Detector de 10B+ZnS(Ag) para deteccion del trafico ilicito de SNM en aduanas, como alternativa a los detectores de 3He instalados en los RPM’s

Abstract

En la Seguridad Nacional, una de las principales líneas de defensa contra el terrorismo nuclear en las fronteras, es el control de las mercancías y de las personas que entran y salen por las aduanas de cada país, con Monitores de Radiación tipo Pórtico, “Radiation Portal Monitors, RPM’s”. Estos dispositivos forman parte de una de las líneas de defensa que se instalan en distintas partes del mundo, para detectar los Materiales Nucleares Especiales, "Special Nuclear Materials" SNM. Los RPM’s son un conjunto de detectores que miden las emisiones gamma y neutrones de las mercancías o de las personas cuando pasan, sin detenerse, por las aduanas. Los detectores de neutrones utilizados en los RPM’s son contadores proporcionales de gas de 3He de grandes dimensiones, colocados dentro de una caja de polietileno de alta densidad que actúa como moderador de neutrones, y que se caracterizan por su alta eficiencia de detección de neutrones. En el año 2009, tras el inicio de una crisis mundial en el abastecimiento de 3He, se comienza la búsqueda de nuevas tecnologías como alternativa a estos detectores. El objetivo principal de este trabajo es el estudio de la detección de neutrones de gran superficie, para suplementar o para sustituir los detectores de 3He que se instalan actualmente en los RPM’s. El detector de 10B+ZnS(Ag), se basa en detectores de centelleo de partículas α, de ZnS(Ag), mezclado con 10B de alto enriquecimiento. Los neutrones reaccionan en el detector, 10B(n,α)7Li, emitiendo una partícula α y un núcleo de 7Li de retroceso, que son detectados por el ZnS(Ag). Mediante métodos de Monte Carlo, con el código MCNP6, se ha estimado la respuesta de una nueva geometría y configuración de detector llamado, N-15 plus, en cps/ng de 252Cf a una distancia de 200 cm, calculando las reacciones que ocurren en el 10B. El modelo se configuró en condiciones muy similares a las de operación en las aduanas, es decir instalado en el exterior. El nuevo modelo N-15 plus, se basa en el detector ya construido y medido, N-15, donde se proponen mejoras en su configuración, para aumentar la eficiencia de detección. Al comparar los resultados obtenidos, se aprecia claramente la importancia de estos cambios, pues alcanzan y mejora la eficiencia fijada por la norma ANSI N42.35 de 2.5 cps/ng 252Cf a 200 cm. Estos resultados, verifican que los detectores de neutrones de 10B+ZnS(Ag) son una alternativa interesante y válida para remplazar los detectores de 3He.