Os neutrões, sendo uma radiação não ionizante, não são detectados diretamente, mas através dos produtos de reacção em materiais conversores. Apenas alguns isótopos podem ser utilizados para esse fim, sendo o ³He o mais comum. No entanto, a escassez de ³He resultou numa mudança de paradigma, e há hoje uma necessidade generalizada de detectores de neutrões sensíveis à posição (PSND, da sigla em inglês) sem ³He e com desempenho optimizado para aplicações vão da física nuclear à segurança. A European Spallation Source (ESS), actualmente em construção, é um excelente exemplo e um impulsionador desta necessidade, pois os PSNDs de alto desempenho serão essenciais para se a exploração plena do seu potencial.

O ¹⁰B é uma das alternativas mais promissoras ao ³He. No entanto, a eficiência máxima de detecção obtida com uma única camada de um conversor sólido de neutrões como o ¹⁰B₄C é de apenas cerca de 5%. Como solução, a equipa da LIP propôs um novo conceito de detector baseado em RPCs revestidas com ¹⁰B₄C, que aproveita a configuração natural em camadas das RPCs. A viabilidade do conceito foi demonstrada com sucesso e o trabalho desenvolvido no LIP está agora integrado no projeto de investigação Horizonte-2020 da UE, Ciência e Inovação com Neutrões na Europa em 2020 (SINE2020).

Nossos estudos demonstram que as RPCs de ¹⁰B possibilitam uma combinação única de características: elevada resolução espacial (FWHM <250 μm) e temporal (abaixo do nanosegundo), alta eficiência de detecção (> 50%), boa modularidade de desenho, escalabilidade, robustez e baixo preço por unidade de área. Para tornar estes detectores uma tecnologia competitiva para futuras aplicações, os objetivos no futuro próximo são aumentar a taxa de contagem já demostrada (~ 10³ Hz/cm2) em duas ordens de grandeza e demonstrar a obter um factor de rejeição neutrões/gamas melhor que 10⁵.

Responsável de Grupo:  

Luís Margato

margato@coimbra.lip.pt