Desenvolvimento de um sistema de detecção de nêutrons térmicos à base de silício

Resumo Sistemas de detecção de nêutrons estão se tornando cada vez mais importantes em aplicações que vão da ciência básica a aplicações médicas e reatores. Contadores proporcionais de 3 He continuam sendo a escolha mais popular para monitorar nêutrons térmicos, com uma eficiência de detecção em torno de 60%; no entanto, devido à escassez global de 3 He, será necessária uma nova geração de tecnologias de detecção para atender à crescente demanda. Como resultado, pesquisas extensivas estão sendo conduzidas para investigar métodos alternativos de detecção de nêutrons. Este trabalho apresenta tal sistema e demonstra sua calibração e avaliação usando uma fonte de nêutrons AmBe. O sistema de detecção envolve sensores de silício revestidos por camadas conversoras para tornar os detectores sensíveis a nêutrons térmicos por meio da captura de nêutrons e medição das partículas carregadas secundárias resultantes. O sistema de detecção é apresentado em duas configurações, uma configuração única e uma configuração em múltiplas camadas, onde esta última é usada para aumentar a eficiência total de detecção. Além disso, o sistema é capaz de determinar sinais coincidentes de uma única captura de nêutron, um recurso que permite a supressão de fundo e um aumento na pureza do sinal de nêutron, o que é particularmente útil em ambientes de radiação mista.