Desenvolvimento de detector de nêutrons utilizando cristal cintilador de CsI dopado com Li

Abstract

A detecção da radiação e a medida de suas propriedades são requisitos para o desenvolvimento de todas as áreas da tecnologia nuclear e suas aplicações. Entre as suas aplicações, destacam-se: a pesquisa científica, a aplicação médica, a operação de reatores, a área de proteção radiológica e as aplicações industriais. A detecção dos nêutrons não é trivial, tendo em vista a falta de cargas elétricas dessas partículas e a peculiaridade de suas interações com a matéria. Outra dificuldade na detecção de nêutrons é que a radiação emitida pela fonte de nêutrons está sempre acompanhada de radiações de outras naturezas, o que dificulta a discriminação eletrônica dos impulsos gerados pelos nêutrons, dos gerados por outras radiações. Neste trabalho, foram estudados cristais baseados em CsI para aplicação como detectores de nêutrons usando como dopante o Li, avaliando a resposta de detecção de nêutrons em diferentes concentrações de dopantes (entre 10-1 M a 10-4 M). A reação do nêutron com o Li é dada como: n+6Li→3H(2,75 MeV) + 4He(2,05 MeV) com σ= 940 b. Foram feitos estudos com nêutrons provenientes da fonte de AmBe incidindo em blocos de parafina e avaliando a resposta dos detectores aos nêutrons termalizados incidentes no cristal. Um cristal puro de CsI foi usado como referência para avaliar o ganho de eficiência com o aumento da concentração de dopante na matriz CsI. O código MCNP foi usado para avaliar qual a melhor espessura do cristal cintilador para a obtenção de maior eficiência de detecção de nêutrons