Sensibilidade de Colectrões de Cobalto a Neutrões Térmicos e Epitérmicos com Tratamento Multicolisional da Absorção Neutrónica

Abstract

A corrente eléctrica produzida em colectrões de resposta instantânea é dada, segundo um modelo analítico desenvolvido por Warren, pelo produto da carga eléctrica produzida por neutrão capturado pela taxa de capturas neutrónicas. A reformulação que introduzimos neste modelo baseou-se no cálculo daquela carga eléctrica definindo-a como o integral do produto de duas funções: o espectro energético de todos os electrões originados em interacções gama, instantâneas, com os átomos do emissor, e a contribuição espectral electrónica, que é a probabilidade dum electrão, originado com determinada energia, chegar à bainha do colectrão. Para esta função contribuição espectral electrónica obtivemos tanto uma aproximação analítica simples como a expressão exacta, em termos de funções especiais. A taxa de captura é calculada para neutrões térmicos e epitérmicos. O método é aplicado a colectrões de cobalto. Como a ressonância principal do cobalto (a 132 eV) é caracterizada por uma secção eficaz de dispersão, predominante, desenvolvemos um formalismo novo para o cálculo do factor de autoprotecção com tratamento da múltipla dispersão neutrónica (isotrópica). Este método é baseado no cálculo de uma função colisional determinada exclusivamente pelas secções eficazes e pela geometria da amostra exposta ao fluxo de neutrões. A influência do campo externo é separadamente incluída na densidade de probabilidade de primeira colisão. Foram consideradas duas geometrias - folhas e fios infinitos - por se tratarem, estas, das mais interessantes do ponto de vista da metrologia de neutrões. Os valores calculados para sensibilidades de colectrões de cobalto a neutrões térmicos estão em acordo excelente com resultados experimentais (a menos de 5%). Concluimos que a corrente instantânea produzida em colectrões de cobalto deverá ser predominantemente determinada por neutrões epitérmicos para índices de espectro (epitérmico/térmico) superiores a 1.3. É proposto um critério de avaliação da precisão do cálculo da dependência radial dos parâmetros do modelo em termos da comparação com determinações experimentais da corrente produzida em colectrões.