Modelagem Computacional do Laboratório de Calibração de Monitores Gama do Exército Brasileiro Usando o Código MCNP
DOI:
https://doi.org/10.15392/2319-0612.2025.2804Palavras-chave:
Radiação Gama, Calibração, Equivalente de Dose Ambiente, Simulação em Monte CarloResumo
A responsabilidade do Exército Brasileiro pelas operações de defesa nuclear, conforme definido na Política Nacional de Defesa e no Plano Estratégico do Exército, levou a avanços neste campo, como o estabelecimento do Laboratório de Calibração de Monitores Gama (LCG) no Instituto de Defesa Química, Biológica, Radiológica e Nuclear (IDQBRN) dentro do Centro Tecnológico do Exército Brasileiro (CTEx). O LCG calibra monitores de radiação para tropas em operações de defesa e emergências. Ele garantiu a acreditação pelo Comitê de Avaliação de Serviços de Ensaios e Calibração (CASEC) e está atualmente buscando a certificação do Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO) para aprimorar suas capacidades de calibração no campo do Cs-137 para proteção radiológica. Todas as atividades devem aderir aos padrões ABNT NBR relevantes. O objetivo principal deste artigo é desenvolver um modelo computacional do LCG que integra o sistema de irradiação, utilizando o código de transporte de radiação Monte Carlo N-Particle (MCNP). Este modelo será inicialmente empregado para avaliar a radiação espalhada e permanecerá disponível para futuras aplicações e testes. Esta simulação foi realizada usando o MCNP5, o editor de arquivos de entrada gráfico (VISED) foi usado para verificar a geometria definida. A modelagem foi baseada em dados de construção e nas especificações dos equipamentos internos. O arquivo de entrada foi criado e utilizado no código, fornecendo o arquivo de saída com a dose ambiente equivalente normalizada por fóton emitido na fonte. Em seguida, o resultado foi ajustado para as atividades da fonte e convertido em uma taxa de dose. Todos os valores simulados foram menores que os experimentais, por exemplo, para a condição sem atenuação a 1 m, o valor simulado é 3,0816 mSv/h, enquanto o experimental é 3,1930 mSv/h.
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Referências
[1] SILVA, T.M.S.; AMORIM, A. S.; BALTHAR, M. C. V. et al. Commissioning of the Radiation Monitor Calibration Laboratory (LabCal) of IDQBRN for cesium-137 irradiation system. Brazilian Journal of Radiation Sciences, Rio de Janeiro, Brazil, v. 9, n. 3, p. 01-18, 2021. DOI: 10.15392/bjrs.v9i3.1702.
[2] NATIONAL NUCLEAR ENERGY COMMISSION - CNEN. CNEN NN 3.01 Standard. CNEN Resolution 323/24. Available at: https://www.gov.br/cnen/pt-br/acesso-rapido/normas/grupo-3/NormaCNENNN3.01.pdf Accessed on 01 Jun. 2024.
[3] BUREAU INTERNATIONAL DES POIDS ET MESURES – BIPM. Our Mission and Objectives. Available at: https://www.bipm.org/en/mission-objectives. Accessed on 01 Jun. 2024.
[4] BRAZILIAN ASSOCIATION OF TECHNICAL STANDARDS - ABNT. ABNT NBR ISO/IEC 17025:2017. General requirements for the competence of testing and calibration laboratories. 3rd Edition. 2017.
[5] BRAZILIAN ASSOCIATION OF TECHNICAL STANDARDS - ABNT. ABNT NBR ISO 4037-1:2020. Radiological protection — Reference X and gamma radiation for the calibration of dosimeters and dose rate meters, and for determining their responses as a function of photon energy - Part 1: Characteristics of the radiations and methods of production. 2nd edition. 2020.
[6] BRAZILIAN ASSOCIATION OF TECHNICAL STANDARDS - ABNT. ABNT NBR ISO 4037-2:2021. Radiological protection - Reference X and gamma radiation for the calibration of dosimeters and dose and dose rate meters, and for determining their responses as a function of photon energy - Part 2: Dosimetry for radiological protection in the energy ranges of 8 keV to 1.3 MeV and 4 MeV to 9 MeV. 1st Edition. 2021.
[7] BRAZILIAN ASSOCIATION OF TECHNICAL STANDARDS - ABNT. ABNT NBR ISO 4037-3:2020. Radiological protection — Reference X and gamma radiation for the calibration of dosimeters and dose and dose rate meters, and for determining their responses as a function of photon energy - Part 3: Calibration of area and personal dosimeters. 1st Edition. 2020.
[8] SWEEZY, J.E., BOOTH, T. E., BROWN, F. B. et al. MCNP - A General Monte Carlo N-Particle Transport Code, Version 5, v 1-3: User's Guide. Los Alamos National Laboratory. Los Alamos, NM, USA. April 2003. Available at: https://mcnp.lanl.gov/manual.html. Accessed on 20 Set. 2024.
[9] INTERNATIONAL COMMISSION ON RADIOLOGICAL PROTECTION. ICRP Publication 74. Conversion Coefficients for use in Radiological Protection against External Radiation. 1996. Ann. ICRP 26 (3-4).
[10] PIRCHIO, R.; LINDNER, C.; MOLINA, L. et al. Calibration of radioprotection instruments and calibrated irradiation: characterization of gamma beam of sup Cs-137 and sup Co-60. In: PROCEEDINGS OF THE INTERNATIONAL CONGRESS OF THE INTERNATIONAL RADIATION PROTECTION ASSOCIATION (IRPA): STRENGTHENING RADIATION PROTECTION WORLDWIDE (IRPA 12) SAR. 2008. Anais... Buenos Aires (Argentina), 19-24 Oct 2008. Available at: https://inis.iaea.org/records/h1v1e-3w226 . Accessed on: 12 jan 2025. Accessed on: 12 jan 2025.
[11] YOSHIZUMI, M. T.; YORIYAZ, H.; CALDAS, L. V. Backscattered radiation into a transmission ionization chamber: Measurement and monte carlo simulation. Applied Radiation and Isotopes, v. 68, n. 4, p. 586–588, 2010. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2009.10.015
[12] SILVA, T.M.S. Estudo Dosimétrico em Césio-137 do Laboratório de Calibração de Monitores de Radiação (Labcal) do IDQBRN: Caracterização e Otimização. Master Tesis. Military Institute of Engineering. Rio de Janeiro, 2021.
[13] SALGADO, C.M.; BRANDÃO, L.E.B; SCHIRRU, R. et al. Validation of a NaI(Tl) detector's model developed with MCNP-X code. Progress in Nuclear Energy, v. 59, p. 19-25, 2012. https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2012.03.006.
[14] STUDENSKI, M. T.; HAVERLAND, N. P.; KEARFOTT, K. J. Simulation, Design, and Construction of a 137Cs Irradiation Facility. Health Physics. v 92(5), p S78-S86, 2007. DOI: 10.1097/01.HP.0000253943.69777.a9.
[15] ECKERT & ZIEGLER, NUCLITEC. Sealed Radiation Sources - Product Information. Rev. 07/2009. Available at: www.nuclitec.de. Acess in 20 Set. 2024.
[16] LABORATOIRE NATIONAL HENRI BECQUEREL. Nucléide – Lara on Web. Cs-137 - Decay data. Available at: http://www.lnhb.fr/Laraweb/. Accessed on 20 Set. 2024.
[17] MCCONN, R.J, GESH Jr, C.J., PAGH, R.T. et al. Compendium of Material Composition Data for Radiation Transport Modeling. Pacific Northwest National Laboratory. Revision 1. Richland, Washington. 2011. Available at: https://www.pnnl.gov/main/publications/external/technical_reports/pnnl-15870rev1.pdf Acess in 20 Set. 2024.
[18] JOINT COMMITTEE FOR GUIDES IN METROLOGY, BIPM. International Vocabulary of Metrology (VIM). Basic and general concepts and associated terms - JCGM 200:2012. 3rd Edition. Available at: https://www.bipm.org/documents/20126/2071204/JCGM_200_2012.pdf. Acess in 20 Set. 2024.
[19] SILVA, T.; CURZIO, R.; MARQUES, G. et al. Expression of Measurement Uncertainty Associated with Dosimetry and Calibrations of Measurement Instruments (Direct Reading) in Radioprotection in the Gamma Calibration Laboratory (LCG) of IDQBRN. In: National Week of Nuclear and Energy Engineering and Radiation Sciences – VII SENCIR. 12 nov 2024. Anais...Belo Horizonte (MG) UFMG, 2024: Even3. Available at: https//www.even3.com.br/anais/vii-sencir-semana-nacional-de-engenharia-nuclear-e-da-energia-e-ciencias-das-radiacoes-449507/911713-EXPRESSAO-DAS-INCERTEZAS-DE-MEDICAO-ASSOCIADAS-A-DOSIMETRIA-E-AS-CALIBRACOES-DE-INSTRUMENTOS-DE-MEDICAO-(LEITURA-. Accessed on: 12 jan 2025.
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