Diseño y Fabricación de Blancos de Producción de Neutrones para Aceleradores

M. SUAREZ ANZORENA; L. GAGETTI; A. A. BERTOLO; M. NOLASCO; J. MELILLO; M. F. DEL GROSSO; A.J.KREINER

San luis

Congreso; 100 Reunión Nacional de la Asociación Física Argentina; 2015

Asociación Física Argentina

El presente trabajo da cuenta del estado actual del desarrollo de tecnología de blancos de producción de neutrones (BPN) mediante aceleradores para aplicaciones médicas y nucleares. Los mismos son llevados a cabo en la Gerencia de Investigación y Aplicaciones de la Comisión Nacional de Energía Atómica.La producción de neutrones mediante aceleradores se basa en producir reacciones nucleares inducidas con haces de partículas cargadas contra un material blanco. En tal sentido, el desarrollo de BPN con aceleradores implica la selección de un material adecuado según la aplicación deseada. Además, el diseño debe contemplar las solicitaciones térmicas y mecánicas a las que se encuentra sometido un blanco. Esto significa que, el mismo debe ser capaz de drenar una gran cantidad de energía depositada por el haz incidente, así como tener la robustez mecánica como para resistir la diferencia de presión que existe entre el alto vacío del tubo de aceleración y el exterior. Por otro lado, el impacto del haz degradará los materiales debido al daño por radiación con la consecuente acumulación de gases, provocando daño por hidrógeno (cuando el haz transporta protones o deuterones).En el presente trabajo se reporta el estado actual y los desafíos relacionados con la fabricación de tres blancos de producción de neutrones: Be, TiD2 y 13C [1, 2, 3]. Se describen aspectos tales como, diseño, síntesis y caracterización de blancos delgados (algunos micrómetros de espesor) y la selección de materiales que maximicen la vida útil de un sistema bajo severas condiciones de operación, como altas corrientes (15 mA) a energías de hasta 1,4 MeV. También se describe el diseño del sistema de refrigeración basado en la técnica de microcanales, lo cual comprende el modelado y la validación [4]. Asimismo se hará mención de las tecnologías y procesos de integración de los distintos componentes.[1] Applicability of the 9Be(d,n)10B reaction to AB-BNCT skin and deep tumor treatment. M.E. Capoulat, D.M. Minsky & A.J. Kreiner. Applied Radiation and Isotopes 69 (2011) 1684-1687.[2] Characterization of deuteride titanium targets used in neutron generators. C. Monnin, et al. Nuclear Instruments & Methods in Physics Research (2000) 493-500.[3] In-phantom dosimetry for the 13C(d,n)14N reaction as a source for accelerator-based BNCT. A.A. Burlon, A.J. Kreiner, S.M. White, B.W. Blackburn, D.P. Gierga, J.C. Yanch. Medical Physics 28 (2001) 796-803. [4] R.J. Phillips, Massachusetts Institute of Technology, 1988, Ph.D. Thesis.