Torres, Lourdes (2006) Diseño de una fuente fría de neutrones para el acelerador lineal de CAB (Centro Atómico Bariloche - Argentina ) / Design of a cold neutron source for 25MeV Linac of CAB (Centro Atómico Bariloche - Argentina). Tesis Doctoral en Ciencias de la Ingeniería, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.
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Resumen en español
En esta tesis se presenta el diseño de una fuente fría de neutrones para el acelerador lineal (LINAC) del Centro Atómico Bariloche. Los aspectos principales que se consideraron para el diseño fueron: la obtención del mayor flujo de neutrones fríos posible, con el menor tiempo medio de emisión; un sistema de enfriamiento simple que utilizara nitrógeno líquido, de bajo costo de construcción y mantenimiento. Se estudiaron distintos tipos de materiales para su utilización como moderadores, teniendo en cuenta sus propiedades físicas, químicas y neutrónicas. Si bien hidrógeno líquido o metano son materiales muy utilizados en las fuentes frías, fueron descartados por rezones económicas y de seguridad. Se analizaron hielo liviano, benceno sólido y mesitileno sólido. Para ello se midieron las secciones eficaces totales de cada uno y se produjeron bibliotecas de datos nucleares para cada material a distintas temperaturas. Se consideraron distintas geometrías para el moderador teniendo en cuenta cada uno de los materiales seleccionados. Se estudiaron la respuesta neutrónica de slabs, grillas, cilindros y conjuntos con premoderadores de distintos materiales, con diferentes tipos de acoplamiento. Se analizaron distintos sistemas de enfriamiento y materiales estructurales tanto para el moderador como para el crióstato. Como resultado de este trabajo se culminó el diseño de un moderador modular de mesitileno cuyo material estructural es Zircaloy-4, con un premoderador de polietileno a temperatura ambiente y un sistema de enfriamiento con nitrógeno líquido de acero inoxidable con ventanas para el moderador de Zircaloy-4
Resumen en inglés
Cold neutrons are widely used in fields of research such as the dynamics of solids and liquids, the investigation of magnetic materials, material science, biology, and nuclear physics in general. Accelerator-based cold neutron sources have already proved to be well adapted to perform neutron scattering studies in all those fields. In this work we present the design of a cold neutron source in the electron Linac-based pulsed source at Centro Atómico Bariloche. The objective of this work is to develop an inexpensive yet efficient cold source with a simple moderator material. Although ideal materials for that purpose would be solid methane or liquid H2, due to economical and safety reasons light water ice, benzene or solid mesitylene were considered as cold moderators. In order to proceed with the design and optimization process of the neutron source, total cross sections for light water ice, benzene and mesitylene were measured at low temperature and thermal nuclear data libraries for such materials had to be developed. The purpose of these calculations was to optimize shape and size for the moderator at a working temperature. To calculations were performed using the MCNP-4C code and our libraries, together with files for (free-atom) carbon, hydrogen and oxygen at that temperature. The geometry studied consisted of a neutron source and different moderator (slab, cylindrical slab, grids, and sets premoderator – moderator with and without coupled). To simplify the system cooler, the slab geometry was changed to a coin shaped moderator using liquid nitrogen as cooler. From the variety of simulations performed, it was clear that a premoderator was necessary to obtain higher intensities. Furthermore, with a premoderator the thickness of the moderator was reduced, simplifying the cooling system. Finally, we adopted for our cold neutron source, a slab premoderator of PLE at room temperature, and a cylindrical moderator of mesitylene at 89K with a cooler system of stainless steel with windows of Zircaloy-4
| Tipo de objeto: | Tesis (Tesis Doctoral en Ciencias de la Ingeniería) |
|---|---|
| Palabras Clave: | Neutrones; Aceleradores lineales; Benceno; Mesitileno; Fuente fría; Cold neutrons; Accelerators; Linacs; Benzene; Mesitylene; Neutron source facilities; Ligth water ice; |
| Materias: | Ingeniería nuclear |
| Divisiones: | Energía nuclear > Ingeniería nuclear > Física de neutrones |
| Código ID: | 63 |
| Depositado Por: | Administrador RICABIB |
| Depositado En: | 22 Abr 2010 11:38 |
| Última Modificación: | 22 Abr 2010 11:38 |
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