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Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas

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Neutron detectors


// Desenvolvimento de Detectores para Física de Partículas e Nuclear

Desenvolvimento de Detectores para Física de Partículas e Nuclear

Os neutrões, sendo uma radiação não ionizante, não são detectados diretamente, mas através dos produtos de reacção em materiais conversores. Apenas alguns isótopos podem ser utilizados para esse fim, sendo o 3He o mais comum. No entanto, a escassez de 3He resultou numa mudança de paradigma, e há hoje uma necessidade generalizada de detectores de neutrões sensíveis à posição (PSND, da sigla em inglês) sem 3He e com desempenho optimizado para aplicações vão da física nuclear à segurança. A European Spallation Source (ESS), actualmente em construção, é um excelente exemplo e um impulsionador desta necessidade, pois os PSNDs de alto desempenho serão essenciais para se a exploração plena do seu potencial.

O 10B é uma das alternativas mais promissoras ao 3He. No entanto, a eficiência máxima de detecção obtida com uma única camada de um conversor sólido de neutrões como o 10B4C é de apenas cerca de 5%. Como solução, a equipa da LIP propôs um novo conceito de detector baseado em RPCs revestidas com 10B4C, que aproveita a configuração natural em camadas das RPCs. A viabilidade do conceito foi demonstrada com sucesso e o trabalho desenvolvido no LIP está agora integrado no projeto de investigação Horizonte-2020 da UE, Ciência e Inovação com Neutrões na Europa em 2020 (SINE2020).

Nossos estudos demonstram que as RPCs de 10B possibilitam uma combinação única de características: elevada resolução espacial (FWHM 50%), boa modularidade de desenho, escalabilidade, robustez e baixo preço por unidade de área. Para tornar estes detectores uma tecnologia competitiva para futuras aplicações, os objetivos no futuro próximo são aumentar a taxa de contagem já demostrada (~ 103 Hz/cm2) em duas ordens de grandeza e demonstrar a obter um factor de rejeição neutrões/gamas melhor que 105.

// Research Area
Física Experimental de Partículas com aceleradores
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Responsável de Grupo:  
Luís Margato

margato@coimbra.lip.pt


 


  • Development of a new neutron detection technology
  • Autor(es):  Gonçalo Laires Gomes, Mariana Oliveira and Inês Serra
  • Submissão:  , Aceitação:  , Publicação:  2021-10-30
  • Referência:  LIP-STUDENTS-21-34   Ver publicação

  • Statistical position reconstruction for RPC-based thermal neutron detectors
  • Autor(es):  A. Morozov, L.M.S. Margato, V. Solovov, A. Blanco, J. Saraiva, T. Wilpert, K. Zeitelhack, K. Roemer, C. Höglund, L. Robinson and R. Hall-Wilton
  • Submissão:  , Aceitação:  , Publicação:  2021-08-12
  • Referência:  A. Morozov et al 2021 JINST 16 P08032  

  • Towards high-rate RPC-based thermal neutron detectors using low-resistivity electrodes
  • Autor(es):  L.M.S. Margato, A. Morozov, A. Blanco, P. Fonte, L. Lopes, J. Saraiva, K. Zeitelhack, R. Hall-Wilton, C. Höglund, L. Robinson, P. Svensson, L. Naumann, K. Roemer, D. Stach and Th. Wilpert
  • Submissão:  , Aceitação:  , Publicação:  2021-07-05
  • Referência:  L.M.S. Margato et al 2021 JINST 16 P07009  

  • Multilayer 10B-RPC neutron imaging detector
  • Autor(es):  L.M.S. Margato, A. Morozov, A. Blanco, P. Fonte, L. Lopes, K. Zeitelhack, R. Hall-Wiltond, C. Höglund, L. Robinson, S. Schmidt
  • Submissão:  , Aceitação:  , Publicação:  2020-06-05
  • Referência:   L.M.S. Margato et al 2020 JINST 15 P06007  

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  • ANTS
  •  Anger camera-type detector simulation and experimental data processing tools.
  •     website


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  • Fast timing high resolution nRPC-4D detector concept for neutron science
  • Código:  EXPL/FIS-NUC/0538/2021
  • Datas :  2022-01-01 :  2023-06-30
  • Financiamento:  49,957.00 €  

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