Càlcul del blindatge d’un microtró de pista d’electrons de 12 MeV

Abstract

El projecte que es presenta té com a principal objectiu el disseny del blindatge necessari d’un accelerador compacte d’electrons de 12 MeV de tipus Microtró de Pista (Race-Track Microtron en anglès, acrònim RTM) que està en procés de construcció per l’Institut de Tècniques Energètiques (INTE) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). S’estudien dos sistemes de blindatge, ubicats tots dos en una sala de l’edifici K2M del Parc UPC del Campus Nord. En el primer cas, s’analitza un blindatge estructural que consisteix en recobriments addicionals de formigó a les parets existents a la sala. El segon sistema està basat en un blindatge local format per una cambra cilíndrica de plom que envolta l’accelerador. El càlcul de blindatge es realitza mitjançant PENELOPE, un codi de simulació per Monte Carlo del transport d’electrons, fotons i positrons en la matèria. Com a fonts de radiació es consideren principalment la radiació secundària produïda per la interacció del feix primari amb una copa de Faraday en les proves inicials de posada a punt de l’equip i la radiació de fuites originada en la unitat principal de l’accelerador degut a les pèrdues originades per interacció del feix amb elements interns del Microtró. En les simulacions amb PENELOPE també es contempla la radiació terciària produïda per possibles dispersions en les parets secundàries. Cal destacar, que donada la complexitat del Microtró, la simulació amb PENELOPE és l’únic mètode per determinar la radiació de fuita de forma realista. Es presenten els resultats obtinguts mitjançant gràfics que relacionen taxa de dosi en funció de l’espessor. A partir d’aquests s’obtenen les primeres capes decimorreductores i la capa decimorreductora d’equilibri (CDRs i la CDReq). També es mostren els mapes de distribució de taxa de dosi per espessors i situacions d’interès. Utilitzant aquests resultats es calcula l’espessor de material per als dos esquemes de blindatge indicats que proporcionen la protecció radiològica suficient en el període de proves i la posta en marxa del Microtró. Finalment, els resultats es comparen amb estimacions realitzades en base a la Norma DIN 6847 part 2.