Interface Geant4-TRIM para cálculo de danos da interação de nêutrons com a matéria

• Processo: 22/07328-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Geofísica
• Pesquisador responsável: Sandro Guedes de Oliveira
• Beneficiário: Ivan Prearo
• Instituição Sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Minerais Nêutrons Sumarização automática
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Criação de defeitos | minerais | neutrons | Termocronologia por traços de fissão

Resumo

A interação entre nêutrons e átomos de matéria é comumente estudada para aplicações como blindagens ou experimentos de eventos raros que a tomam como sinal de fundo. Um dos caminhos mais detalhados a se seguir é a simulação da irradiação de nêutrons nos materiais do estudo, quantificando o número e a energia das colisões nêutron-núcleo. Usa-se então o modelo Norgett-Robinson-Torrens (NRT), um método analítico para calcular rapidamente o número de vacâncias causadas em cada colisão e, portanto, no material como um todo. No entanto, o modelo NRT falta com informações de distribuição espacial desses defeitos, necessitando de estimativas separadas para a formação de uma figura mais realística da situação em casos de defeitos não-pontuais. Um cálculo mais detalhado pode ser realizado através de simulação de Monte Carlo, como a implementada no código Transport of Ions in Matter (TRIM). A desvantagem é que os cálculos são demorados e não há uma interface entre programas que calculam as interações dos nêutrons e o TRIM, que calcula as interações dos íons secundários gerados nestas interações. Utilizaremos as ferramentas disponibilizadas pela plataforma Geant4 para desenvolver um simulador de incidência de nêutrons que automaticamente invoca o TRIM que realizará simulações de átomos de recuo, calculando o número de vacâncias resultantes no lugar do modelo NRT. Criaremos um cenário a ser simulado que pode ser usado para descrever situações que não dependam fortemente da geometria da amostra, aumentando o número de usos desse novo programa. Também desenvolveremos uma interface gráfica em R para a entrada de parâmetros e sumarização dos resultados. A validação dos nossos métodos será a reprodução de irradiações de trabalhos da literatura a fim de comparar as distribuições da densidade de defeitos obtida.(AU)