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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.85.2018.tde-01112018-160020
Document
Author
Full name
Tássio Antonio Cavalieri
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2018
Supervisor
Committee
Yoriyaz, Hélio (President)
Federico, Claudio Antonio
Genezini, Frederico Antonio
Nunes, Maíra Goes
Oliveira, Sandro Guedes de
Title in Portuguese
Dosimetria TL em campos mistos no reator IPEN/MB-01
Keywords in Portuguese
dosimetria de campos mistos
dosimetria de nêutrons
MCNP
TLD
Abstract in Portuguese
A dosimetria de campos mistos de nêutrons e gamas é uma área de pesquisa que apresenta grande oportunidade de estudos devido ao aumento da utilização de procedimentos médicos como protonterapia e Terapia de Captura de Nêutrons (NCT Neutron Capture Therapy), além da importância para cálculo de doses ocupacionais e dos campos de irradiação em reatores nucleares. Para a dosimetria de campos mistos de nêutrons e gamas, a Comissão Internacional de Unidades de Medidas (ICRU) recomenda o uso de dosímetros com sensibilidades distintas para cada componente do campo. Os dosímetros termoluminescentes (TLDs) apresentam-se como uma alternativa para a realização da dosimetria de campos mistos de nêutrons e gamas em particular à utilização do par de TLDs de LiF TLD 100 e TLD 700, que apresentam respostas distintas às componentes de campo em virtude da diferença na quantidade do isótopo 6Li em suas composições. Porém, esta escolha apresenta algumas dificuldades pois a característica da resposta dos TLDs para cada componente de campo ainda não é totalmente compreendida. Este trabalho apresenta primeiramente um estudo de um sistema para moderação de uma fonte de AmBe para realizar os estudos de sensibilidade e linearidade dos TLDs quando irradiados em um campo misto de nêutrons e gamas. O sistema de moderação se faz necessário pois a fonte de AmBe emite preferencialmente nêutrons com alta energia, e a sensibilidade dos TLDs de LiF é preferencialmente para nêutrons de baixa energia. Entretanto, um dos objetivos do Grupo de Pesquisa em Física Médica do CEN/IPEN é a realização da dosimetria de campos mistos de alta intensidade, como por exemplo, o campo proveniente de um reator nuclear. Dessa forma esse trabalho realizou um estudo das respostas dos TLDs 100 e TLDs 700 quando irradiados no interior do núcleo do reator IPEN/MB-01 em duas diferentes configurações: cilíndrica com "flux trap" e retangular num arranjo de 26 x 28 varetas combustíveis. Esse trabalho contou com simulações com o código de Monte Carlo, MCNP5, para fornecer os fluxos e doses devido a cada componente de campo ao qual os TLDs estariam expostos. E a partir dos dados obtidos tanto através das simulações, quanto através dos experimentos, foi proposta uma metodologia para a utilização do TLD 100 para a dosimetria de nêutrons em campos com alta fluência de nêutrons, como é o caso do núcleo do reator IPEN/MB-01.
Title in English
Mix field TL dosimetry at IPEN/MB-01 reactor
Keywords in English
MCNP
mixed field dosimetry
neutron dosimetry
TLD
Abstract in English
Mixed radiation field dosimetry is a research area that presents a great opportunity for studies due to the increased use on medical procedures such as proton therapy and Neutron Capture Therapy (NCT), as well as the importance of calculating occupational doses and radiation fields in nuclear reactors. For the dosimetry of mixed fields of neutrons and gammas, the International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU) recommends the use of dosimeters with distinct sensitivities for each component of the field. Thermoluminescent dosimeters (TLDs) are presented as an alternative for the dosimetry of neutron and gamma-mixed fields. In particular, the use of LiF TLD pair TLD 100 and TLD 700, which present distinct responses to the field components due to the difference in the amount of the 6Li isotope in its compositions. However, this choice presents some difficulties because the characteristic of the TLD response for each field component is not fully understood. This work presents a study of a system for moderation of an AmBe source to perform the screening and linearity studies of the TLDs when irradiated in a mixed field of neutrons and gammas. The moderation system is necessary since the AmBe source preferably emits neutrons with high energy, and the sensitivity of the LiF TLDs is preferably for low energy neutrons. However, one of the objectives of the Monte Carlo and Dosimetry for Medical Physics Research Group of CEN / IPEN is to perform the dosimetry of high intensity mixed fields, such as the field from a nuclear reactor. Thus, this work carried out a study of the responses of the TLDs 100 and TLDs 700 when irradiated inside the core of the IPEN/MB-01 reactor in two different configurations: cylindrical with flux trap and rectangular in an arrangement of 26 x 28 fuel rods. This work relied on simulations with the Monte Carlo code MCNP5 to provide the fluxes and doses due to each field component in which the TLDs would be exposed. From the data obtained, both through the simulations and through the experiments, a methodology was proposed for the use of the TLD 100 for the neutron dosimetry in fields with high neutron fluence, such as the IPEN/MB-01.
 
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Publishing Date
2018-12-17
 
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