ROBERTO MENDONÇA DE LEMOS JUNIOR
IRD-CNEN - RIO DE JANEIRO - RJ - BRASIL - JANEIRO 2004
Área de Concentração: METROLOGIA
Orientador: Dr. Evaldo Simões da Fonseca
Co-Orientador: Dr. Walsan Wagner Pereira
Banca Examinadora:
Dr. Evaldo Simões da Fonseca
Dr. Pedro Pacheco de Queiroz Filho
Dra. Claudia Lúcia de Pinho Maurício
Dr. Ademir Xavier da Silva (PEN/COPPE)

Medidas de Espectros de Referência de Nêutrons
com o Espectrômetro de Multiesferas de Bonner

RESUMO

Este trabalho tem como objetivo definir um procedimento para a utilização do Espectrômetro de Multiesferas de Bonner com detector de 6LiI(Eu) na determinação de espectros de nêutrons. Foram medidos espectros de 238PuBe e alguns de referência (241AmBe, 252Cf e 252Cf+D2O) publicados na Norma ISO8529-1 (2001). Os dados foram processados por um programa computacional (BUNKI) que apresenta os resultados em termos de fluência de energia de nêutrons. Cada um dos parâmetros de entrada do programa foi estudado a fim de estabelecer qual a influência dos mesmos no resultado do ajuste. A taxa de equivalente de dose ambiente obtida com o detector posicionado a 1 m da fonte 241AmBe foi 122 ± 4 mSv/h, com incerteza expandida relativa de 7% e um nível de confiança de 95%. O procedimento definido nesse trabalho foi testado com o espectro de 238PuBe, onde a taxa de equivalente de dose ambiente obtida foi 286 ± 9 mSv/h, 8% menor do que o valor medido experimentalmente considerado como referência. Este procedimento permitirá efetuar medições dos espectros em diferentes locais de trabalho onde são utilizadas fontes de nêutrons. A partir do conhecimento desses espectros, pode-se avaliar quais monitores de área são adequados ou não, bem como estudar melhor a resposta dos monitores individuais para nêutrons, como por exemplo, determinar um coeficiente de conversão mais adequado para o dosímetro de albedo nos diversos tipos de instalações onde ele é utilizado.
Visto que as medições demandam muito tempo para serem realizadas, a otimização do trabalho é fundamental para a redução do tempo de exposição do operador. Sendo assim, um importante parâmetro estudado neste trabalho foi a possibilidade de diminuir a quantidade de esferas utilizadas nas medições, mas sem comprometer o resultado final. Considerando-se as normas de radioproteção, este parâmetro torna-se ainda mais relevante quando as medições são realizadas em locais onde as taxas de fluência de nêutrons e de raios gama oferecem um risco maior ao operador, como por exemplo, em centrais nucleares. Através do estudo deste parâmetro, foi possível concluir que apenas a retirada da esfera de 20,32 cm de diâmetro não causa perdas significativas de informação nos espectros de referência estudados, comparado-se com os resultados obtidos para todas as esferas.

ABSTRACT

This paper aims to define a procedure to use the Bonner Multisphere Spectrometer with a 6LiI(Eu) detector in order to determine of neutron spectra. It was measured 238PuBe spectra and same of reference (241AmBe, 252Cf e 252Cf+D2O) published in ISO8529-1 (2001) Norm. The data were processed by a computer program (BUNKI), which presents the results in neutrons energy fluency. Each input parameter of the program was studied in order to establish their influence in the adjustment result. The environment dose equivalent rate obtained placing the detector 1 m from the 241AmBe source was 122 ± 4 mSv/h with 7% of uncertainty and 95% of confidence level. The procedure established in this work was tested with the 238PuBe spectrum, obtaining an environment dose equivalent rate of 286 ± 9 mSv/h, 8% lower than the value measured experimentally used as reference. Through this procedure will be possible to measure neutron spectra in different work places where neutrons sources are used. Knowing these spectra, it will be possible to evaluate which area monitors, are more suitable, as well as, to study better the response of individual neutron monitors, as for instance, to obtain a conversion coefficient more appropriate to the albedo dosimeter used in different work places.
As the measurements need a long time to be accomplished, the work optimization is fundamental to reduce the exposing time of the Bonner spectrometer operator. For this reason, an important parameter examined in this paper was the possibility of reducing the number of spheres used during the measurement without changing the final result. Considering the radiation protection standards, this parameter has a huge importance when the measurements are performed in work places where the neutron fluency and gamma rate offer risks to the operator's health, as for instance, in nuclear centrals. Studying this parameter, it was possible to conclude that removing the 20,32 cm diameter sphere it will be possible to reduce the exposing time of the operator without changing significantly the final result.