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Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas

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Neutron detectors


// Desenvolvimento de Detectores para Física de Partículas e Nuclear

Desenvolvimento de Detectores para Física de Partículas e Nuclear

Os neutrões, sendo uma radiação não ionizante, não são detectados diretamente, mas através dos produtos de reacção em materiais conversores. Apenas alguns isótopos podem ser utilizados para esse fim, sendo o 3He o mais comum. No entanto, a escassez de 3He resultou numa mudança de paradigma, e há hoje uma necessidade generalizada de detectores de neutrões sensíveis à posição (PSND, da sigla em inglês) sem 3He e com desempenho optimizado para aplicações vão da física nuclear à segurança. A European Spallation Source (ESS), actualmente em construção, é um excelente exemplo e um impulsionador desta necessidade, pois os PSNDs de alto desempenho serão essenciais para se a exploração plena do seu potencial.

O 10B é uma das alternativas mais promissoras ao 3He. No entanto, a eficiência máxima de detecção obtida com uma única camada de um conversor sólido de neutrões como o 10B4C é de apenas cerca de 5%. Como solução, a equipa da LIP propôs um novo conceito de detector baseado em RPCs revestidas com 10B4C, que aproveita a configuração natural em camadas das RPCs. A viabilidade do conceito foi demonstrada com sucesso e o trabalho desenvolvido no LIP está agora integrado no projeto de investigação Horizonte-2020 da UE, Ciência e Inovação com Neutrões na Europa em 2020 (SINE2020).

Nossos estudos demonstram que as RPCs de 10B possibilitam uma combinação única de características: elevada resolução espacial (FWHM 50%), boa modularidade de desenho, escalabilidade, robustez e baixo preço por unidade de área. Para tornar estes detectores uma tecnologia competitiva para futuras aplicações, os objetivos no futuro próximo são aumentar a taxa de contagem já demostrada (~ 103 Hz/cm2) em duas ordens de grandeza e demonstrar a obter um factor de rejeição neutrões/gamas melhor que 105.

// Research Area
Física Experimental de Partículas com aceleradores
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Responsável de Grupo:  
Luís Margato

margato@coimbra.lip.pt


 

  • Participação no desenvolvimento de uma nova tecnologia de deteção de neutrões
  • Autor(es):  David Miguel Salvador Mendonça, José Dinis de Azevedo Beleza, Ana Filipa Correia Santos, Daniel Faus Marmelo
  • Submissão:  2023-11-03, Aceitação:  2023-11-03, Publicação:  2023-11-03
  • Referência:  LIP-STUDENTS-23-19   Ver publicação

  • Timing resistive plate chambers for thermal neutron detection with 3D position sensitivity
  • Autor(es):  L. M. S. Margato, G. Canezin, A. Morozov, A. Blanco, J. Saraiva, L. Lopes, P. Fonte
  • Submissão:  2023-04-05, Aceitação:  2023-04-05, Publicação:  2023-07-01
  • Referência:  Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A-Accel. Spectrom. Dect. Assoc. Equip. 1052 (2023) 168267   Ver publicação

  • Development of Hybrid 10B - RPC based neutron detectors
  • Autor(es):  Carolina Oliveira Fernandes
  • Submissão:  2022-10-19, Aceitação:  2022-10-19, Publicação:  2022-10-19
  • Referência:  LIP-STUDENTS-22-11   Ver publicação

  • Concept of a fast neutron detector based on 10B-RPCs
  • Autor(es):  A. Morozov, L.M.S. Margato, A. Blanco and D. Galaviz
  • Submissão:  2022-02-01, Aceitação:  2022-02-01, Publicação:  2022-02-08
  • Referência:  A. Morozov et al 2022 JINST 17 P02016   Ver publicação

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  • ANTS
  •  Anger camera-type detector simulation and experimental data processing tools.
  •     website


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Alberto Blanco
Coimbra
Investigador

Alexandre Fonseca Trindade
Coimbra
Investigador

Andrey Morozov
Coimbra
Investigador

Giorgio Canezin
Coimbra
Estudante de Doutoramento

João Saraiva
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Técnico

Luís Lopes
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Luís Margato
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Paulo Fonte
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Vladimir Solovov
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