Neutron area monitor with passive detector

C. Valero-Luna, K.A. Guzmán-García, C.G. Borja-Hernández, V.M. Hernández-Dávila, and H.R. Vega-Carrillo

Unidad Académica de Estudios Nucleares, Universidad Autónoma de Zacatecas, C. Ciprés 10, Fracc. La Peñuela, 98068 Zacatecas, Zac. fermineutron@yahoo.com

Recibido el 3 de junio de 2011;
aceptado el 3 de febrero de 2012

Abstract

Using Monte Carlo methods the responses of a passive neutron monitor area has been calculated. To detect thermal neutrons the monitor has a gold foil that is located at the center of a polyethylene cylinder. Impinging neutrons are moderated by polyethylene nuclei reaching the gold foil with the energy to induce activation through the reaction ¹⁹⁷Au(nγ) ¹⁹⁸Au. The ¹⁹⁸Au decays emitting 0.411 MeV gamma rays with a half life of 2.7 days. The induced activity is intended to be measured with a gamma-ray spectrometer with a 3'' øX3'' NaI(T1) scintillator and the saturation activity is correlated to the ambient dose equivalent. The response was calculated for 47 monoenergetic neutron sources ranging from 1x10^-9 to 20 MeV. Calculated fluence response was compared with the response of neutron monitor area LB 6411.

Keywords: Neutrons; Monte Carlo; activation detectors.

Resumen

Se utilizó el método de Monte Carlo para calcular las respuestas de un monitor de neutrones pasivo. Para detectar los neutrones térmicos el monitor tiene una lámina de oro que se encuentra en el centro de un cilindro de polietileno. Los neutrones que inciden son moderados por los núcleos de polietileno que llega a la lámina de oro con la energía para inducir la activación a través de la ¹⁹⁷Au reacción (nγ) ¹⁹⁸Au. El ¹⁹⁷Au decae emitiendo rayos gamma de 0.411 MeV con una vida media de 2.7 días. La actividad inducida se destina a medir con un espectrómetro de rayos gamma con un detector de centelleo de 3'' øX3'' NaI (T1) y la actividad de saturación se correlaciona con la dosis equivalente ambiental. La respuesta se calculó para 47 fuentes de neutrones monoenergéticos desde 1x10^-9 a 20 MeV. La respuesta a la fluencia se comparó con la respuesta del monitor de área LB 6411.

Descriptores: Neutrones; Monte Carlo; detectores de activación.

PACS: 28.20.Gd; 24.10.Lx; 29.40.Wk

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References

1. S.A. Martinez-Ovalle, R. Barquero, J.M. Gomez-Ros, M. Lallena, M., Radiat Prot Dosim, 147 (2011) 498.         [ Links ]

2. C. Domingo, M.J. García-Fuste, E. Morales, K. Amgarou, J.A. Terrón, J. Rosello, L. Brualla, L. Núñez, R. Colmenares, F. Gómez, G.H. Hartmann, F. Sánchez-Doblado, F. Fernández, Radiat. Meas., 45 (2010) 1391.         [ Links ]

3. H.R. Vega-Carrillo, B. Hernández-Almaraz, A. Ortiz- Hernández, J. Radioanal. Nucl. Chem., 283 (2010) 261.         [ Links ]

4. R.M. Howell, S.F. Kry, E. Burgett, N.E. Hertel, D.S. Followill, Med. Phys., 36 (2009) 4027.         [ Links ]

5. A. Ma J. Awotwi-Pratt A. Alghamdi, A. Alfuraih N.M. Spyrou J Radioanal Nucl Chem., 276 (2008) 119.         [ Links ]

6. J. Benites-Rengifo, H.R. Vega-Carrillo, V.M. Hernández- Dávila, T. Rivera-Montalvo, R. Mondragón, Procc. Am. Inst. Phys., 1310 (2010) 44.         [ Links ]

7. R. Barquero, R. Méndez, H.R. Vega-Carrillo, M.P. Iñiguez, T.M. Edwards, Health Phys., 88 (2005) 48        [ Links ]

8. X-5 Monte Carlo Team (Eds), MCNP-A General Monte Carlo N-Particle Transport Code, Version 5, Los Alamos National Laboratory report LA-UR-03-1987 (2003).         [ Links ]

9. B. Burgkhardt, G. Fieg, A. Klett, A. Plewnia, B.R.L. Siebert, Radiat. Prot Dosim., 70 (1997) 361.         [ Links ]