Preprojecte de millora d’una estació de vigilància d’aerosols mitjançant la supressió del continu Compton per anticoincidència

Abstract

El servei de coordinació d’activitats nuclear (SCAR) gestiona una xarxa de Vigilància Radiològica Ambiental. Amb l’ànim de mantenir la xarxa actualitzada el SCAR ha desenvolupat un equip de medició de la radioactivitat gamma en aerosols amb filtre d’aire, dut a terme per un grup d’investigació de la UPC i Raditel. L’equip ja esta llest, però gràcies a la seva modularitat es segueixen duent a terme projectes de millora. Aquest projecte planteja una millora que consisteix en la instal·lació d’un sistema d’anticoincidència al equip. Aquest sistema es composa de dos parts, el detector de guarda, i la instrumentació. L’anticoincidència rau en bloquejar qualsevol senyal que generi el detector principal quan el detector de guarda també en generi una, reduint la component de la radiació de fons generat per les col·lisions inelàstiques en el sí del detector. Aquest projecte té com a objectiu estudiar la viabilitat d’aquesta millora. Per a valorar-ho, s’ha modelitzat l’equip amb la millora al programa MCNPX, per a poder simular l’equip amb la millora instal·lada. Per a començar a simular els efectes de la millora, s’ha simulat en primer lloc, un experiment ja realitzat amb l’equip. Seguidament s’ha simulat el equip introduint-hi diferents variacions, per buscar la configuració optima del sistema detector principal i detector de guarda. Finalment s’ha fet un disseny previ de com hauria de ser la instrumentació del equip, que permeti generar l’efecte d’anticoincidència. Els resultats de les simulacions han mostrat que els paràmetres més importants són el gruix del detector de guarda, i la longitud d’aquest per sota del detector principal. També s’ha determinat que la longitud de detector de guarda per sobre del detector principal és important, però degut a les restriccions geomètriques del equip, no es pot augmentar sense reduir el factor geomètric del detector principal, empitjorant així la senyal obtinguda. Amb el model final, la senyal ha millorat significativament, rebaixant el fondo de forma considerable. Per altre banda, la instrumentació s’ha solucionat amb l’ús de mòduls NIM (Nuclear Instrumentation Modules). La instrumentació s’estima que serà el principal inconvenient de la millora, donat que els pressupostos obtinguts són molt elevats. L’ús d’anticoincidència introdueix una bona millora al equip, fent-lo capaç de detectar concentracions més petites d’aerosols radioactius en l’aire. Tot i això, el pressupost és molt elevat i pot ser determinant a l’hora de declarar viable o no la millora. Aquest cost és en gran mesura degut a la instrumentació i és aquesta part que hauria de ser estudiada en un eventual projecte de desenvolupament de la millora.