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ORCID:  http://orcid.org/0000-0003-3102-9415
Tipo do documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Título: Caracterização computacional de um laboratório de calibração de detectores de fontes de nêutrons
Título(s) alternativo(s): Computational characterization of a neutron source detector calibration laboratory
Autor(es): Santos, Carla de Jesus
Primeiro orientador: Perini, Ana Paula
Primeiro membro da banca: Santos, Hamona Novaes
Segundo membro da banca: Soares, Maria Rosangela
Terceiro membro da banca: Valença, João Vinícius Batista
Quarto membro da banca: Caldas, Linda Viola Ehlin
Resumo: O objetivo deste trabalho foi a caracterização computacional de um novo laboratório de calibração de detectores de nêutrons da empresa METROBRAS (LCDNM). Neste estudo, o código de transporte de radiação MCNP6.3 foi utilizado para caracterizar os campos de radiação do laboratório. O sistema de irradiação de nêutrons é composto por duas fontes de nêutrons de amerício-241-berílio (241AmBe) e califórnio ( 252Cf). Embora o laboratório não possua uma fonte de 252Cf, esta foi incluída nas simulações com o objetivo de fornecer informações úteis para a possível alocação dessa fonte no futuro. Os principais aspectos qualitativos e quantitativos indicam que a distribuição espacial e a atenuação da fluência de nêutrons no laboratório variam conforme a distância da fonte, com a taxa de equivalente de dose ambiente e a fluência de nêutrons diminuindo à medida que a distância aumenta. Foram simulados cinco cenários ambientais: completo, evacuado, preenchido com ar, sem paredes e sem piso. Os resultados mostraram que as condições completas e sem piso apresentaram as maiores taxas de dose. Os resultados obtidos foram consistentes com a literatura, confirmando a confiabilidade das simulações computacionais. As taxas de equivalente de dose ambiente para todos os equipamentos de nêutrons do laboratório variaram conforme o esperado, indo de 1,08E4 µSv/h a 2,18E1 µSv/h para a fonte de 241AmBe e de 1,34E6 µSv/h a 2,41E3 µSv/h para a fonte de 252Cf, dependendo da distância. A fluência de nêutrons também apresentou o comportamento esperado, com valores variando de 8,70E3 cm⁻²s⁻¹ a 1,96E1 cm⁻²s⁻¹ (241AmBe) e de 1,17E6 cm⁻²s⁻¹ a 2,49E3 cm⁻²s⁻¹ (252Cf). A consistência geral dos resultados com estudos anteriores reforça a precisão das simulações realizadas para o laboratório, garantindo a confiabilidade da caracterização dos campos de radiação.
Abstract: The objective of this study was the computational characterization of a new neutron detector calibration laboratory at METROBRAS (LCDNM). In this study, the MCNP6.3 radiation transport code was used to characterize the laboratory's radiation fields. The neutron irradiation system consists of two neutron sources: americium-241-beryllium (²⁴¹AmBe) and californium-252 (²⁵²Cf). Although the laboratory does not have a 252Cf source, it was included in the simulations to provide useful information for its possible allocation in the future. The main qualitative and quantitative aspects indicate that the spatial distribution and attenuation of neutron fluence in the laboratory vary according to the distance from the source, with the ambient dose equivalent rate and neutron fluence decreasing as the distance increases. Five environmental scenarios were simulated: complete, evacuated, air-filled, without walls, and without a floor. The results showed that the complete and floorless conditions presented the highest dose rates. The obtained results were consistent with the literature, confirming the reliability of the computational simulations. The ambient dose equivalent rates for all neutron equipment in the laboratory varied as expected, ranging from 1.08E4 µSv/h to 2.18E1 µSv/h for the ²⁴¹AmBe source and from 1.34E6 µSv/h to 2.41E3 µSv/h for the ²⁵²Cf source, depending on the distance. The neutron fluence also exhibited the expected behavior, with values ranging from 8.70E3 cm⁻²s⁻¹ to 1.96E1 cm⁻²s⁻¹ (²⁴¹AmBe) and from 1.17E6 cm⁻²s⁻¹ to 2.49E3 cm⁻²s⁻¹ (²⁵²Cf). The overall consistency of the results with previous studies reinforces the accuracy of the simulations performed for the laboratory, ensuring the reliability of the radiation field characterization.
Palavras-chave: Laboratório de calibração
Calibration laboratory
caracterização
characterization
detectores de nêutrons
neutron detectors
241AmBe
252Cf
simulação Monte Carlo
Monte Carlo simulation
Área(s) do CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Assunto: Engenharia biomédica
Idioma: por
País: Brasil
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Biomédica
Referência: SANTOS, Carla de Jesus Souza. Caracterização computacional de um laboratório de calibração de detectores de fontes de nêutrons. 2025. 38 f. Tese (Doutorado em Engenharia Biomédica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2025.147.
Identificador do documento: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2025.147
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/45257
Data de defesa: 20-Mar-2025
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS): ODS::ODS 13. Ação contra a mudança global do clima - Tomar medidas urgentes para combater a mudança climática e seus impactos.
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