Estudo de nêutrons em dispositivos eletrônicos

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Cesário, Greiciane de Jesus
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: barreira de superfície; dispositivos eletrônicos; electronic devices; fast neutrons; instrumentation (Physics).; ionizing radiation; nêutrons rápidos; radiação ionizante, instrumentação (Física); surface barrier
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-11102024-150455/

Este trabalho tem como objetivo caracterizar espectros de nêutrons que venham a ser usados para irradiação de materiais, e em especial, dispositivos eletrônicos. Para essa finalidade estudamos a resposta de alguns arranjos experimentais projetados para medir prótons de recuo gerados pela interação de nêutrons rápidos com uma folha de CH2, e relacioná-los com o espectro inicial de nêutrons rápidos. A configuração experimental foi desenvolvida para maximizar a transferência de energia dos nêutrons para os prótons de recuo, permitindo uma análise detalhada do espectro de nêutrons e das propriedades dos prótons de recuo gerados. Uma folha de CH2 (1 mm de espessura) foi utilizada para produção dos prótons de recuo por ser um material hidrogenado e possuir alta seção de choque de interação com nêutrons rápidos. Para medir os espectros de prótons, testamos duas configurações experimentais: técnica de telescópio com dois detectores de Si e outra com um detector de cintilação CsI. Esses sistemas de detecção foram inicialmente irradiados por uma fonte de AmBe (Laboratório de Dosimetria-IFUSP) e posteriormente com reações nucleares no Acelerador Pelletron 8UD (LAFN-IFUSP). As reações produzidas na canalização 0° do acelerador Pelletron foram 1H(7Li, n) e 9Be(7Li, n). A reação de 1H(7Li, n) não foi efetiva no nosso arranjo, pois a folha de polipropileno (usada como alvo de prótons) esquentou e derreteu, não produzindo prótons de recuo durante todo o período de irradiação. Em contraste, a reação de (7Li no 9Be demonstrou ser a mais eficaz para a obtenção dos resultados desejados. Os alvos de 9Be e de H foram montados em ambiente de vácuo na câmara de espalhamento da canalização 0°. Na parte externa da câmara, foram montados sequencialmente os dois sistemas de detecção. Foram obtidos espectros monoparamétricos e biparamétricos dos prótons gerados por espalhamento com os nêutrons rápidos. Resultados evidenciam que o sistema usando a técnica de telescópio é mais adequada para identificar prótons vindo da folha de polietileno mas somente para valores mais baixos de energia (< 12 MeV ), enquanto que o sistema com o detector de CsI é mais eficiente para medir energias mais altas (até 30 MeV no nosso caso) mas é menos adequado na identificação dos eventos provenientes da folha de polietileno devido a reações de nêutrons dentro do cristal.