UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

Fig. 5.2: Espectro de energía del haz de neutrones rápidos,
comparado con el espectro original del reactor (Datos
procedente de una comunicación interna desde el RPI).
Descripción del montaje experimental: Fuente de neutrones y sistema de medida
irradiados de lunes a viernes y las irradiaciones
durarían 60 h por término medio. Ateniéndose a
estas condiciones, se diseñó el haz de neutrones de
tal manera que el flujo total de neutrones alcanzase
5·10 13 n·cm -2 en el centro de la cavidad al
transcurrir el anterior periodo de tiempo.
El flujo de neutrones mencionado en el
párrafo anterior es el que se prevé que reciban los
componentes utilizados en el sistema de criogenia
del LHC tras 10 años de actividad. Asimismo, se
espera una radiación ionizante del orden de 1 kGy
(air). Por estos motivos, se decidió colocar entre
la cavidad y el núcleo del reactor una plancha de aluminio para incrementar la fracción de
neutrones rápidos provenientes del núcleo de uranio. A continuación, una lámina de boro de 7
mm frenaba los neutrones térmicos, cuya energía es del orden del keV. El espectro final de
energía de los neutrones se muestra en fig. 5.2. Finalmente una barrera de 4 cm de plomo reducía
la radiación gamma residual hasta los niveles mencionados anteriormente [Fer01, Mar04].
La radiación gamma residual se producía por medio de tres mecanismos: Radiación
proveniente del núcleo, radiación proveniente de interacciones neutrón-componentes y
desactivación de isótopos radiactivos de las muestras. Las dos primeras componentes son las más
importantes por lo que la radiación ionizante desaparecía una vez que el reactor se apagaba y se
alejaba el núcleo de 238 U de la cavidad.
Un sistema de refrigeración favorecía la circulación del aire en el interior de la cavidad. De
esta forma, se evitaba el sobrecalentamiento de las muestras, provocado por su permanente
actividad eléctrica, por la radiación recibidad y por el calor generado por el reactor. La
temperatura nunca rebasó el valor de 40 ºC.
5.1.2 Medida de parámetros físicos durante la irradiación
Dentro de este conjunto, se encuentran el flujo de neutrones, la radiación gamma residual y
la temperatura. El flujo total de neutrones se medía con láminas de 58 Ni adosadas a cada placa y a
los extremos del soporte donde éstas se colocaban. La incertidumbre en las medidas de flujo de
radiación es menor del 3%. Fig. 5.3 muestra los resultados obtenidos en una radiación con doce
placas de prueba. Para corroborar las anteriores medidas, se colocaron en todas las irradiaciones
cuatro fotodiodos BPW34 en diversas placas de prueba. Estos fotodiodos se caracterizan por que
la caída de tensión medida al ser atravesado por una corriente constante es proporcional a la dosis
de neutrones. La causa está en el crecimiento de la resistencia parásita. En fig. 5.4, aparecen los
resultados obtenidos al irradiar varios fotodiodos, en función de la dosis total de neutrones,
siendo la corriente que los atraviesa 1 mA. La evolución de estos diodos depende de la velocidad
de irradiación, puesto que se produce una competición entre la creación de defectos y el recocido
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