Este documento describe las mediciones neutrónicas realizadas en un reactor nuclear. Explica brevemente la física de los reactores y el problema fundamental de medir la densidad neutrónica. Luego detalla los tipos de mediciones que se realizan antes, durante y después de la puesta en marcha de un reactor, incluyendo distribuciones de flujo neutrónico, reactividades, quemados y dosis. Finalmente, presenta algunos ejemplos concretos de mediciones como cartas de activación, tiempo muerto y producción de isótopos radioactivos.

1. LAS MEDICIONES
NEUTRÓNICAS EN UN
REACTOR NUCLEAR
Agustín Zúñiga Gamarra
Instituto Peruano de Energía Nuclear
Universidad Nacional Mayor de San Marcos
Lima, Junio de 2008

2. 2

3. CONTENIDO
3

4. CONTENIDO
La fisica de reactores
Definición
Problema fundamental
Solucion
Las mediciones en un reactor nuclear
Puesta en marcha
Operación comercial
Ejemplos de mediciones
Distribuciones de flujo neutrónico
Reactividades
Dosis
Seguridad nuclear
Contactos
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5. FISICA DE REACTORES
La FR tiene por función describir la distribución del
neutrón en un reactor nuclear, o en un conjunto
experimental diseñado para estudiar al reactor.
r s
n(r , Ω, E , t )dVdEdΩ
r
Ω
Z
dV = dxdydz
r
r
Y
Incluye
facilidades de X
irradiación
(RNI-1) 5

6. PROBLEMA FUNDAMENTAL
Conocer (calcular o medir), para cualquier instante, t, las
características de la población neutrónica que se extiende
en una región, que contiene una arbitraria pero conocida
mezcla de materiales. La cantidad principal, entonces, es la
densidad neutrónica.
r r
n( r , E , t , Ω)
Número de neutrones en un volumen infinitecimal dV,que tienen energías
cinéticas entre, E, E+dE, que viajan en las direcciones contenidas en un
ángulo sólido infinitecimal alrededor del vector unitario, .
6

7. SOLUCIÓN: ECUACIÓN DE TRANSPORTE
r r
1 ∂φ ( r , E ,t ,Ω )
Problema
r v ∂t =
r
n( r , E , t , Ω)
r r r r r v
∫∫ Σ(r , E ' ) f (r , Ω' , E ' → Ω, E )φ (r , Ω, E , t )dΩ' dE '
Solución +
Ecuación de Transporte r
v, Ω, E , t )
Q(r
r s
+ n(r , Ω, E , t )dVdEdΩ
r
Balance Σ(r , E )φ (r , Ω, E , t ) Z
Ω
{variación de ns en el elemento de dV = dxdydz
volumen en t}= {Producción: r + r
r
colisión, fuente}- {Destrucción: Ω.∇φ (r , Ω, E , t )
colisión, fugas}
Y
X
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8. MEDICIONES EN UN RNI
1. Antes de la puesta en marcha
2. Durante la puesta en marcha
3. Etapa comercial
1 2 3
Caracterización de los • Criticidad de • Reactividades
detectores de radiaciones configuraciones • Quemado
• Distribuciones de flujo • Venenos
• Factores de pico • Tiempo muerto
• Calibración en potencia • Calibración en
Distribuciones • Excesos de reactividad pootencia
Reactividades • Calibración de barras • Distribuciones de flujo
• Margen de parada • Reacciones nucleareas
Quemados de producción de
• Coeficientes de
Dosis radioisótopos
reactividad
Tasas de reacciones • Dosis neutrónica
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9. EJEMPLOS:
Monitores de Activación
Flujo Neutrónico
1.1 Carta de Activación 2.2 Tiempo Muerto
1.2 Factor de Pico y Potencia 2.1 Tiempo Máximo de Veneno
1.3 Distribución Tubo Tangencial
1. Distribuciones
2. Reactividades
3. Quemados
4. Dosis
4.1 Dosis de Neutrones por
5. Tasas de reacciones Huellas Nucleares
3.1 Medicion de Quemado
5.1 Producción de Iridio 192
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10. BIENVENIDO
AL REACTOR
NUCLEAR RP10
FIN
MUCHAS GRACIAS
AZUNIGA@IPEN.GOB.PE
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