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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.85.2015.tde-23032015-081657
Document
Author
Full name
Priscila Costa
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2014
Supervisor
Committee
Potiens Junior, Ademar José (President)
Koskinas, Marina Fallone
Macacini, José Flávio
Title in Portuguese
Desenvolvimento de uma metodologia para caracterização do filtro cuno do reator IEA-R1 utilizando o método de Monte Carlo
Keywords in Portuguese
caracterização
filtro cunho
Método de Monte Carlo
rejeito
Abstract in Portuguese
O filtro cuno faz parte do circuito de tratamento de água do reator IEA-R1 que , quando saturado, é substituído, se tornando um rejeito radioativo que deve ser gerenciado. Neste trabalho foi realizada a caracterização primária do filtro cuno do reator nuclear IEA-R1 do IPEN utilizando-se espectrometria gama associada ao método de Monte Carlo. A espectrometria gama foi realizada utilizando-se um detector de germânio hiperpuro (HPGe). O cristal de germânio representa o volume ativo de detecção do detector HPGe, que possui uma região denominada camada morta ou camada inativa. Na literatura tem sido reportada uma diferença entre os valores experimentais e teóricos na obtenção da curva de eficiência desses detectores. Neste trabalho foi utilizado o código MCNP-4C para a obtenção da calibração em eficiência do detector para a geometria do filtro cuno, onde foram estudadas as influências da camada morta e do efeito de soma em cascata no detector HPGe. As correções dos valores de camada morta foram realizadas variando-se a espessura e o raio do cristal de germânio. O detector possui 75,83 cm3 de volume ativo de detecção, segundo informações fornecidas pelo fabricante. Entretanto os resultados encontrados mostraram que o valor de volume ativo real é menor do que o especificado, onde a camada morta representa 16% do volume total do cristal. A análise do filtro cuno por meio da espectrometria gama, permitiu a identificação de picos de energia. Por meio desses picos foram identificados três radionuclídeos no filtro: 108mAg, 110mAg e 60Co. A partir da calibração em eficiência obtida pelo método de Monte Carlo, o valor de atividade estimado para esses radionuclídeos está na ordem de MBq.
Title in English
Development of methodology for characterization of cartridge filters from the IEA-R1 using the Monte Carlo method
Keywords in English
characterisation
filter cuno
Monte Carlo methods
radioactive waste
Abstract in English
The Cuno filter is part of the water processing circuit of the IEA-R1 reactor and, when saturated, it is replaced and becomes a radioactive waste, which must be managed. In this work, the primary characterization of the Cuno filter of the IEA-R1 nuclear reactor at IPEN was carried out using gamma spectrometry associated with the Monte Carlo method. The gamma spectrometry was performed using a hyperpure germanium detector (HPGe). The germanium crystal represents the detection active volume of the HPGe detector, which has a region called dead layer or inactive layer. It has been reported in the literature a difference between the theoretical and experimental values when obtaining the efficiency curve of these detectors. In this study we used the MCNP-4C code to obtain the detector calibration efficiency for the geometry of the Cuno filter, and the influence of the dead layer and the effect of sum in cascade at the HPGe detector were studied. The correction of the dead layer values were made by varying the thickness and the radius of the germanium crystal. The detector has 75.83 cm3 of active volume of detection, according to information provided by the manufacturer. Nevertheless, the results showed that the actual value of active volume is less than the one specified, where the dead layer represents 16% of the total volume of the crystal. A Cuno filter analysis by gamma spectrometry has enabled identifying energy peaks. Using these peaks, three radionuclides were identified in the filter: 108mAg, 110mAg and 60Co. From the calibration efficiency obtained by the Monte Carlo method, the value of activity estimated for these radionuclides is in the order of MBq.
 
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Publishing Date
2015-04-10
 
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