disciplina ipn0025

Renato Yoichi Ribeiro Kuramoto

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Física de Reatores: Experimentos no Reator Nuclear IPEN/MB-01
IPN-0025

Professor: Dr. Ulysses d'Utra Bitelli
Monitor: Renato Yoichi Ribeiro Kuramoto

MATERIAL	OBJETIVOS
Download Adobe Reader Ementa do curso Modelo de relatórios Modelo de ralatório (RevTeX4) Teoria 1. Noções sobre Física Nuclear Teoria 2. Detecção da Radiação Teoria 3. Ciclo de Nêutrons em um Reator Nuclear Teoria 4. Cinética de Reatores. Exp. 1 e 2. Instrumentação nuclear, detecção de nêutrons e Espectrometria gama Exp. 3. Criticalização do Reator IPEN/MB-01 Exp. 4. Curva 1/M vs. posição de barra de controle Exp. 5. Calibração de barras de bontrole Exp. 6. Medida do coeficiente de reatividade de temperatura do moderador Exp. 7. Medida do coeficiente de reatividade de vazio Exp. 8. Medida do Buckling do Reator IPEN/MB-01 Exp. 9. Mapeamento de fluxo e medida de potência	Em agosto de 2004 foi implantada no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares – IPEN, a disciplina experimental intitulada “Física de Reatores: Experimentos no Reator Nuclear IPEN/MB-01”. Em um convênio com a Universidade de São Paulo - USP, esta disciplina foi oferecida para alunos de cursos de graduação em áreas correlatas à Física de Reatores, como por exemplo, Física, Química e Engenharias. Devido à ótima aceitação do curso por parte dos alunos e de professores envolvidos, este curso está sendo periodicamente oferecido no segundo semestre do ano letivo da USP. Este é um curso pioneiro no Brasil, no qual se disponibiliza um Reator Nuclear de pesquisas como bancada experimental para ensino de Física de Reatores em cursos regulares de graduação. No decorrer do curso, os estudantes não se envolvem apenas com atividades comuns de laboratório, mas mantêm um contato direto com a rotina de um reator nuclear, no que diz respeito às partes operacional, pesquisa e desenvolvimento, e de segurança da instalação.
	EXPERIMENTOS
	Durante o curso, além dos experimentos no reator propriamente dito, os estudantes têm aulas práticas sobre a instrumentação nuclear empregada em experimentos e controle de reatores, e proteção radiológica. Nos experimentos realizados diretamente no reator, os estudantes participam de rotinas operacionais comuns à maioria dos reatores nucleares bem como experimentos na área de Física de Reatores. Mais detalhadamente, são realizados os seguintes experimentos durante a disciplina: Instrumentação Nuclear e Detecção de Nêutrons. Nestas aulas são abordados os principais tópicos envolvendo módulos de eletrônica nuclear NIM[4], hardwares e softwares para interface com computador e os principais detectores utilizados no monitoramento do fluxo de nêutrons de um reator nuclear; Espectrometria-gama. É apresentado aos alunos a técnica de espectrometria-gama de alta resolução utilizando um detector de HPGe[4]. Esta técnica faz-se necessária em alguns experimentos realizados no Reator IPEN/MB-01 como, por exemplo: mapeamento do fluxo, medida de potência de operação e scan de varetas combustíveis; Criticalização do Reator IPEN/MB-01. Esta aula possui um caráter puramente operacional, visando detalhar todos os procedimentos necessários para se criticalizar o Reator IPEN/MB-01. Assim, os alunos adquirem o conhecimento de uma operação segura de um reator nuclear; Curva 1/M versus posição de barra de controle. Neste experimento é construída a curva do inverso da multiplicação subcrítica ou multiplicação inversa[2] em função do posicionamento de uma das barras de controle do reator, a fim de determinar a sua posição crítica. Calibração das barras de controle. É exposto aos alunos duas técnicas de calibração de barras, a saber: método do período estável e da cinética inversa[2]. Através destas, os alunos determinam as reatividades integral e diferencial das barras de controle do Reator IPEN/MB-01; Medida do coeficiente de reatividade de temperatura do moderador. Neste experimento é medido o [1] através do aquecimento da água do moderador, e estudado como este parâmetro afeta o valor do fator de multiplicação efetivo keff, de um reator nuclear; Medida do coeficiente de reatividade de vazio. Através da inserção de tubos de alumínio no núcleo do reator, simulando vazios no moderador, é determinado e analisado o parâmetro [1]; Medida do Buckling do Reator IPEN/MB-01. Nesta aula os alunos determinaram as curvaturas do fluxo de nêutrons para a configuração retangular do núcleo do Reator IPEN/MB-01, nas direções radiais e axial. O buckling[2] está diretamente relacionado a fuga de nêutrons do sistema, assim tais fugas podem ser avaliadas; Mapeamento de fluxo de nêutrons e medida de potência. Neste experimento, por meio da irradiação de folhas de ouro nuas e cobertas com cádmio na posição central do núcleo do Reator IPEN/MB-01, os alunos têm a oportunidade de medir o valor absoluto do fluxo de nêutrons e determinar a potência de operação do mesmo.
	AULAS TEÓRICAS
	Além dos experimentos mencionados anteriormente, os quais são o enfoque principal da disciplina em questão, são ministradas aulas teóricas com a finalidade de fornecer um embasamento aos experimentos propriamente ditos. Tais aulas abordaram os seguintes tópicos: Noções sobre física nuclear; Detecção de nêutrons e gamas; Ciclo de nêutrons em um reator nuclear; Cinética de reatores. Durante o curso os estudantes participam também do treinamento denominado “Radioproteção para Estagiários do Reator IPEN/MB-01”, ministrado internamente pelo serviço de Radioproteção do IPEN-CNEN/SP, sob a coordenação administrativa da Divisão de Desenvolvimento de Recursos Humanos do IPEN.

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Atualização: 20 de julho de 2006

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