Orientador: Ernesto Kemp / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-26T09:14:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_LucasMendes_M.pdf: 4540067 bytes, checksum: e343af03dff0bc991b7d23f46a50a44b (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O neutrino, atualmente, é uma das partículas de maior interesse para estudo. Seu comportamento oscilatório requer que os neutrinos tenham massa, em escalas desafiadoras para uma simples acomodação com o mecanismo de Higgs possibilitado pelas simetrias eletrofracas. Do ponto de vista de detecção, sua baixa secção de choque introduz grande dificuldade no projeto de detectores eficientes. O Projeto Neutrinos-ANGRA visa, através da detecção de neutrinos, monitorar o reator ANGRA-II situado no Complexo Nuclear de Angra dos Reis - Rio de Janeiro. Para tanto, propõe utilizar um detector de radiação Cherenkov em água, instalado na superfície. Contudo, a esse nível, as taxas de ruído provenientes principalmente de raios cósmicos, são ordens de grandeza maior que a frequência efetiva da passagem do neutrino pelo material ativo. Em uma proposta para reduzir essas taxas, o alvo central será circundado com uma blindagem com elementos ativos e passivos. Nesta dissertação foi dado um enfoque especial à blindagem ativa quanto a incidência de múons, principal componente da radiação cósmica, sobre o detector. Neste estudo foram simulados 3×10^(6)múons não correlacionados temporalmente, porém obedecendo parâmetros bem estabelecidos das distribuição angular e de energia, e foi observado o comportamento da eficiência da blindagem à diferentes critérios de corte. Por fim, foram analisadas as taxas de ruídos aleatórios (não-correlacionados), fixando com uma das partículas participantes o múon. Foi possível determinar um critério de trigger para ao sistema de veto ativo (sinal > 50 fotoelétrons). Nestas condições, o sistema mostrou-se 99,73% eficiente, reduzindo a taxa de sinal:ruído, considerando a presença de pelo menos um múon, de 0,6:1 para 22:1 / Abstract: The neutrino is currently one of the particles of greatest interest to study. its oscillatory behavior requires that neutrinos have mass, in challenging scales for a simple accommodation with the Higgs mechanism enabled by the electroweak symmetry. From the viewpoint of detection, the low cross-section introduces a great distress in designing efficient detectors. The Neutrino-ANGRA Project aims, through the detection of neutrinos, monitor ANGRA-II reactor located in Angra dos Reis Nuclear Complex - Rio de Janeiro. We propose to use a detector of Cherenkov radiation in water, installed on the surface. However, at this level, rates of noise mainly from cosmic rays, are orders of magnitude greater than the effective frequency of the passage of the neutrino active material. In a bid to reduce these rates, the central target will be surrounded with a shield with active and passive elements. In this work a special focus to the active shielding as the incidence of muons, the main component of cosmic radiation on the detector, was given. This study simulated muon 3×10^(6) time-uncorrelated but obeying the well-established angular distribution and energy parameters, and the behavior of the shielding efficiency of different criteria cutting was observed. Finally, the rates of (uncorrelated) random noise, with a setting of the muon particle participants were analyzed. It was possible to derive a criterion to trigger the active veto (signal > 50 photoelectrons) system. Accordingly, the system proved to be 99.73% efficient, reducing the rate signal:noise, whereas the presence of at least one muon from 0.6: 1 to 22:1 / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Ernesto Kemp / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-14T15:51:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bezerra_ThiagoJunqueiradeCastro_M.pdf: 3958606 bytes, checksum: 2103ee29e4d2b1cf0f81e8738d681d27 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Reatores nucleares constituem uma profusa fonte de antineutrinos, cujo espectro é determinado pelos decaimentos beta dos isótopos radioativos presentes no combustível nuclear. À medida que o combustível é consumido, sua composição isotópica é alterada, com reflexos diretos no espectro de antineutrinos. Desta forma, investigamos neste trabalho a viabilidade de um detector de neutrinos monitorar o reator de uma usina nuclear, sabendo seu estado de atividade. Também investigamos a evolução temporal da resposta do detector à queima gradual do combustível nuclear. Assim, determinamos o tempo necessário de coleta de dados para identificarmos que o combustível nuclear evoluiu para outra composição, para vários níveis de confiança, com relação ao início de operação da usina. Estes resultados fazem da detecção de antineutrinos de reatores nucleares uma ferramenta adicional para a verificação de salvaguardas nucleares / Abstract: Nuclear reactors are a profuse neutrino source, which spectrum is determined by the beta decay of the fissile isotopes in the nuclear fuel. While the fuel is consumed, the isotopic composition changes, resulting in trends on the neutrino spectrum. So, we investigated in this work the viability of monitoring a reactor of a nuclear power plant with a neutrino detector, knowing its state of activity. We also investigated the temporal evolution of the response time of the detector in function of the gradual burn of the fuel. Therefore, with some confidence levels, we determined the needed time of data taking to identify fuel changes, in a PWR power plant, related to the beginning of operation. Consequently, these results make the detection of antineutrinos of nuclear reactors an additional method to nuclear safeguards / Mestrado / Física das Particulas Elementares e Campos / Mestre em Física

Orientador: Ernesto Kemp / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-14T15:55:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GomezGonzalez_LuisFernando_M.pdf: 24049879 bytes, checksum: 5735f73e431cd5cc1a8ba7358ca57950 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Reatores nucleares constituem uma copiosa fonte de anti-neutrinos, cujo espectro é determinado pelo decaimento beta dos isótopos radioativos presentes no combustível nuclear. A medida que o combustível é consumido sua composição isotópica é alterada, com reflexos diretos no espectro de anti-neutrinos. Desse modo, detectores de anti-neutrinos podem ser aplicados no monitoramento da composição isotópica do combustível de reatores nucleares e da taxa de consumo deste combustível de uma forma não intrusiva e independente de informações do operador da usina nuclear. Nesse trabalho, investigamos os requisitos da resolução em energia de um detector de anti-neutrinos, posicionado na proximidades do reator, que possibilitem uma precisa espectroscopia de forma a permitir a reconstrução das contribuições individuais dos isótopos 235U, 2380, 239pu e 241Pu no número total de fissões. Para esse fim, construímos simulações de Moute Carlo de modo a avaliar os desvios em energia intrínsecos de um possível detector do Projeto Neutrinos Angra. Por fim, analisamos os dados de simulação utilizando modelos da literatura e propomos um modelo novo, na tentativa de melhor ajustar nossos dados de simulação / Abstract: Nuclear reactors are an abundant source of anti-neutrinos, whose spectrum is determined by the hera decay of radioactive isotopes in the nuclear fuel. As the fuel is consumed, their isotopic composition is altered, with direct consequences on the spectrum of anti-neutrlnos. Thus, detection of anti-neutrinos can be applied in monitoring the isotopic composition of fuel in nuclear reactors and their rate of consumption, on a non-intrusive and independent way from the nuclear plant operator information. In this study, we investigated the requirements in energy resolution of an anti-neutrino detector, positioned in close proximity to the reactor, enabling a precise spectroscopy to enable reconstruction of the individual contributions ofthe isotopes 235U, 238U, 239Pu and 241Pu to the total flux. To do this, we built a Monte Carlo simulations to evaluate the intrinsic energy resolution of a possible detector of the Neutrinos Angra Project. Final1y, we analyzed the simulated data using models found in article and propose a new model in an attempt to berrer adjust our data / Mestrado / Física das Particulas Elementares e Campos / Mestre em Física