Calculo de espectros de neutrones y dosis en un reactor nuclear subcrítico a base de Torio

Abstract

En este trabajo se ha diseñado un reactor nuclear subcrítico heterogéneo con sales fundidas a base de torio, con moderador de grafito y una fuente 252Cf, cuyos niveles dosis en la periferia permita su uso en actividades de docencia e investigación. El diseño fue realizado por el método de Monte Carlo con el código MCNP5, donde se varió la geometría, dimensiones y el combustible con el fin de obtener el mejor diseño. El resultado es un reactor cubico de 110 cm de lado, con moderador y reflector de grafito. En la parte central se tienen 9 ductos que fueron colocados en el sentido del eje y. El ducto central contiene la fuente de 252Cf, de los otros 8 ductos, se cuenta con dos ductos de irradiación y los otros seis contienen una sal fundida (7LiF - BeF2 - ThF4 - UF4) como combustible. Para el diseño se calculó la keff, los espectros de neutrones y la dosis equivalente ambiental. En una primera instancia se calculó lo anterior para un combustible virgen, éste fue llamado caso 1, enseguida se utilizó un porcentaje de 233U y se disminuyó el porcentaje de Th y se le llamó caso 2. Esto con la finalidad de poder comparar dos combustibles diferentes funcionando dentro del reactor. En el caso 1 se tiene un valor para la keff de 0.13, en el caso 2 es de 0.28, manteniendo en ambos casos la subcriticidad. En los niveles de dosis el valor más alto es en el caso 2 en el eje y con un valor de 3.31e-3 ±1.6% pSv/Q este valor esta reportado en por uno. Con esto podemos calcular el tiempo de exposición del personal que labore en el reactor.