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Title: Implementación de facilidad epitérmica para eliminar las interferencias espectrales, usando nitruro de boro como filtro
Authors: San Bartolomé Montero, Jaime Hewer
Advisors: Sánchez Córdova, Heriberto Abraham
Keywords: Neutrones epitérmicos;Filtro neutrónico;Interferencia espectral
Issue Date: 2023
Publisher: Universidad Nacional de Ingeniería
Abstract: El presente trabajo de tesis tiene como finalidad evaluar el uso de boro como absorbente neutrónico, como principal componente de una facilidad móvil para el análisis con neutrones epitérmicos; a fin de mejorar la técnica de activación neutrónica (AAN) empleada en el laboratorio de técnicas analíticas (TEAN) de la Dirección de Investigación y Desarrollo del Instituto Peruano de Energía Nuclear-IPEN. Para tal propósito se diseñó y fabricó un contenedor cilíndrico de características geométricas similares a los usados en el laboratorio, utilizando polietileno borado (al 5% de B) en su revestimiento exterior y nitruro de boro (BN) en su parte interna de 2,0±0,1 mm de espesor, con una densidad superficial de 382±2 mg/cm2 y una razón de altura a diámetro de 2,3. Para la cuantificación analítica se aplicó el método de estandarización Ksubcero (K0), desarrollado por (Simonits et al.,1980) en el Instituto de Ciencias Nucleares Gent-Bélgica; empleando el oro como comparador. Se caracterizaron los parámetros de flujo neutrónico del reactor en la posición de irradiación empleada; para lo cual se utilizaron monitores de flujo en forma de alambres de aleación de Cu-1,55% Au, Al-2,7%Lu y láminas de Mo y Al-0,1%Co al 99,95% de pureza cada una. Estos monitores de flujo fueron irradiados durante 1200 s, a una potencia del reactor de 0,2 MW; determinándose la relación de flujo térmico a flujo epitérmico un valor (f =30 ± 3), y la variación del comportamiento no ideal 1/E del flujo epitérmico (α = 0,18 ± 0,02); con una temperatura neutrónica de (Tn = 42 ± 2 °C), calculándose el flujo térmico: Φth = (1,36±0,2)1013 ncm-2 s-1-1 y flujo epitérmico: Φcpi = (4,54±0,2)1011ncm-2s-1. Como material de estudio para la presente investigación de tesis se empleó la muestra de referencia certificada NIST-SRM (1633c)-Cool Fly Ash “muestras de carbón volcánico”. Se determinaron los elementos: Sc, Yb, Na, K, Fe, La, Lu, Co, Ga, Th, As, Sm, Sb y U; tanto con filtro de boro como sin filtro, observándose una variación menor al 10% respecto a los valores certificados. Se discute y se plantea recomendaciones para la aplicación del análisis por activación de neutrones epitérmicos, en el laboratorio de Técnicas Analíticas. Palabras claves: Neutrones epitérmicos, filtro neutrónico, interferencia espectral.
The purpose of this thesis work is to evalúate the use of boron as a neutrón absorber as the main component of a mobile facility for analysis with epithermal neutrons; in order to improve the neutron activation technique (AAN) used in the analytical techniques laboratory (TEAN) of the Research and Development Directorate of the Peruvian Institute of Nuclear Energy-IPEN. For this purpose, a cylindrical container with geometric characteristics similar to those used in the laboratory was designed and manufactured, using borated polyethylene (5% B) in its outer lining and boron nitride (BN) in its internal part of 2,0±0,1 mm diameter. thickness, with a surface density of 382±2 mg/cm2 and a height to diameter ratio of 2,3. For analytical quantification, the Ksubzero (K0) standardization method was applied, developed by (Simonits et al.,1980) at the Gent-Belgium Institute ofNuclear Sciences; using gold as a comparator. The neutron flux parameters of the reactor in the irradiation position used were characterized; for which flow monitors were used in the form of Cu-1,55% Au, Al-2,7%Lu alloy wires and Mo and Al-0,1%Co sheets at 99.95% purity each. These flow monitors were irradiated for 1200 s, at a reactor powerof 0.2 MW. Determining the relation of thermal flow to epithermal flow a value (f=30 ± 3), and the variation of the non-ideal behavior 1/E of the epithermal flow (α = 0,18 ± 0,02); with a neutron temperature of (Tn = 42 ± 2 °C), calculating the thermal flow: Φth = (1,36±0,2)1013 ncm'V1 and epithermal flow: Φcpi = (4,54±0,2)1011 ncm'V1. As study material for the present thesis investigation, the certified reference sample NIST-SRM (1633c)-Coal Fly Ash "samples of volcanic carbon" was used. The elements were determined: Sc, Yb, Na, K, Fe, La, Lu, Co, Ga, Th, As, Sm, Sb and U; both with a boron filter and without a filter, observing a variation of less than 10% with respect to the certified values. It discusses and proposes recommendations for the application of the analysis by activation of epithermal neutrons, in the laboratory of Analytical Techniques.
URI: http://hdl.handle.net/20.500.14076/26916
Rights: info:eu-repo/semantics/openAccess
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