17/07/2013 - Nuevos dispositivos para dosimetría y espectrometría de neutrones

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La Unidad de Dosimetría de las Radiaciones Ionizantes perteneciente al Departamento de Medio Ambiente del CIEMAT, en colaboración con el Instituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN, Instituto Nacional de Física Nuclear de Italia) y el Politecnico di Milano (Politécnico de Milán, Italia) ha desarrollado nuevos dispositivos para dosimetría y espectrometría de neutrones basados en múltiples detectores de neutrones y algoritmos de deconvolución (“unfolding”).

Se ha presentado en el III Congreso Conjunto SEFM (Sociedad Española de Física Médica) -SEPR (Sociedad Española de Protección Radiológica), en junio en Cáceres, la ponencia que lleva por título: Nuevos espectrómetros basados en detectores de estado sólido para dosimetría de neutrones en campos pulsados.

El número creciente de instalaciones que producen neutrones en aplicaciones médicas, industriales y científicas (aceleradores médicos, instalaciones para irradiación, ciclotrones para la producción de radiofármacos, láseres de alta potencia, centrales nucleares, reactores de fusión, fuentes de espalación, etc.) y el amplio rango de energías, hacen necesario disponer de instrumentos adecuados para determinar con precisión las condiciones de exposición, las medidas de protección radiológica y la adecuada valoración de los efectos que puedan tener tanto sobre los seres humanos como en los materiales irradiados.

La situación es especialmente compleja puesto que la respuesta de los detectores de neutrones depende de su energía y varían por tanto con su distribución espectral. Actualmente, los espectrómetros de esferas de Bonner son el único instrumento disponible con capacidad para determinar simultáneamente todas las componentes energéticas de un campo neutrónico en un intervalo tan amplio de energía. Sin embargo, dichos espectrómetros necesitan exposiciones sucesivas (típicamente unas diez) con distintas configuraciones de moderador en torno al detector empleado, por lo que no son adecuados para su utilización en campos pulsados (en los cuáles la tasa de fluencia varía con el tiempo).

Durante los últimos cuatro años, la Unidad de Dosimetría de Radiaciones del CIEMAT ha colaborado con la Unità di Fisica Sanitaria del INFN-LNF y el Politecnico di Milano para el desarrollo de métodos y dispositivos para dosimetría neutrónica. Fruto de esta colaboración, se han diseñado y fabricado dos modelos de espectrómetro de neutrones para aplicaciones en dosimetría de área basados en múltiples detectores de neutrones situados en distintas posiciones dentro de un único moderador de polietileno. La diferente respuesta de cada detector dependiendo de su posición permite determinar experimentalmente el espectro energético de los neutrones y, a partir de éste, cualquier magnitud relacionada con una incertidumbre inferior a 5%.

Esta colaboración se mantiene vigente y dispone de financiación, al menos hasta 2015, con la participación añadida del Grupo de Física de Radiaciones de la UAB.

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Fotografía(CIEMAT). Estructura del espectrómetro donde puede verse el cilindro interno de plástico borado.

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