
• Asegurar dosimetría en posicones (flujos,
espectros)
• Reactor multiuso (gradientes,
DIFICULTADES reproducibilidad)
• Campo de radiación perturbada (ciclo
funcionamiento, experiencias vecinas)
ADAPTAR • Mediciones a diversas potencias
TAREA METODOS A • Medicones con espectro neutrónico
4 SITUACIONES
Distribucion de Neutrones • Mediciones integradoras de flujos
A.Zuñiga

5. Mediciones a Alta Potencia
P ≈ 〈 2,10MW 〉 ⇒ φ 〈1012 ,1014 〉 n / cm 2 / s
• Saturación del núcleo con ff
Extrapolación desde baja
• Influencia de la posición BC CONSIDERACIONES potencia es IMPOSIBLE
• Sensibilidad R-γ en las CI
DETECTORES σ ↓, T ↑
Co 59 (n, λ )Co 60 : Φ th
MEDICIONES
DIRECTAS DE Al 27 (n,α ) Na 24 : Φ r
FLUJO Ni 58 (n, α )Co 58 : Φ r
•Correlacion angular ϒ-ϒ
•Emisión β parásita, impurezas
•Esquemas desintegracion DIFICULTADES
•Electrónica rápida
•Software de analisis de picos
5 Distribucion de Neutrones A.Zuñiga

6. FACILIDADES PARA INVESTIGACION
Posiciones de
irradiación incore.
Sistema neumático
Facilidad de
Neutrografía.
Columna térmica
Facilidad de
Gamas Pronto.
Facilidad de
Difracción de
6 Distribucion de Neutrones
Neutrones. A.Zuñiga

7. Exploración Sistemática de Espectros
Razón
Conocimiento preciso
de distribucion •Flujos integrados
espectral de los •Dosis
neutrones
Aproximaciones
METODO
sucesivas
7 Distribucion de Neutrones A.Zuñiga

8. Integradores de Flujo
No lleva
• Balance
termico P ≈ Cte Estabilidad del flujo PI
• Ni16
•Mov. BC (Compensar Xe, quemado U235)
Variacion
•Depresion - Pertubacion ( dispositivos exp)
FLUJO PI •Poca reproducibilidad (posicionador )
Térmico Método Co-60
Utilizar
INTEGRADORES
Rápido Método Ni-58
8 Distribucion de Neutrones A.Zuñiga

9. Problemas de Empleo de Monitores de Activación
¿Qué resultados requiere el reactor?
Materiales Fabricacion detectores
Metodología Adecuación procedimiento
Saber medir flujos a diferentes energías
Disponer testigos adecuados a condiciones T y P
Disponer buenos detectores 1/v, resonantes y umbral
Poseer número suficiente detectores (Ei, Ej)
Ej
∫ φ ( E )dE
Ei
<EI , EJ>: lo mas pequeño
9 Distribucion de Neutrones A.Zuñiga

10. Detectores Utilizados
TERMICOS INTERMEDIOS
Au197 ( n, γ ) Au198 : 2.7 d
Cu 63 (n, γ )Cu 64 : 12.8hr
In115 (n, γ ) In116 : 53.9 min
Mn 55 (n, γ ) Mn 56 : 154.5 min
Mn 55 (n, γ ) Mn 56 : 154.5 min
Co 59 (n, γ )Co 60 : 5.2a
Co 59 (n, γ )Co 60 : 5.2a
RAPIDOS
S 32 (n, p) P 32 : 14.2d
P 31 ( n, p ) Si 31 : 2.6hr
Ni 58 ( n, p )Co 58 : 72d
Al 27 (n, a) Na 24 : 15.0hr
10 Distribucion de Neutrones A.Zuñiga

11. Criterio de escogimiento del material
Medir T1/2
• Verificar la pureza
• Probar el detector Misma forma a utilizarse
• Estudiar fluencia Fabricacion e impurezas
• Limitaciones
Manifestan las impurezas
alta fluencia: ejm Cu
•Limite definido por pureza del producto
(no ensuciar en la manipulación)
•Liberarse de impurezas via discriminacion
gama (electrónica)
11 Distribucion de Neutrones A.Zuñiga

12. Preparación de Detectores
• Material
Metodo depende:
• Objetivos perseguidos
Cuerpo metálico: disco : e≈ 1/100 o 1/10 mm
Fabricación Diametro: 4 mm
Ejm: Mn, Co, In
Evaporación Ejm: Au, In, Mn, Co, S
Sedimentación Ejm. P
12 Distribucion de Neutrones A.Zuñiga

13. Técnicas de Medición
Mediciones RELATIVAS •Distribucion de
•Valor absoluto 1pto de la
curva (aparte)
Método Punto a Punto •n. Térmico: Mn, Co, Cu, Au
•n. Rápido: Ni, S
•SPN
•Hilos, bandas: Cu, Au.
•Muchos puntos
Método Continuo •Se requiere alto flujo
•Repetir pasadas.
•Motor, O 1mm
•4pi
Mediciones ABSOLUTAS •Dificil : actividades bajas
•Estudiar absorcion
Aparatos CALIBRADOS
13 Distribucion de Neutrones A.Zuñiga

14. Muchas gracias
agustinz1@hotmail.com
14 Distribucion de Neutrones A.Zuñiga