Diseño, contrucción y caracterización de una cámara de ionización y, para mediciones de dosis en campos de irradiación mixtos (n-y)

Abstract

En un marco de colaboración entre la Universidad de Pavía y la División Instrumentación y Dosimetría de la Subgerencia de IyC del Centro Atómico Ezeiza, la Universidad solicitó el diseño y provisión de un detector de radiación gamma de tamaño compacto, con el fin de realizar un mapeo del flujo gamma en el núcleo de su reactor nuclear de pileta abierta en condición de plena potencia [1]. Dadas las condiciones del campo mixto a ser usado (neutrón-gamma), el detector debía ser diseñado de forma tal de minimizar, en la medida de lo posible, la respuesta a los neutrones para que la señal fuera principalmente debida a la radiación gamma. Por otro lado, dado el muy alto nivel de radiación al que sería sometido, se debieron seleccionar materiales de alta resistencia a la radiación. Con respecto al tamaño, el limitante fue el diámetro interno del tubo de irradiación con acceso al núcleo, que se propuso usar para estas mediciones. Dicho diámetro es de 34 mm [2] por lo que el diámetro externo del detector, de geometría cilíndrica, debía ser menor que esa medida, por lo que se propuso un diámetro del orden de los 20 mm. Con respecto a la longitud, se consideró diseñarlo con una medida del mismo orden del diámetro, con lo que debía ser de aproximadamente 20 mm. De esa forma se tendría un detector muy compacto como para realizar mediciones que podrían aproximarse a puntuales en comparación con el tamaño del núcleo. Si bien el tubo de irradiación mencionado es cerrado en su parte inferior, por lo que está lleno de aire y no de agua, se prefirió realizar un diseño que fuera sumergible, al menos en una de las versiones, como para poder extender su uso a los reactores tipo pileta propios de CNEA por inmersión directa en el agua del reactor, sin necesidad de un tubo seco. En principio, no se encontraron en el mercado detectores con estas características, por lo que su desarrollo resultó de interés para IyC, tanto para responder a la necesidad de la Universidad de Pavía como para su uso en los reactores propios.