Edge Enhancement Investigations by Means of Experiments and Simulations

Standard neutron imaging procedures are based on the “shadow” of the transmitted radiation, attenuated by the sample material. Under certain conditions significant deviations from pure transmission can be found in the form of enhancement or depression at the edges of the samples. These effects can limit the quantification process in the related regions. Otherwise, an enhancement and improvement of visibility can be achieved e.g. in defect analysis. In systematic studies we investigated the dependency of these effects on the specific material (mainly for common metals), such as the sample-to-detector distance, the beam collimation, the material thickness and the neutron energy. The beam lines ICON and BOA at PSI and ANTARES at TU München were used for these experiments due to their capability for neutron imaging with highest possible spatial resolution (6.5 to 13.5 micro-meter pixel size, respectively) and their cold beam spectrum. Next to the experimental data we used a McStas tool for the description of refraction and reflection features at edges for comparison. Even if minor contributions by coherent in-line propagation phase contrast are underlined, the major effect can be described by refraction of the neutrons at the sample-void interface. Ways to suppress and to magnify the edge effects can be derived from these findings.Fil: Lehmann, E.. Paul Scherrer Institut; SuizaFil: Schulz, M.. Technische Universitat Munchen; AlemaniaFil: Wang, Y.. China Insititute of Atomic Energy; ChinaFil: Tartaglione, Aureliano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Development of a novel neutron detection technique by using a boron layer coating a Charge Coupled Device

This article describes the design features and the first test measurements obtained during the installation of a novel high resolution 2D neutron detection technique. The technique proposed in this work consists of a boron layer (enriched in 10B) placed on a scientific Charge Coupled Device (CCD). After the nuclear reaction 10B(n,α)7Li, the CCD detects the emitted charge particles thus obtaining information on the neutron absorption position. The above-mentioned ionizing particles, with energies in the range 0.5-5.5MeV, produce a plasma effect in the CCD which is recorded as a circular spot. This characteristic circular shape, as well as the relationship observed between the spot diameter and the charge collected, is used for the event recognition, allowing the discrimination of undesirable gamma events. We present the first results recently obtained with this technique, which has the potential to perform neutron tomography investigations with a spatial resolution better than that previously achieved. Numerical simulations indicate that the spatial resolution of this technique will be about 15 μm, and the intrinsic detection efficiency for thermal neutrons will be about 3%. We compare the proposed technique with other neutron detection techniques and analyze its advantages and disadvantages.Fil: Blostein, Juan Jeronimo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages". Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería Eléctrica y de Computadoras. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages"; ArgentinaFil: Estrada, Juan. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados UnidosFil: Tartaglione, Aureliano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Sofo Haro, Miguel Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Fernández Moroni, Guillermo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages". Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería Eléctrica y de Computadoras. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages"; ArgentinaFil: Cancelo, Gustavo Indalecio Eugenio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados Unido

Determinación de bajas concentraciones de hidrógeno en aleaciones de circonio utilizando radiografía de neutrones como técnica no destructiva

Las aleaciones base circonio (Zr) se utilizan en la fabricación de las vainas de combustible y en componentes estructurales de los reactores de potencia por su baja absorción neutrónica. Estas aleaciones son susceptibles al daño por hidrógeno (H), debido a que la concentración del mismo puede incrementarse localmente en respuesta a gradientes de temperaturas o tensiones. Esto provoca una degradación general de sus propiedades mecánicas, y puede generar un proceso lento de degradación conocido como rotura diferida inducida por hidruros (Delayed Hydride Cracking – DHC). El contenido de H en aleaciones de circonio es generalmente determinado mediante técnicas destructivas. En este trabajo determinamos el contenido de H en el rango 0-300 wt ppm con una sensibilidad de ~5 wt ppm y una resolución espacial de ~0.1 mm utilizando la radiografía de neutrones (neutrografía) como técnica no destructiva. A fin de comparar la capacidad de distintas facilidades de neutrografía para este tipo de análisis, los estudios se realizaron en cuatro laboratorios con características diferentes en términos del flujo y de la distribución en energía de los neutrones incidentes sobre la muestra, así como la máxima resolución espacial disponible en cada caso (parámetro L/D). Las facilidades fueron ANTARES en el reactor FRM-II (Alemania), Engin-X en la fuente pulsada ISIS (Reino Unido), BOA en la fuente de espalación SINQ (Suiza), y la facilidad de neutrografía del reactor RA-6 de Bariloche (Argentina). La resolución espacial alcanzada permite determinar el coeficiente de difusión de H en aleaciones de Zr utilizando muestras de dimensiones aproximadas de 5x10x10 mm3

Difractómetro de grandes componentes para el reactor RA-10

En CNEA se encuentra en ejecución el ?Proyecto RA-10? para la construcción de un reactor multipropósito. Entre los objetivos principales del RA-10 está la provisión de haces de neutrones para la realización de experimentos dentro de un amplio espectro de disciplinas científicas y tecnológicas. Por sus múltiples aplicaciones, la difracción de neutrones es una de las técnicas neutrónicas más populares. El gran poder de penetración de los neutrones (del orden de cm) permite investigar el interior de un objeto sin necesidad de cortarlo. Así es posible estudiar en forma no-destructiva objetos macroscópicos y cuantificar la variación espacial de las fases cristalinas que lo componen, las orientaciones de esos cristalitos, y su nivel de deformación plástica y elástica.En particular, es posible determinar las tensiones internas en componentes mecánicos de gran porte, un tema de gran importancia dentro de la industria metal-mecánica. En este caso los planos cristalinos son utilizados como extensómetros microscópicos, y las pequeñas variaciones que existen en las distancias interplanares para las distintas direcciones de un objeto son utilizados para cuantificar el tensor completo de deformación elástica.La posibilidad de realizar experimentos de difracción sobre objetos intactos ha despertado también gran interés dentro de la comunidad dedicada al estudio y la conservación del patrimonio cultural.Presentamos aquí el diseño básico de un difractómetro para el estudio de grandes componentes, para ser instalado en un haz térmico de la sala del reactor RA-10, es decir, directamente contra la pared del mismo.Se propone equiparlo con dos monocromadores diferentes, para poder optar entre mayor intensidad o mayor resolución. Los monocromadores propuestos son doblemente curvados, a fin de enfocar el haz sobre la posición de medición y optimizar la resolución del equipo para la reflexión de mayor interés. Un componente central del instrumento es el portamuestras, consistente en una mesa con capacidad de posicionar componentes de hasta ~300kg de peso con una precisión de ~20um, una resolución espacial de ~1mm, y rotar los mismos a fin de explorar distintas direcciones. Presentaremos además avances realizados sobre un prototipo a menor escala, que comparte algunas características del diseño propuesto, que será instalado en el reactor RA-6 del Centro Atómico Bariloche.Fil: Santisteban, Javier Roberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Sanchez, F.. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Moreira, F.. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Gomez, S.. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Tartaglione, Aureliano. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Malamud, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Vicente Alvarez, Miguel Angel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Gimenez, M.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Vizcaino, Pablo. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia de Area de Aplicaciones de la Tecnología Nuclear. Gerencia Ciclo del Combustible Nuclear. Laboratorio D/mat.d/la Fabrica de Aleaciones Especiales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

New non-mammaliaform cynodont from the upper triassic Los Colorados formation, Ischigualasto-Villa Union basin (La Rioja, Argentina)

We report a new species of a small probainognathian cynodont found in the uppermost third of the Los Colorados Formation at the Parque Nacional Talampaya (La Rioja, Argentina). It is represented by a partial cranium with articulated lower jaw. The specimen, PULR-V121, housed at the Universidad Nacional de La Rioja, was analyzed through X-ray micro-tomography in yPF Tecnología S.A. (y-TEC, Ensenada, Buenos Aires, Argentina) using the Bruker SkyScan 1173 instrument. Although the results were acceptable, the resolution was not ideal due to the presence of ferruginous material in the sample. To overcome this issue, we performed a neutron tomography with the highest possible spatial resolution at the ANTARES instrument in the Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz zentrum (FRM II, Garching, Germany). The new species is a tritheledontid with a unique character state combination. PULR-V121 has a large upper canine in conjunction with a reduced lower one, which is only shared with Riograndia among probainognathian cynodonts and with the mammaliaform Morganucodon. It bears a semicircular, very well-developed, ventrally projected angular process dissimilar from that in other non-mammaliaform cynodonts. It shares with other tritheledontids the presence of upper postcanines with a symmetrical main cusp with convex mesial and distal margins flanked by smaller, lingually placed accessory cusps; lower postcanines with a large, asymmetrical, mesial main cusp followed by smaller distal accessory cusps; and a ventrally bowed secondary osseous palate that reaches posteriorly up to the level of the tips of the upper postcanines and forms deep, narrow, lateral grooves for the lower postcanines. It is unique among prozostrodontians in the presence of a short osseous secondary palate that ends well-anteriorly to the anterior margin of the orbit, not reaching the end of the upper tooth row. Unlike Pachygenelinae, the upper postcanines lack cingula and their major axis is parallel to the tooth row. PULR-V121 is reconstructed as bearing 12 or 13 upper postcanines, a similar number to that observed in Elliotherium (13) and Chaliminia (13), a diagnostic feature of Chalimininae. A reduced number of lower postcanines (seven), regarding the number of upper ones, is a distinctive feature of PULR-V121, in which the last six upper postcanines lack a lower counter-element. PULR- V121 further differs from Chaliminia in having a notably shorter lower tooth row with the ascending process of the dentary well-posterior to the last lower postcanine and the masseteric fossa not reaching the level of the last lower postcanine. PULR-V121 lacks the strong osseous platform in the dentary, lateral to the last lower postcanines, which produces a strong lateral ridge present in the holotype of Chaliminia. The small non-procumbent posterior and the also small anterior (interpreted as i1) lower incisors preserved in PULR-V121 contrast with the relatively large, procumbent lower incisors observed in Chaliminia. PULR-V121 represents a new species that constitutes the second cynodont taxon recognized and the sixth reported cynodont specimen from the Upper Triassic Los Colorados Formation, adding to the diversity and knowledge of Norian South American probainognathians.Fil: Gaetano, Leandro Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber"; ArgentinaFil: Abdala, Fernando. Fundación Miguel Lillo. Dirección de Geología. Instituto de Palentologia; ArgentinaFil: Tartaglione, Aureliano. Technische Universität Lichtenbergstr; AlemaniaFil: Schultz, Michael. Technische Universität Lichtenbergstr; AlemaniaFil: Martinelli, Agustín Guillermo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Museo Argentino de Ciencias Naturales "Bernardino Rivadavia"; ArgentinaFil: Otero, Alejandro. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. División Paleontología Vertebrados; ArgentinaFil: Leardi, Juan Martín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber"; ArgentinaFil: Apaldetti, Cecilia. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; ArgentinaFil: Krapovickas, Verónica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber"; ArgentinaXII Congreso de la Asociación Paleontológica ArgentinaBuenos AiresArgentinaAsociación Paleontológica Argentin

The Bariloche Neutron Physics Group Current Activities

Our group has evolved around a small accelerator-based neutron source (ABNS), the 25 million electron Volt (MeV) linear electron accelerator at the Bariloche Atomic Centre. It is dedicated to applications of neutronic methods to tackle problems of basic sciences and to technological applications. Among these, the determination of total cross section of a material as a function of neutron energy by means of transmission experiments for thermal and sub-thermal neutrons is very sensitive to the geometric arrangement and movement of the atoms, over distances ranging from the 'first-neighbour scale' up to the microstructural level or 'grain scale'. This also allowed to test theoretical models of calculated cross sections and scattering kernels. Interest has moved from pulsed neutron diffraction towards deep inelastic neutron scattering (DINS), a powerful tool for the determination of atomic momentum distribution in condensed matter and for non-destructive mass spectroscopy. In recent years non-intrusive techniques aimed at the scanning of large cargo containers have started to be developed with this ABNS, testing the capacity and limitations to detect special nuclear material and dangerous substances in thick cargo arrangements. More recently, the use of the ever-present “bremsstrahlung” radiation has been recognized as a useful complement to instrumental neutron activation, as it permits to detect other nuclear species through high-energy photon activation. The facility is also used for graduate and undergraduate students experimental work within the frame of Instituto Balseiro Physics and Nuclear Engineering courses of study, and also MSc and PhD theses work.Fil: Mayer, Roberto Edmundo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: D'Amico, N. M. B.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Granada, Jose Rolando. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Dawidowski, Javier. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Santisteban, Javier Roberto. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Blostein, Juan Jeronimo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Tartaglione, Aureliano. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Rodriguez Palomino, Luis Alberto. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Marquez Damian, Jose Ignacio. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Sepúlveda Sosa, C.. Comision Chilena de Energia Nuclear; Chil

Desarrollo de técnicas de detección de sustancias por irradiación pulsada de neutrones

Los neutrones se han convertido en una popular herramienta para realizar estudios no invasivos en diversas ramas de la ciencia como la física, la biología, la ingeniería de materiales, etc. En la última década se ha incrementado el interés por aplicar este tipo de radiación penetrante en equipos de seguridad portuaria, fronteriza y aeroportuaria, complementando sistemas ya existentes basados en imágenes radiográficas que emplean radiación X y gamma. El principal interés por los neutrones está basado en la posibilidad de realizar detección elemental en grandes contenedores, que permita detectar tráfico ilícito de narcóticos, explosivos, armamento químico, residuos industriales peligrosos y materiales nucleares especiales. En este trabajo se han empleado neutrones pulsados con energ´ıas del rango térmico para realizar experimentos que permitieron estudiar los conceptos de detección elemental por medio de la radiación gamma prompt producida por la absorción de neutrones en la materia y la detección de material nuclear especial detectando neutrones instantáneos de fisión y neutrones retardados. Tanto en la detección por radiación gamma prompt como por neutrones de fisión en el caso del material nuclear, se aprovechó el hecho de que la fuente de neutrones fuera pulsada, aplicando técnicas de tiempo de vuelo que permitieron que las técnicas de detección desarrolladas fueran sensibles a la posición de la muestra respecto del detector con resoluciones espaciales de decenas de centímetros. Los estudios mencionados tienen como fin una aplicación tecnológica concreta en el ámbito de la seguridad y la ingeniería nuclear. Sin embargo, el trabajo también ha dado lugar a estudios básicos en física nuclear empleando un detector de radiación gamma de alta resoluci´on para observar las emisiones que se producen cuando el indio absorbe neutrones de energías en torno a la resonancia que el isótopo de masa 115 de este metal posee en 1,45 eV. El estudio permitió hallar la intensidad de algunas emisiones no informadas con anterioridad en la literatura, contribuyendo de este modo a la base general de datos nucleares

Design and performance of a compact subthermal neutron source for an Electron Linear Accelerator

We present the design, construction and performance of a compact subthermal neutron source to be operated at the Bariloche Electron LINAC. The design was based on the premise of keeping the moderator temperature stable at 77 K for at least seven hours without refilling liquid nitrogen. Two moderator materials in semi-cylindrical geometry were studied: polyethylene and mesitylene. The effective moderator volumes were optimized by Monte Carlo simulations. Experimental data and calculations corresponding to the neutron production as a function of the neutron energy for those materials at room temperature and at 77 K were compared. We observed that the rate of subthermal neutrons, compared to epithermal neutrons, increases up to five times for both moderators when they are cooled down.Fil: Tartaglione, Aureliano. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia del Area de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Fisica (CAB); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Galván Josa, Víctor Martín. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia del Area de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Fisica (CAB); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Patagonia Norte; ArgentinaFil: Dawidowski, Javier. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia del Area de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Fisica (CAB); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Cantargi, Florencia. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia del Area de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Fisica (CAB); Argentina. Comision Nacional de Energia Atomica. Centro Atomico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Blostein, Juan Jeronimo. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia del Area de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Fisica (CAB); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentin