Monte Carlo study to measure the neutron flux using the prompt gamma-rays in hydrogen

Abstract

Mediante m´etodos Monte Carlo se ha realizado un estudio con el prop´osito de utilizar un espectr´ometro de rayos gamma, con base en un centellador de NaI(Tl) de 3” ;£ 3” y un moderador esf´erico, para medir la tasa de fluencia de neutrones. Los materiales que contienen hidr´ogeno tienen la capacidad de moderar y termalizar neutrones; una vez termalizados los neutrones pueden ser capturados por los n´ucleos del moderador. Si la captura ocurre en hidr´ogeno un fot´on de 2.22 MeV se produce y el espectro de altura de pulsos muestra un fotopico en torno a los 2.22 MeV, el ´area neta bajo el fotopico es proporcional a la tasa total de la fluencia de neutrones que incide sobre el moderador. Las caracter´ısticas de este sistema han sido determinadas mediante m´etodos Monte Carlo usando el c´odigo MCNP 4C, donde se utiliz´o un modelo del centellador. Durante el estudio se incluy´o como medios moderadores esf´ericos de agua y de polietileno de 3, 5 y 10 pulgadas de di´ametro. Los moderadores se bombardearon neutrones emitidos por una fuente de 239PuBe. Con el mejor moderador es estudio se extendi´o para determinar la respuesta del sistema ante neutrones monoenerg´eticos. Los c´alculos se efectuaron tratando de obtener espectros de altura de pulsos de los rayos gamma similares a los observados en el multicanal. Durante el estudio se observaron los fotones de 2.22 MeV. Para el caso del polietileno, tambi´en se observ´o un fot´on de 4.43 MeV proveniente de la reacci´on nuclear 12C(n, n’ °)12C.