Modeling of stochastic geometries for radiation protection purposes: a study of radioactive dust inside a glove box

Questo lavoro analizza l'impatto che diversi modelli per simulare polvere radioattiva hanno sulla stima della dose equivalente in una glove box. È stato adottato un approccio gerarchico di modellazione a complessità crescente, partendo da rappresentazioni omogenee, per poi passare a configurazioni a reticolo, a geometrie stocastiche e infine a modelli espliciti di agglomerati. Le simulazioni sono state eseguite con il codice Monte Carlo TRIPOLI-4®, mentre lo spettro della sorgente è stato calcolato con DARWIN-PEPIN 2® per un tipico combustibile MOX di reattori ad acqua leggera. Le singole particelle di polvere sono state modellate come inclusioni sferiche con raggi fissi o variabili, disposte grazie a un generatore di geometrie stocastiche. I risultati confermano che il modello omogeneo sovrastima sistematicamente la dose ambientale H*(10) rispetto ai modelli in cui le particelle vengono simulate individualmente. La discrepanza aumenta con la dimensione delle particelle: particelle più grandi amplificano l'autoassorbimento discostandosi maggiormente dal riferimento omogeneo. La polidispersità ha un'influenza moderata sulla dose, mentre la presenza di agglomerati porta a valori di dose inferiori rispetto alle altre configurazioni. L’utilizzo di geometrie semi-stocastiche e di tecniche per migliorare la definizione della sorgente si è rivelato una strategia efficace per ridurre il costo computazionale preservando l'accuratezza. Questi risultati suggeriscono che i modelli omogenei, pur essendo conservativi, potrebbero non fornire una stima sufficientemente accurata della dose in contesti dove è richiesta una valutazione precisa.