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.
Fotos
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Development of a new neutron detection technology
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Autor(es): Gonçalo Laires Gomes, Mariana Oliveira and Inês Serra
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Submissão: , Aceitação: , Publicação: 2021-10-30
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Referência: LIP-STUDENTS-21-34
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Statistical position reconstruction for RPC-based thermal neutron detectors
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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
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Submissão: , Aceitação: , Publicação: 2021-08-12
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Referência: A. Morozov et al 2021 JINST 16 P08032
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Towards high-rate RPC-based thermal neutron detectors using low-resistivity electrodes
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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
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Submissão: , Aceitação: , Publicação: 2021-07-05
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Referência: L.M.S. Margato et al 2021 JINST 16 P07009
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Multilayer 10B-RPC neutron imaging detector
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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
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Submissão: , Aceitação: , Publicação: 2020-06-05
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Referência: L.M.S. Margato et al 2020 JINST 15 P06007
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ANTS
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Anger camera-type detector simulation and experimental data processing tools.
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