Simulação de um sistema híbrido de imageamento com nêutrons e análise por ativação neutrônica com gamas prontos no reator IEA-R1

Abstract

A análise por ativação neutrônica com gamas prontos (PGNAA) é uma técnica eficiente para a detecção de elementos que não podem ser detectados pela análise por ativação neutrônica convencional. Devido às necessidades para a instalação, como o fluxo ser majoritariamente térmico e fatores como a colimação do feixe e a necessidade de blindagens para o detector e para a segurança da instalação, o Brasil não possui um arranjo de PGNAA. Esses entraves tornam os custos de instalação elevados, exigindo um alto empenho,como solução para diminuir os custos de instalação é possível utilizar e adaptar um arranjo de tomografia com nêutrons (NT) para um sistema híbrido chamado PGAI-NT, consoante a literatura. O reator IEA-R1, localizado no IPEN/USP, conta com um sistema de NT para o estudo de diferentes amostras com materiais leves. Tal sistema está instalado no beam hole 14 (BH14) e conta com um fluxo ideal para PGNAA (majoritariamente térmico e com intensidade comumente empregada em PGNAA). Todavia, um estudo sobre as adaptações necessárias e impacto delas é imprescindível para o bom funcionamento e planejamento do sistema. O presente trabalho calculou o fluxo no BH14 na posição da amostra experimentalmente e utilizando o software Monte Carlo N-Particle (MCNP6) foram feitos cálculos dos fluxo sem diferentes regiões com diferentes adaptações para PGNAA no sistema de NT. Além dos cálculos dos fluxos, foram feitas previsões da dose ambiente, utilizando MCNP6,em diferentes adaptações com base em medidas experimentais utilizando detectores para nêutrons e raios gama. Estas análises possibilitaram a escolha da melhor adaptação para instalação do sistema de PGNAA na NT do reator IEA-R1.