Difusão de neutrões no Lab. Nuclear de Sacavém

Este post constitui um registo para memória futura dos meus tetranetos (cf. Rómulo de Carvalho [MEMÓRIAS]).

1. No Laboratório Nuclear de Sacavém, entre o final da década de 60 e meados da década de 70, foram realizados vários trabalhos experi­mentais no domínio da difusão de neutrões térmicos em meios moderadores, tendo em vista a obtenção de parâmetros úteis para a verificação de modelos teóricos de cálculo de reactores nucleares de cisão.

As experiências foram realizadas na coluna térmica do Reactor Português de Investigação (RPI) – empilhamento de grafite adja­cente a uma das faces do núcleo do reactor, em que o espectro de neutrões é altamente terma­lizado – ten­do sido utilizado um recipiente paralelipipédico de dimensões relativamente redu­zidas, o que constituiu uma inovação na aplicação do método estático a este tipo de estudos.

Vista parcial do 1.º piso do RPI

As distribuições de fluxos de neutrões térmicos foram obtidas mediante a utilização de detectores em ouro sob a forma de folhas finas. A correcção da contribuição dos neutrões epitérmicos foi feita com recurso a uma placa de cádmio interposta entre a base do recipiente e a face do empilhamento de grafite, placa que funcionava como filtro. O isolamento do modo fundamental das distribuições longitudinais e transversais do fluxo de neutrões foi feito mediante programas de cálculo iterativo escritos para efeito da correcção da contribuição dos modos harmónicos de ordem superior ao fundamental.

2. Os principais resultados a que se chegou foram os seguintes:

·    Determinação do comprimento de difusão (L) e do comprimento de extrapolação (d) de neutrões térmicos na água, um dos moderadores mais utilizados em reactores nucleares.

[1] E. Martinho, J. Salgado: Diffusion and extrapolation lengths of thermal neutrons in water by a stationary method. Journal of Nuclear Energy 22 (1968) 597

·    Determinação de outros parâmetros de difusão de neutrões térmicos na água (coefi­ciente de difusão, D₀, “diffusion cooling constant”, C, e parâmetro F) pelo método de envenenamento da água com um absorvente de secção eficaz em 1/v, em que foram utilizadas 22 soluções aquosas de ácido bórico com concentrações compreendidas entre 0 e 45 mg/cm³, variando o comprimento de difusão entre 2,77 e 0,74 cm.

[2] E. Martinho, M.M.C. Paiva: Thermal neutron diffusion parameters in water by the poisoning method. Nuclear Science and Engineering 45 (1971) 308

·    Determinação do comprimento de difusão e do comprimento de extrapolação de neutrões térmicos em 12 substâncias orgânicas líquidas (benzeno, tolueno, hexano, heptano, ciclohexano, etc.). Procedeu-se à correlação daqueles parâmetros com a secção eficaz macroscópica de absorção das substâncias estudadas, e ainda à comparação entre resultados obtidos pelo método estático e pelo método que faz apelo a uma fonte pulsada de neutrões.

[3] E. Martinho, M.M.C. Paiva: Diffusion and extrapolation lengths of thermal neutrons in organic substances by a static method. Atomkernenergie 21 (1973) 93

3. Segundo o Science Citation Index, o trabalho [2] foi o mais citado:

Title: CALCULATION OF NEUTRON CROSS-SECTIONS AND THERMALIZATION PARAMETERS FOR MOLECULAR GASES USING A SYNTHETIC SCATTERING FUNCTION. 2. APPLICATIONS TO H₂O, D₂O, AND C₆H₆
Author(s): GRANADA J.R.; GILLETTE V.H.; MAYER R.E.
Source: PHYSICAL REVIEW A  Volume: 36   Issue: 12   Pages: 5594-5605    Published: 1987

Title: DETERMINATION OF THE THERMAL-NEUTRON ABSORPTION CROSS-SECTION OF 1-LITER ROCK SAMPLES BY A PULSED-SOURCE TECHNIQUE
Author(s): ALLEN L.S.; MILLS W.R.; STROMSWOLD D.C.
Source: NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION B-BEAM INTERACTIONS WITH MATERIALS AND ATOMS  Volume: 10-1   Issue: MAY   Pages: 1033-1037     Published: 1985

Title: NEUTRON DIFFUSION IN GRAPHITE POISONED WITH 1/V AND NON-1/V ABSORBERS
Author(s): MALIK U.; KOTHARI L.S.; KUMAR A.
Source: NUCLEAR SCIENCE AND ENGINEERING  Volume: 81   Issue: 1   Pages: 137-143   Published: 1982

Title: NEUTRON DIFFUSION IN WATER CONTAINING 1/V AND NON-1/V ABSORBERS
Author(s): BANSAL RM; TEWARI SP; KOTHARI LS
Source: NUCLEAR SCIENCE AND ENGINEERING   Volume: 69  Issue: 3   Pages: 367-374   Published: 1979

Title: NEUTRON DIFFUSION ACROSS AN ABSORPTION DISCONTINUITY IN WATER ASSEMBLIES
Author(s): TRIKHA S.K.; JAIN S.C.
Source: NUCLEAR SCIENCE AND ENGINEERING  Volume: 65   Issue: 1   Pages: 180-182   Published: 1978

Title: SPACE-DEPENDENT AND ANGLE-DEPENDENT STEADY-STATE THERMAL-NEUTRON SPECTRA IN FINITE WATER ASSEMBLIES
Author(s): GARG S.; AHMED F.; KOTHARI L.S.
Source: JOURNAL OF PHYSICS D - APPLIED PHYSICS  Volume: 10   Issue: 8   Pages: 1109-1115   Published: 1977

Title: EFFECT OF ABSORPTION DISCONTINUITY ON NEUTRON-SPECTRA OF WATER ASSEMBLIES POISONED WITH NON-1/V ABSORBERS
Author(s): GUPTA IJ; TRIKHA SK
Source: JOURNAL OF PHYSICS D - APPLIED PHYSICS  Volume: 10   Issue: 18   Pages: 2411-2421   Published: 1977

 Title: EXAMINATION OF THERMAL-NEUTRON SCATTERING MODELS FOR LIGHT AND HEAVY-WATER BY COMPARISON WITH DIFFUSION AND CROSS-SECTION DATA
Author(s): BUTLAND ATD; CHUDLEY CT
Source: JOURNAL OF THE BRITISH NUCLEAR ENERGY SOCIETY  Volume: 13   Issue: 1   Pages: 99-114 Published: 1974  (citação do trabalho [1])

NOTA: Para esclarecimento de dúvidas, poderá ser útil consultar o glossário:

http://energianuclear-bases.blogspot.pt/2011/11/energia-nuclear-glossario.html