Na presente dissertação, foi desenvolvido um equipamento para tomografia com nêutrons que está operacional e instalado no canal de irradiação 14 do Reator Nuclear de Pesquisas IEA-R1 do IPEN-CNEN/SP. As imagens apresentadas neste trabalho, são de objetos que foram selecionados de modo a realçarem uma das principais aplicações da técnica, que é o estudo de materiais hidrogenados mesmo se envoltos por espessa camada de alguns metais. Neste equipamento, uma tomografia completa pode ser obtida em 400 s, com uma resolução espacial máxima de 205 μm. Estas características são comparáveis às dos equipamentos mais desenvolvidos em operação em outros países, e propiciam imagens com qualidade suficiente para que sejam realizadas análises tanto qualitativas quanto quantitativas dos objetos inspecionados. A implementação da técnica da tomografia com nêutrons abre a possibilidade de novas linhas de pesquisa, pois disponibiliza uma nova ferramenta para inspeção de objetos, que fornece uma visão da sua estrutura interna, que nem sempre é possível por métodos de imageamento bidimensional. / In the work reported in this dissertation, a facility for neutron tomography was developed and installed at the irradiation channel #14 of the IEA-R1 nuclear research reactor of IPEN-CNEN/SP. Several selected objects were inspected, and the obtained images demonstrate the main characteristic of the present technique that is its capability to visualize hydrogenous rich substances. In such facility, a tomography can be obtained in 400 s with a spatial resolution of 205 μm, and the obtained images have sufficient quality to allow qualitative and quantitative analysis. These characteristics are very similar to the ones of the top facilities around the world, and the quality of the provided images are sufficient to allow qualitative and quantitative analysis of the inspected object. The implementation of the neutron tomography technique opens up the possibility of new research as it provides a new tool for inspection of objects, which provides a view of its internal structure, which is not always possible for two-dimensional imaging methods.

Neste trabalho foram utilizados dois equipamentos pelos quais se chega indiretamente ao valor da umidade do solo: o tensiômetro e a sonda de nêutrons. O enfoque dado foi o da avaliação da variabilidade de suas leituras em experimentos com planejamento convencional, para avaliar manejo de irrigação. O objetivo foi identificar em quais faixas de valores dessas leituras essa variabilidade se manifesta mais acentuadamente, e inferir, com base nos resultados, conseqüências para o manejo da irrigação. Essa avaliação foi realizada em dois experimentos de manejo de irrigação, na cultura do milho, nos municípios de Guaíra e Piracicaba, Estado de São Paulo. No experimento I (Guaíra) avaliou-se a variabilidade do potencial mátrico obtido com o tensiômetro em um Latossolo Roxo. Esse experimento contou de 3 tratamentos (trOOO: aplicação de metade da lâmina de água recomendada durante todo o ciclo da cultura; trOIO: aplicação da lâmina recomendada somente na fase II da cultura e metade nas fases I e III; e trIII: aplicação da lâmina recomendada durante todo o ciclo da cultura), com 4 repetições. Para cada parcela determinou-se o potencial mátrico de 0,10 a 1,00 m de profundidade, de 0,10 em 0,10 m. No experimento II (Piracicaba) avaliou-se a variabilidade da contagem relativa de nêutrons lentos em uma Terra Roxa Estruturada Latossólica. Neste caso, o experimento consistiu de 4 tratamentos (trbs: tratamento sem planta; trO, trl e tr2: três níveis de Nitrogênio aplicado em cobertura, respectivamente O, 75 e 150 kg/ha), com 3 repetições. Pelos resultados pôde-se concluir que: 1 - A variabilidade do potencial mátrico mostrou-se dependente do valor médio desse potencial sendo crescente da saturação até aproximadamente -50 kPa e decrescente desse valor até o potencial mátrico limite de funcionamento do tensiômetro. Considerando valores aproximados de potencial mátrico, a variabilidade foi baixa entre O e -15 kPa e -70 e -85 kPa, média entre -15 e -40 kPa e -60 e -70 kPa, e variou de média a alta entre -40 e -60 kPa. 2 - Em diversas situações, para as primeiras leituras realizadas após a ocorrência de irrigação ou precipitação pluvial, o potencial mátrico mostrou acréscimo considerável em sua variabilidade, o que só teria importância em termos práticos se o manejo da irrigação fosse baseado no avanço da frente de molhamento no solo. 3 - A variabilidade da contagem relativa de nêutrons lentos foi baixa, não se mostrando claramente dependente do valor dessa contagem. Fica evidenciada a maior estabilidade da sonda de nêutrons quando comparada às do tensiômetro, o que é explicado basicamente pelo maior volume de solo por ela amostrado, menos sujeitas a variações pontuais. 4 - Para os parâmetros analisados nos dois experimentos (potencial mátrico e contagem relativa de nêutrons lentos) foi possível identificar repetições que se mostraram excessivamente discrepantes da média para o ciclo da cultura, o que nos permite concluir que seria aconselhável a execução de experimentos que talvez contenham menos tratamentos, porém com um número maior de repetições, todas instrumentadas. / not available

Foi realizada a implantação de um laboratório para testes de detectores com radiação de nêutrons. Uma sala foi reformada e adaptada para ser o Laboratório de TestescomNêutrons(LTN) no subsolo do prédio do Laboratório de Calibração de Instrumentos do IPEN. Foi criada uma sala de controle do sistema de exposição e posicionamento da fonte e para o operador responsável pelos procedimentos de testes dos instrumentos. Foi desenvolvida uma blindagem adequada para a fonte de 241Am(Be), previamente calibrada no Laboratório Nacional de Metrologia das Radiações Ionizantes (LNMRI), num sistema padrão primário. Um arranjo de irradiação automatizado foi implantado, possibilitando a variação da distância fonte-detector por meio de um comando à distância por um painel eletrônico localizado na sala de controle. Os resultados obtidos do levantamento radiométrico permitiram avaliar as condições existentes no LTN e a sua classificação. Foi realizado um estudo de estabilidade a curto e a médio prazo da resposta de vários detectores de nêutrons, que apresentaram resultados dentro do limite recomendado pela norma internacional. A influência da radiação espalhada foi determinada por duas técnicas: Método de Monte Carlo e método experimental, com a utilização de um cone de sombra e um detector de radiação de nêutrons portátil calibrado no LNMRI. Alguns monitores portáteis foram testados no arranjo estabelecido. Dos resultados obtidos por meio da simulação foi possível concluir que a estrutura do LTN está em concordância com os resultados obtidos em outros laboratórios que oferecem o mesmoserviço. / A laboratory for testing of detectors with neutron radiation was established. A room was renovated and adapted for the Testing Laboratory with Neutrons (LTN). A control room was created for the exposure and positioning of the source system and for localization of the operator responsible for the testing procedures of the instruments. An adequate shielding was developed for the 241Am(Be) source, previously calibrated at the National Metrology Laboratory of Ionizing Radiation (LNMRI), using a primary standard system. The set-up of the automated irradiation was established for the variation of the source-detector distance through a remote control by an electronic panel located in the control room. A radiometric survey was undertaken to evaluate the conditions at LTN and its classification. A study of the short and medium-term stability of the response of various detectors was realized, and the results were within the international recommended limits. The influence of the scattered radiation was determined by two techniques: Monte Carlo method and experimentally using a shadow cone and a portable radiation detector calibrated at LNMRI. Some portable monitors were tested at the established set-up. From the results obtained through the simulation, It was shown that the LTN structure is in agreement with the results obtained in other laboratories that offer the same service.

Um dos parâmetros fundamentais da física de reatores é a curvatura do fluxo de nêutrons (Buckling) do núcleo do reator. Ele está relacionado com outros parâmetros importantes, tais como as taxas de reação, potencia de operação, queima de combustível, entre outros. Num reator crítico, o Buckling depende das características geométricas e de material do núcleo do reator. Este trabalho apresenta os resultados do Buckling experimental para o reator nuclear IPEN/MB-01 em sua configuração cilíndrica com 28 barras de combustível ao longo de seu diâmetro. O IPEN/MB-01 é um reator de potência zero projetado para operar em uma potência máxima nominal de 100 watts. É uma instalação nuclear versátil que permite a simulação de todas as características de um grande reator nuclear e ideal para este tipo de medição. Foi realizado um mapeamento do fluxo de nêutrons no interior do reator e, assim, determinado o Buckling total da configuração cilíndrica. O reator foi operado durante uma hora para cada experimento. Em seguida, a taxa de reação nuclear das varetas de combustível foram medidas por espectrometria gama em um detector de germânio hiper-puro (HPGe) que escaneou as varetas axial e radialmente. Foram analisados os fótons gama do 239Np ( 276,6 keV ), gerado a partir da captura de nêutrons epitérmicos e rápidos, e do 143Ce ( 293,3 keV ), gerado por fissão em ambos 238U e 235U, respectivamente. Foram analisadas as direções axial e radial. Outras medições foram realizadas com fios e folhas de ouro nas direções radial e axial do núcleo do reator. O Buckling total obtido a partir da média ponderada dos três métodos medidos é de 96,55 ± 7,47 m-2. Os objetivo dos valores experimentais obtidos é obter um conjunto de dados experimentais que permitam uma comparação direta com valores calculados pelos códigos de Física de Reatores CITATION e MCNP. / One of the key parameters in reactor physics is the Buckling of a reactor core. It is related to important parameters such as reaction rates, nuclear power operation, fuel burning, among others. In a critical reactor, the Buckling depends on the geometric and material characteristics of the reactor core. This work presents the results of experimental Buckling in the reactor IPEN/MB-01 nuclear reactor in its cylindrical configuration with 28 fuel rods along its diameter. The IPEN/MB-01 is a zero power reactor designed to operate at a maximum power of 100 watts, it is a versatile nuclear facility which allows the simulation of all the characteristics of a large nuclear power reactor and ideal for this type of measurement. We conducted a mapping of neutron flux inside the reactor and thereby determined the total Buckling of the cylindrical configuration. The reactor was operated for one hour. Then, the activity of the fuel rods was measured by gamma spectrometry on a rod scanner HPGe detector. We analyzed the gamma photons of the 239Np (276,6 keV) for neutron capture (n,γ) and the 143Ce (293,3 keV) for fission (n,f) on both 238U and 235U, respectively. We analyzed the axial and radial directions. Other measurements were performed using wires and gold foils in the radial and axial directions of the reactor core. The Buckling Total obtained from the three methods by weighted mean is 96,55 ± 7,47 m-2. The goal is to obtain experimental values of a set of experimental data to allow one direct comparison with values calculated by the codes used in reactor physics CITATION and MCNP.

Neste trabalho foram utilizados dois equipamentos pelos quais se chega indiretamente ao valor da umidade do solo: o tensiômetro e a sonda de nêutrons. O enfoque dado foi o da avaliação da variabilidade de suas leituras em experimentos com planejamento convencional, para avaliar manejo de irrigação. O objetivo foi identificar em quais faixas de valores dessas leituras essa variabilidade se manifesta mais acentuadamente, e inferir, com base nos resultados, conseqüências para o manejo da irrigação. Essa avaliação foi realizada em dois experimentos de manejo de irrigação, na cultura do milho, nos municípios de Guaíra e Piracicaba, Estado de São Paulo. No experimento I (Guaíra) avaliou-se a variabilidade do potencial mátrico obtido com o tensiômetro em um Latossolo Roxo. Esse experimento contou de 3 tratamentos (trOOO: aplicação de metade da lâmina de água recomendada durante todo o ciclo da cultura; trOIO: aplicação da lâmina recomendada somente na fase II da cultura e metade nas fases I e III; e trIII: aplicação da lâmina recomendada durante todo o ciclo da cultura), com 4 repetições. Para cada parcela determinou-se o potencial mátrico de 0,10 a 1,00 m de profundidade, de 0,10 em 0,10 m. No experimento II (Piracicaba) avaliou-se a variabilidade da contagem relativa de nêutrons lentos em uma Terra Roxa Estruturada Latossólica. Neste caso, o experimento consistiu de 4 tratamentos (trbs: tratamento sem planta; trO, trl e tr2: três níveis de Nitrogênio aplicado em cobertura, respectivamente O, 75 e 150 kg/ha), com 3 repetições. Pelos resultados pôde-se concluir que: 1 - A variabilidade do potencial mátrico mostrou-se dependente do valor médio desse potencial sendo crescente da saturação até aproximadamente -50 kPa e decrescente desse valor até o potencial mátrico limite de funcionamento do tensiômetro. Considerando valores aproximados de potencial mátrico, a variabilidade foi baixa entre O e -15 kPa e -70 e -85 kPa, média entre -15 e -40 kPa e -60 e -70 kPa, e variou de média a alta entre -40 e -60 kPa. 2 - Em diversas situações, para as primeiras leituras realizadas após a ocorrência de irrigação ou precipitação pluvial, o potencial mátrico mostrou acréscimo considerável em sua variabilidade, o que só teria importância em termos práticos se o manejo da irrigação fosse baseado no avanço da frente de molhamento no solo. 3 - A variabilidade da contagem relativa de nêutrons lentos foi baixa, não se mostrando claramente dependente do valor dessa contagem. Fica evidenciada a maior estabilidade da sonda de nêutrons quando comparada às do tensiômetro, o que é explicado basicamente pelo maior volume de solo por ela amostrado, menos sujeitas a variações pontuais. 4 - Para os parâmetros analisados nos dois experimentos (potencial mátrico e contagem relativa de nêutrons lentos) foi possível identificar repetições que se mostraram excessivamente discrepantes da média para o ciclo da cultura, o que nos permite concluir que seria aconselhável a execução de experimentos que talvez contenham menos tratamentos, porém com um número maior de repetições, todas instrumentadas. / not available

Made available in DSpace on 2018-09-11T12:26:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_12566_Tese Arthur Cavichini.pdf: 6651892 bytes, checksum: dd2320c816fb39d51a3c039d0b77f468 (MD5) Previous issue date: 2018-08-23 / Este trabalho investigou a estrutura magnética da perovskita dupla Ca2MnReO6 a partir de difração de nêutrons por pó. Até o presente trabalho, não havia estudos conclusivos acerca de sua estrutura magnética. Com o objetivo de esclarecer essa estrutura, amostras policristalinas desse composto foram produzidas em quantidades suficientes para realizar estudos de difração de nêutrons. Aproximadamente 10 g do composto foram sintetizados em lotes a partir de reação de estado sólido em um tubo de quartzo selado a vácuo. Medidas de difração de raios X constataram cristalinidade e qualidade dos lotes. Magnetização dc em 𝐻 = 0,1 T mostra uma transição paramagnética em 𝑇 = 121 K, uma frustração magnética na curva de magnetização ZFC e uma magnetização significante 𝑀 s 0,5𝜇𝐵/f.u em FC. O ajuste da Lei de Curie-Weiss na região paramagnético em 𝜒−1 teve como resultado 𝜃𝐶𝑊 = 70 K, indicando uma predominância de interações ferromagnéticas na rede. Histerese magnética ZFC em 𝑇 = 10 K mostrou que o composto apresenta um comportamento magnético duro e um 𝐻𝑐 = 4 T, indicando um acoplamento magneto-cristalino. O refinamento Rietveld dos espectros de difração de nêutrons frios em função da temperatura revelou que entre 75 K-120 K há uma expansão anômala do eixo 𝑏 e uma grande contração do parâmetro 𝑐 com o resfriamento, que podem estar relacionadas ao acoplamento magneto cristalino. A evolução dos momentos totais em função da temperatura mostrou que os seus valores chegam a zero próximo a 𝑇𝑐, e que acima de 𝑇 = 80 K há um aumento da componente ferromagnética do Mn. Refinamento Rietveld dos espectros de difração de nêutrons térmicos mostrou que não houve transição de fase estrutural do composto em função da temperatura. Como conclusão deste trabalho, foi determinado de forma inédita que e o grupo magnético 𝑃21/𝑛 descreve a rede magnética do composto Ca2MnReO6. Tal conclusão baseou-se em uma análise cristalográfica detalhada dos picos puramente magnéticos dos espectros de difração de nêutrons frios em 𝑇 = 2 K, utilizando o vetor de propagação ⃗𝑘 = (0,0,0). Além disso, verificou-se que as sub-redes magnéticas do Mn e Re apresentam um ordenamento AFM-A com vetores magnéticos [2,41(3),±0,8(3), 3,53(3)] e [−0,16(4), 0, 0,15(4)], respectivamente. Constatou-se também que o vetor magnético do Re faz um ângulo de 100º em relação ao vetor magnético do Mn em mesmo 𝑧, revelando uma relação de ortogonalidade entre eles. O acoplamento magnético ortogonal entre os momentos do Mn e Re indica a predominância de uma interações de troca (exchange) antissimétrica (Dzyaloshinskii-Moriya) em comparação a interações de troca simétricas (Heisenberg). Esse acoplamento caracteriza o composto como um isolante de Mott assistido por acoplamento spin-orbita (spin-orbit-assisted Mott insulator), similar ao observado em Iridatos.

Made available in DSpace on 2018-09-11T12:26:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_12566_Tese Arthur Cavichini.pdf: 6651892 bytes, checksum: dd2320c816fb39d51a3c039d0b77f468 (MD5) Previous issue date: 2018-08-23 / Este trabalho investigou a estrutura magnética da perovskita dupla Ca2MnReO6 a partir de difração de nêutrons por pó. Até o presente trabalho, não havia estudos conclusivos acerca de sua estrutura magnética. Com o objetivo de esclarecer essa estrutura, amostras policristalinas desse composto foram produzidas em quantidades suficientes para realizar estudos de difração de nêutrons. Aproximadamente 10 g do composto foram sintetizados em lotes a partir de reação de estado sólido em um tubo de quartzo selado a vácuo. Medidas de difração de raios X constataram cristalinidade e qualidade dos lotes. Magnetização dc em 𝐻 = 0,1 T mostra uma transição paramagnética em 𝑇 = 121 K, uma frustração magnética na curva de magnetização ZFC e uma magnetização significante 𝑀 s 0,5𝜇𝐵/f.u em FC. O ajuste da Lei de Curie-Weiss na região paramagnético em 𝜒−1 teve como resultado 𝜃𝐶𝑊 = 70 K, indicando uma predominância de interações ferromagnéticas na rede. Histerese magnética ZFC em 𝑇 = 10 K mostrou que o composto apresenta um comportamento magnético duro e um 𝐻𝑐 = 4 T, indicando um acoplamento magneto-cristalino. O refinamento Rietveld dos espectros de difração de nêutrons frios em função da temperatura revelou que entre 75 K-120 K há uma expansão anômala do eixo 𝑏 e uma grande contração do parâmetro 𝑐 com o resfriamento, que podem estar relacionadas ao acoplamento magneto cristalino. A evolução dos momentos totais em função da temperatura mostrou que os seus valores chegam a zero próximo a 𝑇𝑐, e que acima de 𝑇 = 80 K há um aumento da componente ferromagnética do Mn. Refinamento Rietveld dos espectros de difração de nêutrons térmicos mostrou que não houve transição de fase estrutural do composto em função da temperatura. Como conclusão deste trabalho, foi determinado de forma inédita que e o grupo magnético 𝑃21/𝑛 descreve a rede magnética do composto Ca2MnReO6. Tal conclusão baseou-se em uma análise cristalográfica detalhada dos picos puramente magnéticos dos espectros de difração de nêutrons frios em 𝑇 = 2 K, utilizando o vetor de propagação ⃗𝑘 = (0,0,0). Além disso, verificou-se que as sub-redes magnéticas do Mn e Re apresentam um ordenamento AFM-A com vetores magnéticos [2,41(3),±0,8(3), 3,53(3)] e [−0,16(4), 0, 0,15(4)], respectivamente. Constatou-se também que o vetor magnético do Re faz um ângulo de 100º em relação ao vetor magnético do Mn em mesmo 𝑧, revelando uma relação de ortogonalidade entre eles. O acoplamento magnético ortogonal entre os momentos do Mn e Re indica a predominância de uma interações de troca (exchange) antissimétrica (Dzyaloshinskii-Moriya) em comparação a interações de troca simétricas (Heisenberg). Esse acoplamento caracteriza o composto como um isolante de Mott assistido por acoplamento spin-orbita (spin-orbit-assisted Mott insulator), similar ao observado em Iridatos.

Foi realizada a implantação de um laboratório para testes de detectores com radiação de nêutrons. Uma sala foi reformada e adaptada para ser o Laboratório de TestescomNêutrons(LTN) no subsolo do prédio do Laboratório de Calibração de Instrumentos do IPEN. Foi criada uma sala de controle do sistema de exposição e posicionamento da fonte e para o operador responsável pelos procedimentos de testes dos instrumentos. Foi desenvolvida uma blindagem adequada para a fonte de 241Am(Be), previamente calibrada no Laboratório Nacional de Metrologia das Radiações Ionizantes (LNMRI), num sistema padrão primário. Um arranjo de irradiação automatizado foi implantado, possibilitando a variação da distância fonte-detector por meio de um comando à distância por um painel eletrônico localizado na sala de controle. Os resultados obtidos do levantamento radiométrico permitiram avaliar as condições existentes no LTN e a sua classificação. Foi realizado um estudo de estabilidade a curto e a médio prazo da resposta de vários detectores de nêutrons, que apresentaram resultados dentro do limite recomendado pela norma internacional. A influência da radiação espalhada foi determinada por duas técnicas: Método de Monte Carlo e método experimental, com a utilização de um cone de sombra e um detector de radiação de nêutrons portátil calibrado no LNMRI. Alguns monitores portáteis foram testados no arranjo estabelecido. Dos resultados obtidos por meio da simulação foi possível concluir que a estrutura do LTN está em concordância com os resultados obtidos em outros laboratórios que oferecem o mesmoserviço. / A laboratory for testing of detectors with neutron radiation was established. A room was renovated and adapted for the Testing Laboratory with Neutrons (LTN). A control room was created for the exposure and positioning of the source system and for localization of the operator responsible for the testing procedures of the instruments. An adequate shielding was developed for the 241Am(Be) source, previously calibrated at the National Metrology Laboratory of Ionizing Radiation (LNMRI), using a primary standard system. The set-up of the automated irradiation was established for the variation of the source-detector distance through a remote control by an electronic panel located in the control room. A radiometric survey was undertaken to evaluate the conditions at LTN and its classification. A study of the short and medium-term stability of the response of various detectors was realized, and the results were within the international recommended limits. The influence of the scattered radiation was determined by two techniques: Monte Carlo method and experimentally using a shadow cone and a portable radiation detector calibrated at LNMRI. Some portable monitors were tested at the established set-up. From the results obtained through the simulation, It was shown that the LTN structure is in agreement with the results obtained in other laboratories that offer the same service.

Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2017-04-26T11:46:01Z No. of bitstreams: 1 Dissertação mestrado ien 2017 Willian Vieira de Abreu.pdf: 3750943 bytes, checksum: aa43def40faa54d93e960561f7604e9b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-26T11:46:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação mestrado ien 2017 Willian Vieira de Abreu.pdf: 3750943 bytes, checksum: aa43def40faa54d93e960561f7604e9b (MD5) Previous issue date: 2017-02 / No presente estudo objetivou-se realizar a análise das equações da cinética espacial aplicada em reatores unidimensionais tipo slab visando utilização em reatores Accelerator-driven System (ADS). A princípio, as equações estacionárias de nêutrons foram discretizadas por diferenças finitas com o esquema centrado na malha e, então, colocadas na forma matricial, com o fim de se monitorar o valor do Keff. Posteriormente, esse parâmetro foi aplicado em códigos que resolvem as equações da cinética espacial unidimensional no reator de interesse, utilizando, como referência, o método de Euler Implícito. Além disso, também foi utilizado o método de de Runge-Kutta com o controle do passo no tempo, modificado com os parâmetros de Kaps-Rentrop e de Shampine. Para certificar a correta resolução das equações da cinética por parte dos códigos, realizou-se sua validação em um Benchmark conhecido, o BSS6, dividido em dois casos: A1 e A2. Em seguida, transientes de relevância em reatores ADS e com a presença de uma fonte externa foram simulados. Com estas simulações, foi possível verificar que os códigos desenvolvidos mostraram resultados coerentes com o Benchmark, o que possibilitou a simulação dos transientes planejados. Com relação aos transientes, o código que utilizou o método de Runge-Kutta se comportou adequadamente e apresentou erros relativos percentuais abaixo de 1%, tanto para o parâmetro de Kaps-Rentrop, quanto para o parâmetro de Shampine, quando comparados ao método de Euler Implícito. Ademais, os transientes simulados através do método Runge-Kutta, independente do parâmetro, em quase todos os casos, foram mais rápidos que aqueles do método de Euler Implícito. Por fim, a partir desses dados, conclui-se que o código com controle no passo tempo foi eficiente e pode reduzir o tempo de processamento em transientes mais complexos. / In this study, we aimed to analyze the equations of spatial kinetics applied in one-dimensional slab reactors for use in Accelerator-driven System (ADS) reactors. At first, the neutron stationary equations were discretized by finite differences with the mesh-centered scheme and, then, placed in the matrix form to monitor the Keff value. Subsequently, this parameter was applied in codes that solve the one-dimensional spatial kinetics equations in the reactor of interest, using as reference the Implicit Euler method. In addition, the Runge-Kutta method with time step control, modified with Kaps-Rentrop and Shampine parameters, was also used. In order to certify the correct resolution of the kinetic equations by the codes, their validation was performed in a known Benchmark, the BSS6, divided into two cases: A1 and A2. Thereafter, transients of relevance in ADS reactors and with the presence of an external source were simulated. With these simulations, it was possible to verify that the developed codes showed results consistent with the Benchmark, which allowed the simulation of the planned transients. Regarding the transients, the code which used the Runge-Kutta method behaved properly and presented a percentual deviation of less than 1, for both the Kaps-Rentrop and the Shampine parameters, when compared to the Implicit Euler method. In addition to that, the transients simulated through the Runge-Kutta method, independently from the parameter, in almost all cases, were faster than those which used the Implicit Euler method. Finally, from these data, it was possible to conclude that the code with control in the step time was efficient and can reduce the processing time in more complex transients.

Um dos parâmetros fundamentais da física de reatores é a curvatura do fluxo de nêutrons (Buckling) do núcleo do reator. Ele está relacionado com outros parâmetros importantes, tais como as taxas de reação, potencia de operação, queima de combustível, entre outros. Num reator crítico, o Buckling depende das características geométricas e de material do núcleo do reator. Este trabalho apresenta os resultados do Buckling experimental para o reator nuclear IPEN/MB-01 em sua configuração cilíndrica com 28 barras de combustível ao longo de seu diâmetro. O IPEN/MB-01 é um reator de potência zero projetado para operar em uma potência máxima nominal de 100 watts. É uma instalação nuclear versátil que permite a simulação de todas as características de um grande reator nuclear e ideal para este tipo de medição. Foi realizado um mapeamento do fluxo de nêutrons no interior do reator e, assim, determinado o Buckling total da configuração cilíndrica. O reator foi operado durante uma hora para cada experimento. Em seguida, a taxa de reação nuclear das varetas de combustível foram medidas por espectrometria gama em um detector de germânio hiper-puro (HPGe) que escaneou as varetas axial e radialmente. Foram analisados os fótons gama do 239Np ( 276,6 keV ), gerado a partir da captura de nêutrons epitérmicos e rápidos, e do 143Ce ( 293,3 keV ), gerado por fissão em ambos 238U e 235U, respectivamente. Foram analisadas as direções axial e radial. Outras medições foram realizadas com fios e folhas de ouro nas direções radial e axial do núcleo do reator. O Buckling total obtido a partir da média ponderada dos três métodos medidos é de 96,55 ± 7,47 m-2. Os objetivo dos valores experimentais obtidos é obter um conjunto de dados experimentais que permitam uma comparação direta com valores calculados pelos códigos de Física de Reatores CITATION e MCNP. / One of the key parameters in reactor physics is the Buckling of a reactor core. It is related to important parameters such as reaction rates, nuclear power operation, fuel burning, among others. In a critical reactor, the Buckling depends on the geometric and material characteristics of the reactor core. This work presents the results of experimental Buckling in the reactor IPEN/MB-01 nuclear reactor in its cylindrical configuration with 28 fuel rods along its diameter. The IPEN/MB-01 is a zero power reactor designed to operate at a maximum power of 100 watts, it is a versatile nuclear facility which allows the simulation of all the characteristics of a large nuclear power reactor and ideal for this type of measurement. We conducted a mapping of neutron flux inside the reactor and thereby determined the total Buckling of the cylindrical configuration. The reactor was operated for one hour. Then, the activity of the fuel rods was measured by gamma spectrometry on a rod scanner HPGe detector. We analyzed the gamma photons of the 239Np (276,6 keV) for neutron capture (n,γ) and the 143Ce (293,3 keV) for fission (n,f) on both 238U and 235U, respectively. We analyzed the axial and radial directions. Other measurements were performed using wires and gold foils in the radial and axial directions of the reactor core. The Buckling Total obtained from the three methods by weighted mean is 96,55 ± 7,47 m-2. The goal is to obtain experimental values of a set of experimental data to allow one direct comparison with values calculated by the codes used in reactor physics CITATION and MCNP.