Detecção de nêutrons térmicos com técnica piroelétrica

Abstract

Apresentamos nesta tese, uma nova técnica de detecção de nêutrons térmicos usando cerâmica piroelétrica. O sistema detector é constituído basicamente de uma cerâmica de PZT (lead zirconate titanate) acoplada a uma pastilha de urânio. A energia liberada na fissão do urânio dá origem a um sinal elétrico no transdutor que é amplificado por um sistema lock-in. O feixe de nêutrons que incide na pastilha de urânio foi modulado com um chopper de cádmio. Fluxos de nêutrons térmicos da ordem de 103 a 106 n/cm2s foram detectados usando pastilhas de U3O8 enriquecida em 20% no isótopo U235. Esta técnica de detecção de nêutrons térmicos também poderá ser de grande importância para outras áreas de tecnologia nuclear, tais como: medida de enriquecimento de U235 em amostras de urânio; medidas da energia liberada na fissão nuclear e estudos de parâmetros térmicos de combustíveis nucleares, como por exemplo, a difusividade térmica. Além de fissão, outras reações podem ser estudadas com a presente técnica

In this thesis a new technique for thermal neutron detection using pyroelectric ceramics is described. The detector system is basically constituted of a PZT (lead zirconate titanate) ceramic attached to a uranium disk. The energy released in the uranium fission gives rise to an electrical signal in the transductor which is amplified by a lock-in system. The neutron beam impinging on the uranium disk was modulated with a cadmium chopper. Thermal neutron fluxes within the interval 103 to 106 n/cm2 s have been detected using a U3O6 pellet with 20% enrichment in U235. This technique of thermal neutron detection may also be an important tool for other areas of the nuclear technology, such as: measurements of U235 enrichment in uranium samples, measurements of the energy released in nuclear fission, study of thermal parameters of nuclear fuels, for example thermal diffusivity, etc. Besides fission other nuclear reactions may eventually be also studied with the present technique