Vega Carrillo, Héctor René; Manzanares Acuña, Eduardo; Hernández Dávila, Víctor Martín; Rodarte Félix; Ramírez González; Hernández Villasana
Resumen:
Mediante m´etodos Monte Carlo se ha realizado un estudio con el prop´osito de utilizar un espectr´ometro de rayos gamma, con base en un
centellador de NaI(Tl) de 3” ;£ 3” y un moderador esf´erico, para medir la tasa de fluencia de neutrones. Los materiales que contienen
hidr´ogeno tienen la capacidad de moderar y termalizar neutrones; una vez termalizados los neutrones pueden ser capturados por los n´ucleos
del moderador. Si la captura ocurre en hidr´ogeno un fot´on de 2.22 MeV se produce y el espectro de altura de pulsos muestra un fotopico en
torno a los 2.22 MeV, el ´area neta bajo el fotopico es proporcional a la tasa total de la fluencia de neutrones que incide sobre el moderador.
Las caracter´ısticas de este sistema han sido determinadas mediante m´etodos Monte Carlo usando el c´odigo MCNP 4C, donde se utiliz´o un
modelo del centellador. Durante el estudio se incluy´o como medios moderadores esf´ericos de agua y de polietileno de 3, 5 y 10 pulgadas de
di´ametro. Los moderadores se bombardearon neutrones emitidos por una fuente de 239PuBe. Con el mejor moderador es estudio se extendi´o
para determinar la respuesta del sistema ante neutrones monoenerg´eticos. Los c´alculos se efectuaron tratando de obtener espectros de altura
de pulsos de los rayos gamma similares a los observados en el multicanal. Durante el estudio se observaron los fotones de 2.22 MeV. Para el
caso del polietileno, tambi´en se observ´o un fot´on de 4.43 MeV proveniente de la reacci´on nuclear 12C(n, n’ °)12C.
Descripción:
A Monte Carlo study was realized to use a gamma-ray spectrometer with a 3” ;£ 3” NaI(Tl) detector, with a moderator sphere, to measure the neutron fluence rate. Materials with a large amount of hydrogen are able to slowdown and thermalize neutrons; once thermalized there is a probability of neutron capture in moderator nuclei. When the neutron is captured by hydrogen a 2.22 MeV prompt gamma-ray is emitted.
The photons pulse-height spectrum shows a photopeak around 2.22 MeV whose net area is proportional to total neutron fluence rate. The characteristics of this system were determined by a Monte Carlo study using the MCNP 4C code; a model of the NaI(Tl) was utilized, the study includes water and polyethylene as moderators with 3, 5, and 10 inches-diameter spheres that were bombarded with neutrons emitted by a polyenergetic 239PuBe. With the best sphere the study was extended to determine the response to monoenergetic neutron sources.
Calculations were carried out to obtain realistic gamma-rays pulse height spectra, where the 2.22 MeV is observed. In polyethylene spheres the 4.43 MeV photon is also shown due to 12C(n, n’ °)12C reaction.