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ORCID:  http://orcid.org/0000-0003-3102-9415
Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Caracterização computacional de um laboratório de calibração de detectores de fontes de nêutrons
Alternate title (s): Computational characterization of a neutron source detector calibration laboratory
Author: Santos, Carla de Jesus
First Advisor: Perini, Ana Paula
First member of the Committee: Santos, Hamona Novaes
Second member of the Committee: Soares, Maria Rosangela
Third member of the Committee: Valença, João Vinícius Batista
Fourth member of the Committee: Caldas, Linda Viola Ehlin
Summary: 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.
Keywords: Laboratório de calibração
Calibration laboratory
caracterização
characterization
detectores de nêutrons
neutron detectors
241AmBe
252Cf
simulação Monte Carlo
Monte Carlo simulation
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Subject: Engenharia biomédica
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Biomédica
Quote: 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.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2025.147
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/45257
Date of defense: 20-Mar-2025
Sustainable Development Goals SDGs: ODS::ODS 13. Ação contra a mudança global do clima - Tomar medidas urgentes para combater a mudança climática e seus impactos.
Appears in Collections:TESE - Engenharia Biomédica

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