[en] The n_TOF (neutron time-of-flight) is a facility at CERN comprised of a pulsed neutron source coupled to a 185 m flight path that ends at Experimental Area 1 (EAR1), where they collide against a target. It is used to study neutron-induced nuclear reactions within a range of neutron kinetic energies of a few meV to several GeV. The studied nuclear reactions are of interest in stellar nucleosynthesis, nuclear technology, radioactive waste transmutation, and basic nuclear physics. The name of the facility comes from the technique employed to determine kinetic energy of the neutrons, the time-of-flight technique. This work is part of a project that aims to study the neutron background of EAR1, since it affects experimental measurements. This study has many applications, such as deciding the optimal positions for detectors to minimize neutron background or determining the feasibility of simultaneously running experiments with samples that only need low neutron irradiation. This project was done through simulations with FLUKA, a Monte Carlo (MC) simulation code. Several setups, biasing techniques to reduce computation time and the appropriate normalizations were implemented. Along with the simulations, experimental measurements have been taken to validate the simulation?s results. We obtained new neutron background results as neutron fluence, neutron energy spectra, and fluence spatial distributions at the whole EAR1, by energy and time range. Data analysis and visualization tools were developed with the ROOT package (CERN). In conclusion, we successfully developed a method for reproducing the neutron background of EAR1 of the n_TOF facility by MC simulations with FLUKA. It can be easily adapted to recreate the background of future experiments, and several elements of the experimental configuration can be directly modified by the use of the preprocessor variables implemented. The methodology developed will be a useful tool for designing future experiment at n_TOF.

[es] La instalación de n_TOF (neutron time-of-flight; tiempo de vuelo de los neutrones) es un experimento en el CERN que consiste en una fuente pulsada de neutrones acoplada a una trayectoria de vuelo de 185 m que acaba en el Área Experimental 1 (EAR1), donde colisionan con una muestra. Se usa para estudiar reacciones nucleares inducidas por neutrones en un rango de energías de unos pocos meV a varios GeV. Las reacciones nucleares estudiadas son de gran interés para la nucleosíntesis estelar, tecnología nuclear, transmutación de residuos radioactivos y física nuclear básica. El nombre de la instalación proviene de la técnica utilizada para determinar la energía cinética de los neutrones, la técnica del tiempo de vuelo. Este trabajo es parte de un proyecto que busca estudiar el fondo de neutrones del EAR1, porque éste afecta a las medidas experimentales. Este estudio tiene muchas aplicaciones, como decidir el posicionamiento óptimo de los detectores para minimizar el fondo de neutrones o determinar la viabilidad de llevar a cabo experimentos simultáneos con muestras que solo necesiten una irradiación baja de neutrones. Este proyecto se ha hecho mediante simulaciones con FLUKA, un código de simulaciones Monte Carlo (MC). Han sido implementadas varias configuraciones, técnicas de reducción de varianza para disminuir el tiempo de cáculo y las normalizaciones necesarias. Junto con las simulaciones, se llevaron a cabo medidas experimentales para validar los resultados de éstas. Hemos obtenido resultados del fondo de neutrones en forma de fluencia de neutrones, espectro energético de la fluencia, y distribución espacial de la fluencia en toda la EAR1, dividida por rangos de energía y tiempo. Las herramientas de análisis y visualización de los datos fueron desarrolladas en ROOT (CERN). Como conclusión, hemos desarrollado un método para reproducir el fondo de neutrones del EAR1 de la instalación n_TOF con simulaciones MC en FLUKA. Puede ser fácilmente adaptado para recrear el fondo de experimentos futuros, y varios elementos de la configuración experimental pueden ser modificados directamente a través de las variables de preprocesamiento incluidas en el código. La metodología desarrollada será una herramienta útil para el diseño de futuros experimentos en n_TOF.