Cálculos monte carlo y analíticos de la radiación emitida por una muestra radiactiva cilíndrica

• Autores: Mainardi, Raúl Torino; González, Enrique Ramón; Bonzi, Edgardo Venusto
• Año de publicación: 2006
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: artículo
• Fuente: An. (Asoc. Fís. Argent., En línea) 2006;01(18):217-225
• Materia: MONTE CARLO; DETECTOR; SIMULACION; VERIFICACION; MONTE CARLO; DETECTOR; SIMULATION; VERFICATION
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

A los efectos de certificar mediciones realizadas en un laboratorio de radiactividad ambiental de la actividad de muestras de diversos orígenes, es necesario comparar los resultados experimentales obtenidos con los de simulaciones Monte Carlo utilizando programas validados apropiadamente. Para poder verificar el funcionamiento de un programa de simulación Monte-Carlo basado en el código MCNP-5, se planteó la necesidad de comparar sus resultados con los de un cálculo exacto que fuera posible de realizar con un mínimo de aproximaciones. Para ello supusimos una fuente radiactiva cilíndrica apoyada en una de sus caras planas sobre un detector de INa. Para los cálculos analíticos integramos las emisiones que salen de todos los puntos de la muestra en un cono hacia la cara inferior del cilindro, atenuadas apropiadamente. La dispersión Compton que se produce en cualquier punto de la muestra y que se dirige hacia el detector es también contabilizada con procedimientos similares. El programa MCNP-5 fue programado para simular dicha fuente radiactiva y se supuso a la fuente rodeada, salvo su cara inferior que está en contacto con el detector, por un material de coeficiente de absorción infinitamente grande, es decir la radiación que llega a la superficie escapa indefectiblemente sin ningún efecto de retrodispersión Las aproximaciones realizadas en el cálculo analítico hacen que sus resultados se aproximen rápidamente a los del cálculo Monte-Carlo, si el diámetro de la muestra radiactiva tiende a valores pequeños, con lo que consideramos verificado apropiadamente el programa de simulación
In order to certify measurements performed in an environmental radioactivity laboratory of the activity of samples of diverse origins, it is necessary to compare the experimental results, with Monte Carlo simulation codes results exhaustively validated. To corroborate a Monte Carlo simulation program based on the MCNP-5 code, a comparison with analytical calculations was performed aiming at having a minimum of approximations. In order to do that we assumed a cylindrical radioactive source with one of its plane faces in contact with a INa scintillator detector. In our analytical calculations we added the emissions from all points of the sample contained in a cone whose base was the lower face of the cylinder. Compton scattering that had been produced at any point in the sample that exists towards the detector is also considered. The MCNP-5 code was programmed to simulate such a radioactive source assuming that the source was surrounded with a material with an infinitely large absorption coefficient, that is, the radiation that reaches one the sample’s faces escapes without any backscattering. Some needed approximations carried out in the analytical procedure allow a fast approximation to the Monte Carlo results when the diameter of the radioactive sample becomes small, which allows us to considerer that the simulation program has been adequately validated
Fil: Mainardi, Raúl Torino. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física (UNC-FaMaF). Córdoba. Argentina
Fil: González, Enrique Ramón. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física (UNC-FaMaF). Córdoba. Argentina
Fil: Bonzi, Edgardo Venusto. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física (UNC-FaMaF). Córdoba. Argentina