Monte-Carlo modelization of a thermal neutron detector based on a 6LiF-deposited silicon semiconductor using LabVIEW

Abstract

The detection of neutrons has never been an easy task, and the simulation of such detectors isn't either. Current state-of-the-art codes can't appropriately define the behaviour of low-energy particles, and often their results prove imprecise when faced with the experimental confront. At the LEMRAP group, part of the INFN in Rome, we've developed a new kind of low-energy neutron detector, but there's a need to have a precise knowledge of the setup under which such detector must be assembled. This creates the need to program a model able to accurately describe the behaviour of thermal neutrons inside the instrument and hence allow us to optimise its characteristics. Simulations regarding similar setups can be found in the literature, but none of them is sufficiently coincidental with the theory. With the use of Labview I attempt to create a software that will allow us to further study this detector and improve its features in the future.

La detección de neutrones no ha sido nunca una tarea fácil, y por consiguiente su simulación tampoco. Los códigos de programación actuales no pueden aproximar de forma precisa el comportamiento de las partículas en el régimen de baja energía, hecho que provoca una imprecisión en los resultados una vez confrontados con las medidas experimentales. En el grupo LEMRAP, del INFN de Roma, hemos desarrollado un nuevo tipo de detector de neutrones de baja energia, pero necesitamos encontrar con precisión la configuración óptima con la que construirlo. Eso requiere un programa que modelice de modo preciso el comportamiento de los neutrones térmicos en el instrumento y que nos permita por lo tanto optimizar sus características. Las simulaciones con sistemas similares se pueden encontrar en la literatura, pero ninguno de ellos es suficientemente coincidente con la teoría. Mediante Labview mi objetivo es el de conseguir programar ese software que nos permitirá estudiar el detector y mejorar sus capacidades en el futuro.

La detecció de neutrons mai no ha estat una feina trivial, i simular-los tampoc no ho és. Els codis actuals de simulació no poden definir de manera apropiada el comportament de les partícules a baixa energia, fet que comporta que els resultats siguin poc precisos en comparació als experiments. En el grup LEMRAP, de l'INFN de Roma, hem desenvolupat un nou model de detector per a neutrons tèrmics, però cal precisar la configuració òptima per assemblar-lo. Això provoca la necessitat d'un programa que pugui simular de manera molt exacta el comportament de les partícules dins de l'instrument. Models similars al que es proposa es poden trobar en la literatura, però cap d'ells s'ajusta a la teoria. Mitjançant Labview pretenc crear un software que ens permeti estudiar aquest detector, trobar-ne el punt òptim de treball i permetre'ns millorar-lo en un futur.