{"id":17540,"date":"2020-06-14T22:20:47","date_gmt":"2020-06-14T22:20:47","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/o-que-e-o-contador-proporcional-de-boro-trifluoreto-bf3-definicao\/"},"modified":"2020-07-21T10:51:11","modified_gmt":"2020-07-21T10:51:11","slug":"o-que-e-o-contador-proporcional-de-boro-trifluoreto-bf3-definicao","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/pt-br\/o-que-e-o-contador-proporcional-de-boro-trifluoreto-bf3-definicao\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 o Contador Proporcional de Boro-Trifluoreto – BF3 – Defini\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"
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Um dos m\u00e9todos de detec\u00e7\u00e3o de n\u00eautrons usando um contador proporcional \u00e9 usar o trifluoreto de boro gasoso (BF3) em vez do ar na c\u00e2mara.\u00a0Contador proporcional de boro-trifluoreto – BF3<\/div>\n<\/div>\n
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Um\u00a0\u00a0contador proporcional<\/strong><\/a>\u00a0, tamb\u00e9m conhecido como\u00a0\u00a0detector proporcional<\/strong>\u00a0, \u00e9 um dispositivo el\u00e9trico que detecta v\u00e1rios tipos de radia\u00e7\u00e3o ionizante.\u00a0A tens\u00e3o do detector \u00e9 ajustada para que as condi\u00e7\u00f5es correspondam \u00e0\u00a0\u00a0regi\u00e3o proporcional<\/a>\u00a0.\u00a0Nesta regi\u00e3o, a voltagem \u00e9 alta o suficiente para fornecer aos el\u00e9trons prim\u00e1rios acelera\u00e7\u00e3o e energia suficientes para que eles possam ionizar \u00e1tomos adicionais do meio.\u00a0Esses \u00edons secund\u00e1rios (\u00a0amplifica\u00e7\u00e3o de g\u00e1s<\/strong>\u00a0) formados tamb\u00e9m s\u00e3o acelerados, causando um efeito conhecido como\u00a0\u00a0avalanches de Townsend<\/strong><\/a>\u00a0, que cria um \u00fanico pulso el\u00e9trico grande.\u00a0Os contadores proporcionais gasosos geralmente operam em campos el\u00e9tricos altos da ordem de 10 kV \/ cm e atingem\u00a0fatores de amplifica\u00e7\u00e3o de cerca de 10\u00a05<\/sup><\/strong>\u00a0.\u00a0Como o fator de amplifica\u00e7\u00e3o depende fortemente da tens\u00e3o aplicada, a carga coletada (sinal de sa\u00edda) tamb\u00e9m depende da tens\u00e3o aplicada e os contadores proporcionais exigem tens\u00e3o constante.<\/p>\n

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Essa \u00e9 uma diferen\u00e7a sutil, mas importante, entre as\u00a0\u00a0c\u00e2maras de ioniza\u00e7\u00e3o<\/a>\u00a0\u00a0e os\u00a0\u00a0contadores proporcionais<\/strong>\u00a0.\u00a0Uma c\u00e2mara de ioniza\u00e7\u00e3o produzir\u00e1 uma corrente proporcional ao n\u00famero de el\u00e9trons coletados a cada segundo.\u00a0Essa corrente \u00e9 calculada como m\u00e9dia e \u00e9 usada para conduzir uma leitura de exibi\u00e7\u00e3o em Bq ou \u03bcSv \/ h.\u00a0Contadores proporcionais<\/strong>\u00a0\u00a0n\u00e3o funcionam dessa maneira.\u00a0Em vez disso, eles amplificam cada uma das explos\u00f5es individuais de ioniza\u00e7\u00e3o para que cada evento ionizante seja detectado separadamente.\u00a0Eles, portanto, medem o n\u00famero de eventos ionizantes (\u00e9 por isso que s\u00e3o chamados contadores).\u00a0Na instrumenta\u00e7\u00e3o nuclear, os\u00a0contadores proporcionais de boro-trifluoreto<\/strong>\u00a0(BF3) s\u00e3o amplamente utilizados como\u00a0detectores de faixa de fonte<\/a>\u00a0.<\/p>\n

\u00a0Contador proporcional\u00a0BF\u00a03<\/sub><\/h2>\n

Como os n\u00eautrons s\u00e3o\u00a0\u00a0part\u00edculas eletricamente neutras,<\/strong>\u00a0\u00a0elas est\u00e3o sujeitas principalmente a\u00a0\u00a0fortes for\u00e7as nucleares,<\/a>\u00a0\u00a0mas n\u00e3o a for\u00e7as el\u00e9tricas.\u00a0Portanto, os n\u00eautrons\u00a0n\u00e3o<\/strong>\u00a0s\u00e3o\u00a0\u00a0diretamente ionizantes<\/strong>\u00a0\u00a0e geralmente precisam ser\u00a0\u00a0convertidos<\/strong>\u00a0\u00a0em part\u00edculas carregadas antes que possam ser detectados.\u00a0Geralmente, todo tipo de detector de n\u00eautrons deve estar equipado com conversor (para converter a radia\u00e7\u00e3o de n\u00eautrons em radia\u00e7\u00e3o detect\u00e1vel comum) e um dos detectores de radia\u00e7\u00e3o convencionais (detector de cintila\u00e7\u00e3o, detector de gases, detector de semicondutores, etc.).<\/p>\n

C\u00e2maras de ioniza\u00e7\u00e3o<\/a>\u00a0s\u00e3o frequentemente usadas como dispositivo de detec\u00e7\u00e3o de part\u00edculas carregadas.\u00a0Por exemplo, se a superf\u00edcie interna da c\u00e2mara de ioniza\u00e7\u00e3o for revestida com uma fina camada de boro, a rea\u00e7\u00e3o (n, alfa) poder\u00e1 ocorrer.\u00a0A maioria das rea\u00e7\u00f5es (n, alfa) dos n\u00eautrons t\u00e9rmicos s\u00e3o rea\u00e7\u00f5es\u00a0\u00a010B (n, alfa) 7Li\u00a0<\/strong>\u00a0acompanhadas por\u00a0emiss\u00e3o gama de<\/a>\u00a00,48 MeV\u00a0\u00a0.<\/p>\n

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Al\u00e9m disso, o is\u00f3topo boro-10 possui uma alta se\u00e7\u00e3o transversal da rea\u00e7\u00e3o (n, alfa) ao longo de todo\u00a0\u00a0o espectro de energia de n\u00eautrons<\/a>\u00a0.\u00a0A part\u00edcula alfa causa ioniza\u00e7\u00e3o dentro da c\u00e2mara e el\u00e9trons ejetados causam ioniza\u00e7\u00f5es secund\u00e1rias adicionais.<\/p>\n

Outro m\u00e9todo para detectar n\u00eautrons usando um contador proporcional \u00e9 usar o\u00a0trifluoreto de boro<\/strong>\u00a0gasoso\u00a0\u00a0\u00a0(BF\u00a03<\/sub>\u00a0) em vez do ar na c\u00e2mara.\u00a0Os n\u00eautrons recebidos produzem part\u00edculas alfa quando reagem com os \u00e1tomos de boro no g\u00e1s detector.\u00a0Qualquer um dos m\u00e9todos pode ser usado para detectar n\u00eautrons no reator nuclear.\u00a0Deve-se notar que os\u00a0\u00a0contadores\u00a0BF\u00a03<\/sub>\u00a0geralmente s\u00e3o operados na regi\u00e3o proporcional.<\/p>\n

Detectores de faixa de fonte<\/h2>\n

Os\u00a0detectores de faixa de fonte<\/strong>\u00a0monitoram o fluxo de n\u00eautrons (pot\u00eancia do reator) nos n\u00edveis mais baixos de desligamento e fornecem indica\u00e7\u00e3o, alarmes e disparos do reator.\u00a0A instrumenta\u00e7\u00e3o de faixa de fonte geralmente consiste em dois ou quatro canais de faixa de fonte, cada um com seu pr\u00f3prio detector separado, passagem de cabo e circuito eletr\u00f4nico.\u00a0Os detectores utilizados s\u00e3o geralmente\u00a0contadores proporcionais de<\/a>\u00a0alta sensibilidade ao trifluoreto de boro (BF\u00a03<\/sub>\u00a0)\u00a0.\u00a0Em geral, os contadores proporcionais s\u00e3o capazes de\u00a0identificar part\u00edculas<\/strong>\u00a0e medir energia (espectroscopia).\u00a0A altura do pulso reflete a energia depositada pela radia\u00e7\u00e3o incidente no g\u00e1s do detector.\u00a0Como tal, \u00e9 poss\u00edvel distinguir os pulsos maiores produzidos pelas\u00a0part\u00edculas alfa<\/a>(produzido por (n, alfa) rea\u00e7\u00f5es) dos pulsos menores produzidos por\u00a0part\u00edculas beta<\/a>\u00a0ou\u00a0raios gama<\/a>\u00a0.<\/p>\n

Esses\u00a0detectores\u00a0<\/strong>BF\u00a03<\/sub><\/strong>\u00a0produzem uma sa\u00edda de taxa de pulso proporcional ao fluxo de n\u00eautrons t\u00e9rmicos visto no detector.\u00a0Esses canais s\u00e3o normalmente usados \u200b\u200bem uma\u00a0faixa de<\/strong>\u00a0contagem\u00a0de 0,1 a 10\u00a0<\/strong>6<\/sup><\/strong>\u00a0contagens por segundo<\/strong>\u00a0, mas variam com base no projeto do reator.\u00a0Esses detectores de excore geralmente est\u00e3o localizados nos po\u00e7os dos instrumentos na blindagem prim\u00e1ria (blindagem de concreto) adjacente ao vaso do reator.<\/p>\n

A instrumenta\u00e7\u00e3o da faixa de fonte monitora e indica o n\u00edvel do fluxo de n\u00eautrons do n\u00facleo do reator e a taxa pela qual o fluxo de n\u00eautrons muda durante o\u00a0desligamento do reator<\/a>\u00a0e a\u00a0fase inicial da inicializa\u00e7\u00e3o<\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0Eles s\u00e3o muito importantes para o monitoramento da subcriticidade durante a recarga de combust\u00edvel, quando\u00a0ocorre a\u00a0multiplica\u00e7\u00e3o subcr\u00edtica<\/a>\u00a0.\u00a0O fluxo de n\u00eautrons \u00e9 indicado em contagens por segundo (cps).\u00a0A taxa de varia\u00e7\u00e3o da popula\u00e7\u00e3o de n\u00eautrons \u00e9 indicada como\u00a0taxa de inicializa\u00e7\u00e3o<\/a>\u00a0(SUR), que \u00e9 definida como o n\u00famero de fatores de dez que a energia muda em um minuto.\u00a0Portanto, as unidades de\u00a0SUR<\/strong>\u00a0s\u00e3o pot\u00eancias de dez por minuto, ou\u00a0deca\u00a0<\/strong>des per minute<\/strong>\u00a0(\u00a0dpm<\/strong>\u00a0).<\/p>\n

Existem dois problemas principais na instrumenta\u00e7\u00e3o do intervalo de fontes:<\/span><\/p>\n