Disseny d’una galga nuclear per determinar el gruix d’una mostra per retrodispersió de partícules beta

Abstract

L’objectiu d’aquest projecte és dissenyar una galga nuclear capaç de determinar el gruix de pintura epoxi d’una mostra usant el mètode de retrodispersió de partícules beta. En el disseny de la galga s’ha escollit la font més adequada, s’ha dissenyat un col·limador, s’ha escollit el detector més útil per aquesta aplicació concreta i s’ha descrit la resta d’elements necessaris per tal que l’aparell de mesura pugui funcionar correctament. Les simulacions realitzades amb el codi PENELOPE, que és un codi de simulació del transport de la radiació ionitzant que utilitza el mètode de Monte Carlo, han permès analitzar diferents dissenys i, finalment, s’ha acabat obtenint un disseny de galga nuclear força realista i útil per mesurar gruixos de pintura epoxi en un rang concret (70-200 μm). Per tal d’arribar al disseny definitiu s’han hagut de simular moltes geometries diferents i els dissenys han seguit una evolució, de manera que els primers models estudiats eren força senzills i simplificats i els últims eren més detallats. Per tal d’aconseguir un aparell de mesura eficaç i de certa precisió, s’ha determinat l’activitat mínima necessària que ha de tenir la font. Per altra banda, amb l’objectiu de protegir les persones i el medi ambient dels efectes de la radiació, s’ha dissenyat un blindatge per protegir, sobretot, de la radiació beta. Posteriorment, aquest blindatge s’ha avaluat calculant la taxa de dosi equivalent en pell i s’ha comparat amb els límits de dosi legals. La taxa de dosi s’ha calculat a partir de l’energia dipositada (provinent tant de partícules beta com de fotons) en un teixit biològic situat en diversos punts al voltant de l’aparell. S’ha comprovat que la taxa de dosi al voltant de l’aparell és inferior al límit de dosi anual pel públic. Per acabar s’ha determinat la corba d’ajust de la galga nuclear a partir de la corba comptesgruix de pintura obtinguda mitjançant les simulacions amb PENELOPE, s’ha detallat l’equip necessari per tal que la galga sigui operativa (incloent els plànols de la sonda), s’ha realitzat un pressupost orientatiu de l’aparell i s’ha fet un petit estudi d’impacte ambiental.