Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-05-04T18:18:43Z No. of bitstreams: 1 tonyigordornelas.pdf: 3083272 bytes, checksum: d1e7f6ebbbddea2d63bce105ffc90967 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-06-07T15:37:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tonyigordornelas.pdf: 3083272 bytes, checksum: d1e7f6ebbbddea2d63bce105ffc90967 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-07T15:37:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tonyigordornelas.pdf: 3083272 bytes, checksum: d1e7f6ebbbddea2d63bce105ffc90967 (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / O Projeto Neutrinos-Angra tem como proposta fundamental o desenvolvimento de um detector de anti-neutrinos com o objetivo de medir a potência dissipada de reatores nucleares, em particular, o da usina Angra II, localizada em Angra dos Reis, Rio de Janeiro. O detector, em fase de teste, é composto de uma caixa de formato aproximadamente cúbico capaz de comportar uma tonelada de água, equipada com 48 sensores (fotomultiplicadores). Este detector é composto fundamentalmente de dois módulos, um dedicado à detecção de antineutrinos (chamado de detector alvo) e outro dedicado à detecção de partículas que representam ruído de fundo (chamado de sistema de VETO). Cada sensor é equipado com uma eletrônica de leitura dedicada e um sistema de digitalização de sinal. Estes sinais digitalizados devem passar por algoritmos de seleção para então serem armazenados para análises futuras. A Dissertação aqui referida trata da implementação de um sistema de medidas para caracterização do sensor e da eletrônicas de leitura do Projeto Neutrinos-Angra. As medidas de caracterização realizadas em laboratório serão mostradas junto a uma análise feita com dados coletados a partir do detector alvo, usando raios cósmicos para um primeiro estudo do detector e de seu sistema de leitura integrado. / The Neutrinos-Angra project aims at developing an anti-neutrino detector where the main proposal is to measure the dissipated power of nuclear reactors, in particular, the reactor of Angra II, located in Angra do Reis, Rio de Janeiro. The detector, which is in commissioning phase, comprises a box of around 1 cubic meter of water and it is surrounded by 48 sensor (photo-multipliers). This detector is basically composed by two modules, the inner one (the target) is designed to detect antineutrinos. The outer detector aims at detecting the background noise (the VETO system). Each sensor comprises a customized readout electronics and a signal digitizer system. The digitized signals are processed by an online event selector system in order to store only relevant information. The work described here aims at implementing an environment to commissioning the Neutrinos-Angra sensor’s and its readout electronics. The results of the main test will be described together with the analysis performed using real data acquired with the central detector, but using cosmic rays. Therefore, it allowed a first integration test of the detector and its readout electronics.

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

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-03-31T11:02:02Z No. of bitstreams: 1 tiagoaraujoalvarenga.pdf: 1818159 bytes, checksum: 57d4c9e47aceef252cc9514841d2b15d (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-04-24T02:55:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tiagoaraujoalvarenga.pdf: 1818159 bytes, checksum: 57d4c9e47aceef252cc9514841d2b15d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-24T02:55:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tiagoaraujoalvarenga.pdf: 1818159 bytes, checksum: 57d4c9e47aceef252cc9514841d2b15d (MD5) Previous issue date: 2013-08-29 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O Projeto Neutrinos Angra tem como objetivo o desenvolvimento de um detector compacto e de superfície, capaz de medir o fluxo de antineutrinos provenientes de reatores nucleares. Esta técnica possibilita o monitoramento da potência térmica instantânea dissipada de forma não invasiva e de maneira independente dos equipamentos de controle do reator. O projeto prevê a instalação deste detector a aproximadamente 25 m do núcleo do reator Angra II em Angra dos Reis - RJ, ao lado da cúpula externa do sistema de proteção, bem como de um laboratório de controle e aquisição do experimento. O detector foi projetado para capturar fótons produzidos nos processos de interação de partículas em seu interior, principalmente por efeito Cherenkov. Os fótons gerados são convertidos em sinais elétricos através de tubos fotomultiplicadores. Os fótons capturados pelos tubos fotomultiplicadores produzem sinais elétricos que são amplificados e modelados pelo circuito de front-end. Após passarem pelo módulo de front-end os sinais são amostrados e digitalizados pelo módulo de aquisição do experimento NDAQ. O sinal digitalizado será então entregue a uma FPGA, onde poderá ser processado e armazenado em computadores locais. Apresenta-se neste trabalho um programa que usa como técnica principal o Método de Monte Carlo para simular os principais processos de interação de partículas que ocorrerão no interior do detector alvo do Projeto Neutrinos Angra. Esta simulação cobre desde as interações de partícula com a matéria, até o processo de digitalização dos sinais elétricos produzidos e da conversor analógico digital. O simulador de interação de partículas e de sinais elétricos foram desenvolvidos com o intuito de ajudar na concepção e no entendimento do funcionamento do detector e dos resultados que serão obtidos, assim como na elaboração de algoritmos de estimação e de detecção dos eventos de antineutrinos eletrônico emitidos pelo reator nuclear. / The Neutrinos Angra Project aims to develop a compact detector capable of measuring the antineutrinos flux coming from nuclear reactors. The detector is intended to work on the surface, at sea level. This measurement makes it possible to monitor the reactor’s thermal power in a non-invasive way and independently of the reactor’s control system. The project intends to install the detector to a distance of about 25 meters from the nuclear reactor’s core. The detector and its acquisition and control systems will be placed just outside of the Angra II Reactor, located in the city of Angra dos Reis – RJ, Brazil, inside a container. The detector has been designed to capture photons produced by Cherenkov effect. The detector will be equipped with a total of 48 Photomultipliers used to convert photons to electrical signals. Those signals will be amplified and shaped by a front-end circuitry before they are sent to the acquisition system of the experiment where they will be digitalized to be sent to a group of FPGAs. Once acquired by the FPGAs, the incoming signals can be further processed before being recorded into local computers. This work presents a software which makes use of Monte Carlo Techniques to simulate the main interaction processes occurring inside the target detector of the experiment. The implemented simulation covers from the particles interaction with matter up to the digitalization process occurring just before delivering the electrical signals to FPGAs. This software has been developed to help on the design conception of the detector and on understanding its operational characteristics in detail. The data generated by this software will be available to be employed on the development of estimation and detection algorithms intended to select the antineutrinos events and to estimate their energy.

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