Evaluación preliminar de la moderación de neutrones en un generador D-D compacto de alto flujo

Abstract

Desde 2015, el grupo de investigación Biofísica y Bioquímica estructural de la Pontificia Universidad Javeriana (PUJ), en cooperación con la Agencia Internacional de Energía Atómica (OIEA), ha estado trabajando en Neutron Capture Therapy (NCT), junto con estudiantes del Programa de Maestría en Física Médica en PUJ. Dentro de nuestro programa de investigación, uno de los objetivos es estudiar cómo se pueden moderar los neutrones provenientes de una reacción D-D para usarlos en NCT.

Métodos y materiales

Con el fin de establecer los materiales y geometrías más comunes para un conjunto de conformación de viga (BSA) utilizado en NTC, se ha realizado una revisión de la literatura especializada. El material seleccionado para el moderador es FLUENTAL ™ y la geometría seleccionada es un plano seminfinito.

El flujo de neutrones, para los neutrones rápidos y epitérmicos en función de la tensión FLUENTAL ™, se ha calculado utilizando la teoría de remoción y difusión. Mientras que la ecuación del espectro de flujo de neutrones para los neutrones epitérmicos se ha evaluado con la solución de Placzek en la ecuación de transporte de Boltzmann y para los neutrones térmicos con la ley de inverso de la energía. Para todos los cálculos, se han tenido en cuenta las secciones transversales macroscópicas elásticas e inelásticas de FLUENTAL ™.

Resultados

El flujo máximo de neutrones epitérmicos con energías entre 0,5 eV y 10 keV se ha obtenido para una profundidad de 38 cm en FLUENTAL ™. Para la evaluación del espectro de neutrones epitérmicos, las secciones transversales se tomaron del archivo de datos nucleares evaluados ENDF, con una composición FLUENTAL ™ de (40% Al60% AlF3). El máximo del espectro de neutrones epitermales fue de 25 keV.

Conclusiones

Este trabajo ha demostrado que al usar FLUENTAL ™ como moderador, el flujo de nuetron es constante, los neutrones rápidos se moderan de manera efectiva. Los valores obtenidos para el flujo y espectro de neutrones normalizados concuerdan con los valores recomendados por el OIEA.