{"id":17492,"date":"2020-06-14T13:42:03","date_gmt":"2020-06-14T13:42:03","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/o-que-e-deteccao-de-neutrons-termicos-definicao\/"},"modified":"2020-07-21T10:32:49","modified_gmt":"2020-07-21T10:32:49","slug":"o-que-e-deteccao-de-neutrons-termicos-definicao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/pt-br\/o-que-e-deteccao-de-neutrons-termicos-definicao\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 detec\u00e7\u00e3o de n\u00eautrons t\u00e9rmicos – Defini\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"
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Os m\u00e9todos para detec\u00e7\u00e3o de n\u00eautrons t\u00e9rmicos s\u00e3o baseados no fato de que os n\u00eautrons t\u00e9rmicos t\u00eam uma se\u00e7\u00e3o transversal de absor\u00e7\u00e3o de n\u00eautrons eficaz diferente e muitas vezes muito maior (fiss\u00e3o ou captura radiativa) para um determinado nucl\u00eddeo do que os n\u00eautrons r\u00e1pidos.\u00a0Dosimetria de Radia\u00e7\u00e3o<\/div>\n<\/div>\n
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\"detec\u00e7\u00e3o<\/a>
Geralmente, todo tipo de detector de n\u00eautrons deve estar equipado com conversor e um dos detectores de radia\u00e7\u00e3o convencionais.
\nFonte: large.stanford.edu<\/figcaption><\/figure>\n

N\u00eautrons t\u00e9rmicos<\/strong><\/a>\u00a0s\u00e3o n\u00eautrons em equil\u00edbrio t\u00e9rmico com um meio ambiente de temperatura 290K (17 \u00b0 C ou 62 \u00b0 F).\u00a0A energia mais prov\u00e1vel a 17 \u00b0 C (62 \u00b0 F) para a distribui\u00e7\u00e3o Maxwelliana \u00e9 de\u00a00,025 eV<\/strong>\u00a0(~ 2 km \/ s).\u00a0Essa parte do espectro de energia dos n\u00eautrons constitui a parte mais importante do espectro\u00a0em reatores t\u00e9rmicos<\/strong>\u00a0.<\/p>\n

Os n\u00eautrons t\u00e9rmicos t\u00eam uma\u00a0se\u00e7\u00e3o transversal de<\/strong><\/a>\u00a0absor\u00e7\u00e3o de n\u00eautrons eficaz<\/strong>\u00a0diferente e muitas vezes muito\u00a0maior<\/strong>\u00a0(\u00a0fiss\u00e3o<\/a>\u00a0ou\u00a0captura radiativa<\/a>\u00a0) para um determinado nucl\u00eddeo do que os n\u00eautrons r\u00e1pidos.<\/p>\n

Em geral, existem muitos princ\u00edpios de detec\u00e7\u00e3o e muitos tipos de detectores.\u00a0Nos reatores nucleares, os detectores de ioniza\u00e7\u00e3o gasosa s\u00e3o os mais comuns, pois s\u00e3o muito eficientes, confi\u00e1veis \u200b\u200be cobrem uma ampla gama de fluxos de n\u00eautrons.\u00a0V\u00e1rios tipos de detectores de ioniza\u00e7\u00e3o gasosa constituem o chamado\u00a0\u00a0sistema de instrumenta\u00e7\u00e3o nuclear excore<\/a>\u00a0(NIS)<\/strong>\u00a0.\u00a0O sistema de instrumenta\u00e7\u00e3o nuclear excore monitora o n\u00edvel de pot\u00eancia do reator,\u00a0\u00a0detectando vazamentos de n\u00eautrons<\/strong>\u00a0\u00a0do n\u00facleo do reator.<\/p>\n

Detec\u00e7\u00e3o de n\u00eautrons usando c\u00e2mara de ioniza\u00e7\u00e3o<\/span><\/h2>\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 0,48 MeV\u00a0\"(n,<\/a><\/p>\n

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 uma c\u00e2mara de ioniza\u00e7\u00e3o \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

C\u00e2mara de fiss\u00e3o – detectores de ampla faixa<\/span><\/h2>\n

As c\u00e2maras de fiss\u00e3o<\/a><\/strong>\u00a0\u00a0s\u00e3o detectores de ioniza\u00e7\u00e3o usados \u200b\u200bpara detectar n\u00eautrons.\u00a0As c\u00e2maras de fiss\u00e3o podem ser usadas como detectores de faixa intermedi\u00e1ria para monitorar o fluxo de n\u00eautrons (pot\u00eancia do reator) no n\u00edvel do fluxo intermedi\u00e1rio.\u00a0Eles tamb\u00e9m fornecem indica\u00e7\u00e3o, alarmes e sinais de disparo do reator.\u00a0O design deste instrumento \u00e9 escolhido para fornecer sobreposi\u00e7\u00e3o entre os canais da faixa da fonte e a amplitude total dos instrumentos da faixa de pot\u00eancia.<\/p>\n

No caso de\u00a0c\u00e2maras<\/strong>\u00a0de\u00a0\u00a0fiss\u00e3o<\/strong>\u00a0, a c\u00e2mara \u00e9 revestida com uma fina camada de\u00a0ur\u00e2nio-235<\/a>\u00a0altamente enriquecido\u00a0\u00a0\u00a0para detectar n\u00eautrons.\u00a0Os n\u00eautrons\u00a0\u00a0n\u00e3o ionizam diretamente<\/strong>\u00a0\u00a0e geralmente precisam ser\u00a0\u00a0convertidos<\/strong>\u00a0\u00a0em part\u00edculas carregadas antes de serem detectadas.\u00a0Um\u00a0\u00a0n\u00eautron t\u00e9rmico<\/a>\u00a0\u00a0causar\u00e1 a\u00a0fiss\u00e3o de<\/a>\u00a0um \u00e1tomo de ur\u00e2nio-235\u00a0\u00a0, com os dois\u00a0\u00a0fragmentos de fiss\u00e3o<\/a>\u00a0\u00a0produzidos com alta\u00a0\u00a0energia cin\u00e9tica<\/a>\u00a0\u00a0e causando ioniza\u00e7\u00e3o do g\u00e1s arg\u00f4nio no detector.\u00a0Uma vantagem do uso de revestimento de ur\u00e2nio-235 em vez do boro-10 \u00e9 que os fragmentos de fiss\u00e3o t\u00eam uma energia muito maior do que a part\u00edcula alfa de uma rea\u00e7\u00e3o de boro.\u00a0Portanto\u00a0As c\u00e2maras de fiss\u00e3o<\/strong>\u00a0\u00a0s\u00e3o\u00a0\u00a0muito sens\u00edveis<\/strong>\u00a0\u00a0ao fluxo de n\u00eautrons e isso permite que as c\u00e2maras de fiss\u00e3o operem em\u00a0\u00a0campos gama mais altos do<\/strong>\u00a0\u00a0que uma c\u00e2mara de \u00edons descompensada com revestimento de boro.<\/p>\n

Folhas de ativa\u00e7\u00e3o e fios de fluxo<\/span><\/h2>\n

Os n\u00eautrons podem ser detectados usando\u00a0<\/span>folhas de ativa\u00e7\u00e3o<\/span><\/strong>\u00a0e\u00a0<\/span>fios de fluxo<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Este m\u00e9todo \u00e9 baseado na ativa\u00e7\u00e3o de n\u00eautrons, onde uma amostra analisada \u00e9\u00a0<\/span>primeiro irradiada<\/span><\/strong>\u00a0com n\u00eautrons para produzir\u00a0<\/span>radionucl\u00eddeos espec\u00edficos<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0O decaimento radioativo desses radionucl\u00eddeos produzidos \u00e9 espec\u00edfico para cada elemento (nucl\u00eddeo).\u00a0Cada nucl\u00eddeo emite os\u00a0<\/span>raios gama caracter\u00edsticos<\/span><\/strong>\u00a0que s\u00e3o medidos usando\u00a0<\/span>espectroscopia gama<\/span><\/strong>\u00a0, onde os raios gama detectados em uma energia espec\u00edfica s\u00e3o indicativos de um radionucl\u00eddeo espec\u00edfico e determinam as concentra\u00e7\u00f5es dos elementos.<\/span><\/p>\n

Os materiais selecionados para folhas de ativa\u00e7\u00e3o s\u00e3o, por exemplo:<\/span><\/p>\n