Produção de partículas secundárias em reações de “spallation” induzidas por prótons

Abstract

Cosmic radiation has been identi ed as one of the main hazard to crew, aircraft and sensitive equipments involved in long-term missions and even high-altitude commercial ights. Generally, shields are used in spatial units to avoid excessive exposure, by holding the incident radiation. Unfortunatelly, shielding in space is problematic, especially when high-energy cosmic particles are considered, due to the production of large number of secondary particles, mainly neutrons, protons and alpha particles, caused by spallation reactions and quasi-elastic processes of the corpuscular radiation with the shield. Good parameters for checking the secondary particle production at target material are diferential cross section and energy deposited in the shield. Addition experiments, some computer codes based on Monte Carlo method show themselves a suitable tool to calculate shield parameters, due to have evaluated nuclear data libraries implemented on the algorithm. In view of this, the aim of this work is determining the parameters evaluated in shielding materials, by using MCNPX code, who shows good agreement with experimental data from literature. Among the materials, Aluminium had lower emission and production of secondary particles

A radiação cósmica tem sido identificada como um dos principais riscos a tripulações, aeronaves e equipamentos eletrônicos sensíveis envolvidos em missões espaciais de longa duração e até mesmo, em vôos comerciais em altas altitudes. Geralmente, a exposi ção excessiva e evitada com a utilização de escudos, os quais visam reter a radiação incidente. Infelizmente, a blindagem no espaço é problemática, especialmente quando particulas cósmicas de alta energia são consideradas, devido à extensa produção de partículas secundárias, principalmente nêutrons, prótons e partículas alfa, causada por reações de spallation e processos quase-elásticos da radiação corpuscular com o escudo. Bons parâmetros para avaliar a produção e emissão de partículas no material-alvo são a seção de choque diferencial e a energia depositada no escudo. Além de métodos experimentais utilizados para determinar estes parâmetros, alguns códigos computacionais baseados no método de Monte Carlo mostraram-se uma ferramenta adequada para calculá-los, devido ao fato de possuirem bibliotecas de dados nucleares avaliadas e uma extensão de modelos nucleares implementados em seu algoritmo. Em vista disso, o objetivo deste trabalho e determinar os parâmetros avaliados em materiais comumente utilizados na blindagem de aeronaves, utilizando o código MCPNX, que apresenta alto grau de concordância com dados experimentais preexistentes na literatura. Dentre os materiais, o Alumínio apresentou menor energia depositada e menor emissão de partículas secundárias