Experimento computacional para produção de feixes neutrônicos monoenergéticos gerados a partir de prótons de um acelerador tipo cíclotron

Abstract

Aceleradores tipo cíclotron são capazes de acelerar prótons até 18 MeV e dêuterons até 9 MeV. Estes aceleradores são utilizados para a produção de radiofármacos, porém alguns possuem um canal experimental voltado à pesquisa. Diante disso, foi de interesse desse trabalho o estudo da viabilidade de implementação do feixe neutrônico a partir desse canal experimental, visto que demais fontes geradoras de nêutrons não são capazes de fornecer um fluxo contínuo e uniforme de nêutrons. Logo, foi realizado uma simulação computacional com o código GEANT4 versão 10.0.1.p03 utilizando como dados características desse acelerador; feixe primário de prótons, energia em MeV e adotado como alvo o Berílio-9, o qual possui uma espessura de 2,5 mm. Os nêutrons gerados foram medidos a uma distância de 50 cm e sob os ângulos de 0º, 15º, 30º, 45º, 60º, 70º e 90º em relação ao feixe incidente. O exemplo foi baseado em estudos experimentais e validado através do método estatístico T pareado como descrito em literatura. Dessa forma, este trabalho resultou na afirmação de que é possível implementar um feixe neutrônico monoenergético a partir de um canal experimental do acelerador cíclotron.