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Previous issue date: 2013-08-29 === CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior === O Projeto Neutrinos Angra tem como objetivo o desenvolvimento de um detector
compacto e de superfície, capaz de medir o fluxo de antineutrinos provenientes
de reatores nucleares. Esta técnica possibilita o monitoramento da
potência térmica instantânea dissipada de forma não invasiva e de maneira independente
dos equipamentos de controle do reator. O projeto prevê a instalação
deste detector a aproximadamente 25 m do núcleo do reator Angra II em Angra
dos Reis - RJ, ao lado da cúpula externa do sistema de proteção, bem como de
um laboratório de controle e aquisição do experimento.
O detector foi projetado para capturar fótons produzidos nos processos de
interação de partículas em seu interior, principalmente por efeito Cherenkov. Os
fótons gerados são convertidos em sinais elétricos através de tubos fotomultiplicadores.
Os fótons capturados pelos tubos fotomultiplicadores produzem sinais
elétricos que são amplificados e modelados pelo circuito de front-end. Após passarem
pelo módulo de front-end os sinais são amostrados e digitalizados pelo
módulo de aquisição do experimento NDAQ. O sinal digitalizado será então entregue
a uma FPGA, onde poderá ser processado e armazenado em computadores
locais.
Apresenta-se neste trabalho um programa que usa como técnica principal o
Método de Monte Carlo para simular os principais processos de interação de
partículas que ocorrerão no interior do detector alvo do Projeto Neutrinos Angra.
Esta simulação cobre desde as interações de partícula com a matéria, até o processo
de digitalização dos sinais elétricos produzidos e da conversor analógico
digital.
O simulador de interação de partículas e de sinais elétricos foram desenvolvidos
com o intuito de ajudar na concepção e no entendimento do funcionamento
do detector e dos resultados que serão obtidos, assim como na elaboração de
algoritmos de estimação e de detecção dos eventos de antineutrinos eletrônico
emitidos pelo reator nuclear. === The Neutrinos Angra Project aims to develop a compact detector capable of
measuring the antineutrinos flux coming from nuclear reactors. The detector is
intended to work on the surface, at sea level. This measurement makes it possible
to monitor the reactor’s thermal power in a non-invasive way and independently
of the reactor’s control system. The project intends to install the detector to a
distance of about 25 meters from the nuclear reactor’s core. The detector and its
acquisition and control systems will be placed just outside of the Angra II Reactor,
located in the city of Angra dos Reis – RJ, Brazil, inside a container.
The detector has been designed to capture photons produced by Cherenkov
effect. The detector will be equipped with a total of 48 Photomultipliers used to
convert photons to electrical signals. Those signals will be amplified and shaped
by a front-end circuitry before they are sent to the acquisition system of the experiment
where they will be digitalized to be sent to a group of FPGAs. Once
acquired by the FPGAs, the incoming signals can be further processed before
being recorded into local computers.
This work presents a software which makes use of Monte Carlo Techniques
to simulate the main interaction processes occurring inside the target detector of
the experiment. The implemented simulation covers from the particles interaction
with matter up to the digitalization process occurring just before delivering the
electrical signals to FPGAs.
This software has been developed to help on the design conception of the
detector and on understanding its operational characteristics in detail. The data
generated by this software will be available to be employed on the development
of estimation and detection algorithms intended to select the antineutrinos events
and to estimate their energy.
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