DOSIMETRIA DE NEUTRONS PARA DETERMINAR A
IDADE ATRAVÉS DO MÉTODO DE TRAÇOS DE FISSÃO
Soares1, C. J., Tello, C. A. S., Dias, A. N. C., Novaes, F. P. Oliveira, R.D, Selmini M.C, Ana Maria Osório Araya Balan.
UNESP-Departamento de Física, Química, e Biologia - Presidente Prudente
[email protected]; [email protected]
1. Introdução
Alguns minerais contêm urânio como impureza, na
ordem de algumas p.p.m. O U-238, isótopo mais
abundante do urânio natural, tem uma certa
probabilidade de fissionar espontaneamente, o que
produz um desarranjo na estrutura cristalina do mineral
devido à grande energia, massa e carga de seus
fragmentos de fissão. Esta região chama-se traço latente
e fica registrada no mineral durante sua história
geológica.
Para que se possa realizar a datação, é necessária
uma irradiação em um reator nuclear para induzir as
fissões do U235 (235U + nêutron) por nêutrons térmicos.
Neste caso, a irradiação destas amostras deve ser
realizada juntamente com um vidro dopado com urânio.
Com isto pode-se obter a quantidade de nêutrons
recebidos. Ou seja, com este vidro obtemos a dosimetria
de nêutrons. Para obter a razão Th/U, também é
colocado um filme fino de tório.
A equação da idade é dada por:
(ρS ρI ) λ
T = ln 1 + 238
λ
(ε
ε I ) λF
1
RM
C238
(1)
onde:
ρS (I) é a densidade de traços fósseis (Induzidos)
λ é a constante de decaimento alfa do U-238
λf é a constante de decaimento por fissão espontânea do
U-238
C238 é a concentração isotópica do U-238
ε (ε238 ) é um fator de eficiência que representa a razão
entre o número de traços de fissão induzida
(espontânea), observados por unidade de superfície e o
número de fissões induzidas (espontâneas) ocorridas
dentro do mineral, por unidade de volume.
Por outro lado temos que:
RM = RU +
N Th
RTh
NU
( 2)
Consideramos o valor de Rm igual ao de RU
ρV
RU = V U V
NU ε
(3)
Na equação (3), ρV U é a densidade de traços
induzidos na mica acoplada aos vidros dopados com
urânio (CN-1 e CN-5) e NV U εV é um fator de calibração
obtido usando filmes de urânio natural [1].
2. Procedimentos Experimentais
A figura 1(a e b) ilustra as acoplagens das micas ao
vidro dopado com urânio e ao filme de tório,
respectivamente.
Na figura 2, mostramos a montagem para a
irradiação. Nelas estão acopladas as amostras e os
dosímetros devidamente posicionado.
Figura 1. Acoplagem das micas aos vidros dopados
com urânio (a) e ao filme fino de Tório (b).
Figura 2 . Montagem para irradiação de amostras
para datação.
3. Resultados
Os valores das densidades obtidas nas micas
acopladas aos vidros dopados com urânio, presentes na
extremidade da montagem (A e B), são estatisticamente
compatíveis, ou seja, (4,7 ± 0,16) x 105 em A e (4,6 ±
0,15) x 105 em B. Isto implica que a quantidade de
nêutrons térmicos, que chega a montagem durante a
irradiação, é uniforme. Ou seja, não há gradiente no
fluxo de nêutrons. Quando há gradiente temos que fazer
uma correção das densidades.
4. Conclusões
Caso exista um gradiente do fluxo de nêutrons, a
montagem receberia nêutrons térmicos e epitérmicos.
Estes últimos podem fissionar os núcleos de Th das
amostras. Neste caso as densidades deveriam ser
corrigidas.
5. Referências
[1] Iunes, P.J., G. Bigazzi, J.C. Hadler N., C.A. Tello S.,
S. Guedes O., S.R. Paulo, M.L. Balestrieri, P. Norelli,
M. Oddone, A. M. Osório A. and A. Zuñiga G. (2002b).
Radiation Measurements, 35: 195-201.
Agradecimentos
Os autores agradecem a FAPESP pelo apoio e
suporte financeiro.
1 Aluno de IC -Bolsista FAPESP (Proc. 05/56322-0)