Determinación de la fracción efectiva de neutrones retardados mediante la técnicas de ruido neutrónico y activación neutrónica para el Reactor Peruano de Investigación de Potencia Cero (RP-O)

Abstract

El propósito del presente trabajo es determinar la fracción efectiva de neutrones retardados (en adelante βeff) para el reactor de investigación de potencia cero (en adelante RP-0). La importancia de los neutrones retardados es fundamental debido a que permite controlar la dinámica del reactor (dependencia temporal de las variables del reactor). En ausencia de los mismos un ligero aumento de la población neutrónica crearía un descontrol sobre la potencia lo cual haría inoperable el reactor. El conocimiento de este valor nos permite saber si la operación del reactor se está realizando bajo condiciones seguras. Por tal motivo se diseñó una metodología de trabajo basada en la combinación de dos técnicas nucleares de medición: Activación Neutrónica y Ruido Neutrónico, las cuales han sido implementadas y se vienen usando en forma paralela para las mediciones de flujo neutrónico (Activación Neutrónica) y medición de la reactividad y potencia térmica (Ruido Neutrónico).

Con la primera metodología, se determinó el mapa de flujos (térmico y epitérmico) de la configuración de núcleo 7A5 del RPO mediante la exposición de monitores (hojuelas de indio) en el reactor. La medida del flujo neutrónico es proporcional a la activación de las hojuelas; y conocida la masa del combustible, se puede calcular la tasa de fisiones en el volumen del reactor.

Con la segunda técnica se realizaron mediciones de la potencia térmica en estado estacionario. La técnica de ruido neutrónico se basa en la correlación de dos o más señales provenientes de detectores nucleares (en nuestro caso dos cámaras de ionización compensada), con las que se obtienen parámetros de correlación que nos permiten determinar la potencia térmica del reactor. En la fórmula de la potencia aparece como parámetro la fracción efectiva de neutrones retardados y la tasa de fisiones del núcleo (la cual fue previamente obtenida por activación), así por combinación de ambas técnicas se puede determinar βeff del reactor.

Finalmente, se constató que el valor obtenido se encuentra dentro de los márgenes de valores típicos para un reactor como el RP-0, lo que verifica la operación segura del reactor.