1. PRACTICAS DE FISICA NUCLEAR
EN EL REACTOR NUCLEAR RP0
AGUSTIN ZÚÑIGA, ALBERTO SALAZAR,
JOSÉ FÉLIX, FERNANDO RAMOS
Instituto Peruano de Energía Nuclear
San Borja, Junio 2012
2. DETERMINACIÓN DEL PERIODO
1. Preparación de muestra
2. Irradiación de la muestra en el reactor RP0
3. Medición de la radiactividad
1. Utilizando cadena GM
2. Utilizando modo MCS del multicanal
4. Representar gráficamente los contajes por unidad de
tiempo
5. Ajustar a la función de decaimiento y
6. Determinar el periodo y su incertidumbre.
7. Discutir el resultado
2 LAB1 PERIODO A. ZUÑIGA
3. 1. Preparación de la muestra
Utilizar de preferencia un material cuyo radioisótopo
producido en el reactor por la reacción (n, g) tenga un
periodo corto como para ser visto en el laboratorio que dura
2 horas.
Preparar la hojuela y ponerla en un sobre identificando el
nombre.
Poner las hojuelas dentro del can a ser enviado por el sistema
neumático.
Entregar al operador del reactor el can debidamente
identificado
3 LAB1 PERIODO A. ZUÑIGA
4. 2. Irradiación de la muestra en el
reactor RP0
Potencia, 1W
Posicionamiento en el tubo neumático
Tiempo de irradiación: 1 hora
La muestra es entregada por el oficial de radioprotección.
Se retiran las hojuelas y se ubican en un blindaje
Se anotan:
Corriente de marcha
Potencia
Tiempo de irradiación
Hora d e inicio y fin de la irradiación
Actividad del portamuestra
4 LAB1 PERIODO A. ZUÑIGA
5. 2. Irradiación de Muestra en el RP0
Preparar las muestras en el can
Enviar la muestra a la
posición de irradiación en
el núcleo
5 LAB1 PERIODO A. ZUÑIGA
6. 3. Medición de la radiactividad
Se identifica la hojuela irradiada
Se posiciona en el lugar de medición
Se definen los tiempos de medición
Se registran los contajes y el tiempo
Puede ser unos cincuenta datos en el sistema de GM
Si se utiliza el MCA, definir convenientemente el tiempo por
canal.
Si no hay posibilidad de transferir a la PC entonces pasar los
datos del MCA en intervalos convenientes. (puedes ser un
dato cada 10 canales), un total de unos 100 puntos.
6 LAB1 PERIODO A. ZUÑIGA
7. Utilizando el Sistema GM
Prefijar el
tiempo de
colección
Registrar
los contajes
Poner el voltaje de trabajo
7 LAB1 PERIODO A. ZUÑIGA
9. 4. Representación Contajes versus
Tiempo
Periodo Muestra M1-LAB1
11.300
11.200
y = -0.011x + 11.209
R² = 0.9905
11.100
11.000
Contaje ln (CPM) (1/min)
10.900 CPM
10.800 Lineal (CPM)
10.700
10.600
10.500
10.400
10.300
0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00
Tiempo (min)
9 LAB1 PERIODO A. ZUÑIGA
10. 4. Representación de los Contajes
versus Tiempo
Periodo Muestra M1-LAB1
80000
70000
y = 73782e-0.011x
60000 R² = 0.9905
Contaje, CPM (1/min)
50000
40000
CPM
Exponencial (CPM)
30000
20000
10000
0
0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00
Tiempo (min)
10 LAB1 PERIODO A. ZUÑIGA
11. Utilizando el Sistema MCA - MCS
Poner
fuente en
el blindaje
Establecer
condiciones
de trabajo
Establecer modo
MCS y COLLECT Seguir la
operatividad
LAB1 PERIODO
Establecer tiempo por canal
11 A. ZUÑIGA
13. 4. Representación del Contaje versus
Tiempo
Determinación del Periodo
Muestra (M1-LAB1)
90000
80000
70000
y = 81090e-0.012x
60000
Contaje, CPM (1/min)
R² = 0.9944
50000
40000
CPM Exponencial (CPM)
30000
20000
10000
0
0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00
Tiempo (min)
13 LAB1 PERIODO A. ZUÑIGA
14. 4. Representación Logarítmica del
Contaje versus Tiempo
Representación de Ln (CPM)
11.40
11.20
y = -0.0121x + 11.303
Contaje Logaritmico, LN(CPM)
11.00
R² = 0.9944
10.80
Ln (CPM)
Lineal (Ln (CPM))
10.60
10.40
10.20
0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00
Tiempo (min)
14 LAB1 PERIODO A. ZUÑIGA
15. 5 y 6. Determinación Del Periodo
Desde la ecuación del decaimiento:
− λt
C (t ) = C (0)e T1/ 2 = ln( 2 )
λ
Desde el ajuste :
SISTEMA GM SISTEMA MCA
y = 73782e-0.011x R² = 0.9905 y = 81090e-0.012x , R² = 0.9944
T1/ 2 = ln( 2 )
0.011 = 63.01 min T1/ 2 = ln( 2 )
0.012 = 57.77 min
15 LAB1 PERIODO A. ZUÑIGA
16. 5 y 6. Determinación Del Periodo
Desde la ecuación del decaimiento logarítmica:
ln(C (t )) = ln(C (0)) − λt T1/ 2 = ln( 2 )
λ
Desde el ajuste :
SISTEMA GM SISTEMA MCA
y = -0.011x + 11.209, R² = 0.9905 y = -0.0121x + 11.303 ,R² = 0.9944
T1/ 2 = ln( 2 )
0.011 = 63.01 min T1/ 2 = ln( 2 )
0.0121 = 57.28 min
16 LAB1 PERIODO A. ZUÑIGA
17. 7. Tareas para los Alumnos
1. Hacer la representación de los contajes versus el tiempo considerando
las incertidumbres de cada punto. (Tomar en cuenta el fondo).
2. Hacer el ajuste a la exponencial considerando el item (1)
3. Hacer el ajuste a la función logarítmica.
4. Expresar el mejor resultado del periodo y estimar su incertidumbre.
1. Sugerencia: Tomar como modelo a la ecuación de decaimiento
radiactivo; y también a la ecuación logarítmica.
5. Descubrir qué radioisótopo es la muestra incógnita?. Discutir los
resultados comparando con el valor de alguna referencia de constantes
nucleares tal como Lederer. ¿Porqué habría la discrepancia?
6. ¿Qué métodos se utilizan para determinar estos periodos o
constantes de decaimiento?.
17 LAB1 PERIODO A. ZUÑIGA
18. Herramientas
SOFTWARES:
Matemathica, Matlab, Origin, Multitab (no usar Excel)
TEXTOS:
Bevington, Data Analysis.
Knoll G. F., Radiation Detection and Measurements.
Evans, D., Nucleus
Lederer M. C., Eds., Table of Isotopes.
En INTERNET encontrar Table of Isotopes.
Notas del profesor.
ORTEC y CAMBERRA (Buscar en Internet)
18 LAB1 PERIODO A. ZUÑIGA
19. Alumnos FC - UNFV
1. Miguel Usuriaga. usuriaga-idones@hotmail.com
2. Soto Solis. jassden01@hotmail.com
3. Orihuela Chipana. harjack23@hotmail.com
4. Chavez García. dinone10@hotmail.com
5. Camacho Núñez. Manuel.camacho88@hotmail.com
6. Edgar Huayra.Yuberth-022@hotmail.com
7. Rojas Haneco. Jhodaim-zat@hotmail.com
8. Palomino Núñez. lmnp100@hotmail.com
San Borja, 19 de junio de 2012
19 LAB1 PERIODO A. ZUÑIGA