LUPIN : rivelatore attivo per campi neutronici pulsati

From a radiation measurements point of view, problems connected to the pulse neutron fields detection are a really important challenge. The most of the actual detectors (rem counters) suffer of heavy dead time losses if they are placed in an environment of radiation burst, characterised by high intensity and short period. For this reason, it has been necessary to develop a new technology, capable to handle extreme work conditions of neutron burst intensity; situation likely to be created besides particles accelerators The LUPIN, BF3 model detector is provided of a specifically designed moderator for its use as rem counter, the attempt is to improve its fundamental characteristics as the ability to cope with intense instantaneous neutron fluxes without penalized the sensibility. Some measurements were used to intercompare different rem counters: our LUPIN has shown a behaviour of measuring the ambiental dose equivalent rates as good as the instrumentation used in the CERN facilities, and values of H*(10) were coherent with the FLUKA simulation The LUPIN was tested in a burdensome work environment: it was exposed to high neutron bursts, but it provided an almost linear response up to values of H*(10) of 1000 nSv/burst. These measurements allowed to see the operative limits of the LUPIN and to give a better formulation of the algorithm that has to correct the H*(10) results to a linear trend: charge build up in the detector is the major cause of the lost of linearity.

I problemi collegati alla rivelazione di campi neutronici pulsati rappresentano una sfida importante dal punto di vista misuristico. Infatti molti dei rivelatori attualmente utilizzati sono contatori (rem counter) che possono subire importanti perdite per tempo morto se investiti da impulsi di radiazione di breve durata ed elevata intensità. Per questo si è reso necessario lo sviluppo di una nuova tecnologia, con capacità di gestire condizioni di lavoro estreme, in termini di intensità dell’impulso neutronico, come quelle generate a ridosso degli acceleratori di particelle. Sviluppando il rivelatore LUPIN a BF3, dotato di un moderatore progettato ad hoc, per l’uso come rem counter, si cerca di implementare caratteristiche come la capacità di sostenere elevati flussi istantanei di neutroni senza penalizzare la sensibilità tipica dei rem counters. Sono state operate delle misure per un confronto fra vari strumenti che hanno mostrato la capacità del LUPIN di misurare ratei di equivalente di dose ambientale in modo paragonabile alla strumentazione di controllo che opera nelle facility del CERN e coerenti con la simulazione FLUKA. Lo strumento è stato testato in una situazione di lavoro onerosa, caratterizzata da burst neutronici molto elevati, ma riuscendo a mostrare una risposta con buone caratteristiche di linearità fino a valori di H*(10) di circa 1000 nSv/burst neutronico. Tali misure hanno permesso anche di individuare i limiti operativi del LUPIN e di perfezionare l’algoritmo correttivo per gli effetti di carica spaziale che rappresentano per questo strumento la principale causa di perdita di linearità