Diseño y optimización de un aplanador de flujo neutrónico para dopaje de silicio en el Reactor RA-10.
El reactor multipropósito RA-10 que se construirá en Ezeiza tiene como objetivo principal aumentar la producción de radioisótopos destinados al diagnóstico de enfermedades; adicionalmente el proyecto RA-10 permitirá ofrecer al sistema científico-tecnológico oportunidades de investigación, desarro...
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2016
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| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/547/1/1Casella.pdf |
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I25-R131-547 |
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I25-R131-5472016-08-25T13:41:37Z Diseño y optimización de un aplanador de flujo neutrónico para dopaje de silicio en el Reactor RA-10. Design and optimization of a neutron flux screen for silicon in the RA -10 Reactor. Casella, Federico Física de reactores Ingeniería de reactores Física nuclear Research reactors Reactores de investigación Neutron flux flattening Aplanamiento del flujo neutrónico Radioisotopes Radioisotopos Silicon Silicio Monte Carlo method Método de Monte Carlo Semiconductor materials Materiales semiconductores [RA-10 reactor Reactor RA-10 Doping silicon Dopaje de silicio] El reactor multipropósito RA-10 que se construirá en Ezeiza tiene como objetivo principal aumentar la producción de radioisótopos destinados al diagnóstico de enfermedades; adicionalmente el proyecto RA-10 permitirá ofrecer al sistema científico-tecnológico oportunidades de investigación, desarrollo y producción. Entre ellas se contará con una facilidad de dopaje de silicio a través de transmutación neutrónica para producir material semiconductor. La principal ventaja de esta técnica de fabricación es que se obtiene el semiconductor más homogéneamente dopado del mercado. Esto se logra irradiando a la pieza con un flujo neutrónico axialmente uniforme. La uniformidad axial se obtiene diseñando un aplanador de flujo que consiste en un conjunto de anillos de acero de diferentes espesores para lograr aplanar el perfil de flujo neutrónico que irradia al silicio. El objetivo de este trabajo es diseñar e implementar un algoritmo que permita calcular los espesores óptimos de acero de forma tal de modificar el perfil de flujo neutrónico que se genera en el núcleo para uniformizarlo lo más posible. Se proponen y evalúan mejoras para incrementar el valor del flujo neutrónico al cual se uniformiza. Posteriormente se evalúan los tiempos necesarios para obtener diferentes resistividades objetivo y se realizan cálculos de activación neutrónica para determinar los tiempos de decaimiento necesarios para cumplir los límites de actividad requeridos. Se realizan además cálculos de calentamiento para determinar la potencia que se debe disipar para refrigerar la facilidad. The RA-10 multipurpose research reactor, to be built in Ezeiza, will be able to increase the production of radioisotopes intended for medical purposes. In addition, the RA-10 project will offer new opportunities for research and development for the scientific and technological communities. One of the facilities under development is for the production of high quality silicon semiconductor, using the neutron transmutation doping method. The main advantage of this fabrication technique is that produces a semiconductor material with the most homogeneous doping in the silicon market. This is achieved by irradiating the ingot with an axially uniform neutron flux. The axial uniformity is obtained by designing a flux screen, which is made of several steel rings of different thickness to flatten the axial flux distribution that interacts with the silicon. The objective of this work is to design and to implement an algorithm to calculate the optimum steel thickness to modify the flux distribution and maximize its uniformity. Improvements to the flux screen are proposed and evaluated. Furthermore, the irradiation time needed to get different resistivity targets is evaluated and neutron activation calculations are made to find the decay time needed to achieve the activity limit required. Heating calculations are made to establish the power that needs to be cooled in the facility. 2016-06-21 Tesis NonPeerReviewed application/pdf http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/547/1/1Casella.pdf es Casella, Federico (2016) Diseño y optimización de un aplanador de flujo neutrónico para dopaje de silicio en el Reactor RA-10. / Design and optimization of a neutron flux screen for silicon in the RA -10 Reactor. Proyecto Integrador Ingeniería Nuclear, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro. http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/547/ |
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CAB - CNEA - Biblioteca Leo Falicov |
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El reactor multipropósito RA-10 que se construirá en Ezeiza tiene como objetivo
principal aumentar la producción de radioisótopos destinados al diagnóstico de
enfermedades; adicionalmente el proyecto RA-10 permitirá ofrecer al sistema
científico-tecnológico oportunidades de investigación, desarrollo y producción. Entre
ellas se contará con una facilidad de dopaje de silicio a través de transmutación
neutrónica para producir material semiconductor.
La principal ventaja de esta técnica de fabricación es que se obtiene el
semiconductor más homogéneamente dopado del mercado. Esto se logra irradiando a
la pieza con un flujo neutrónico axialmente uniforme.
La uniformidad axial se obtiene diseñando un aplanador de flujo que consiste
en un conjunto de anillos de acero de diferentes espesores para lograr aplanar el perfil
de flujo neutrónico que irradia al silicio.
El objetivo de este trabajo es diseñar e implementar un algoritmo que permita
calcular los espesores óptimos de acero de forma tal de modificar el perfil de flujo
neutrónico que se genera en el núcleo para uniformizarlo lo más posible. Se proponen
y evalúan mejoras para incrementar el valor del flujo neutrónico al cual se uniformiza.
Posteriormente se evalúan los tiempos necesarios para obtener diferentes
resistividades objetivo y se realizan cálculos de activación neutrónica para determinar
los tiempos de decaimiento necesarios para cumplir los límites de actividad requeridos.
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