Valutazione sperimentale delle componenti del campo di radiazioni in un irradiatore neutronico con sorgenti 241Am-Be e confronto con simulazioni Monte Carlo

Abstract

Il presente lavoro riguarda la valutazione sperimentale delle componenti gamma e neutronica del campo di radiazioni presente in diversi punti all’interno del canale di irraggiamento di un irradiatore neutronico con sorgenti 241Am-Be. Per la componente gamma sono stati considerati due contributi: il primo associato a gamma di energia di 60 keV, dovuto al decadimento dell'241Am; il secondo a gamma di energia 2,2 MeV, dovuto alla cattura radiativa dei neutroni da parte dello schermo biologico (acqua) che circonda le sorgenti. Per le misure sperimentali sono stati utilizzati dosimetri tipo TLD700 in due diverse configurazioni: TLD "nudi" per misura della dose relativa al campo gamma totale e TLD schermati con piombo per la determinazione (per differenza) della componente a 60 keV. I dosimetri usati, le cui dimensioni risultano molto ridotte, consentono la determinazione “puntuale” della dose e sono stati confezionati e letti presso il nostro Laboratorio. La calibrazione dei TLD è stata effettuata con esposizione ad un campo gamma con dosi note presso l’impianto di irraggiamento gamma con sorgenti di 60Co, denominato IGS3, in dotazione al Dipartimento. Per la componente neutronica sono state effettuate valutazioni sperimentali sia tramite attivazione neutronica, utilizzando foglie di oro, sia con dosimetri TLD600 e TLD700. I risultati sono stati poi confrontati con i valori ottenuti mediante una simulazione con il codice Monte Carlo MCNP nella versione 4C. E’ stato inoltre possibile correlare le misurazioni effettuate con dosimetri TLD600 e TLD700 con i dati relativi al flusso neutronico, potendo così calibrare gli stessi dosimetri nelle modalità operative adottate. I dati ottenuti sperimentalmente e quelli tramite simulazione Monte Carlo hanno consentito la determinazione dell'andamento del campo neutronico e gamma in diversi punti all'interno del canale di irraggiamento e in modo particolare nelle posizioni più utilizzate per le prove di irraggiamento.