A semi-empirical response function for Gamma-ray of Scintillation detector based on physical interaction mechanism
与半导体探测器相比，闪烁探测器对γ射线的能量分辨率较低，对传统的γ射线能谱分析方法提出了更高的要求。建立了描述闪烁探测器在0.5 ~ 1.5MeV入射γ射线能量范围内响应函数的模型，并将其应用于辐射源谱的拟合。描述γ能谱特征的各种函数形式都是基于对基本相互作用机制的分析。利用加权最小二乘拟合法对实验光谱进行拟合，得到DRF模型中的参数。高斯标准差可以通过单独的程序计算出来。通过拟合CsI（Tl）探测器测得的Co-60和Cs-137光谱，并与归一化的等效测量光谱进行比较，验证了DRF模型的有效性。
2014-07-03 physics.atom-ph physics.ins-det
Gamma Ray Spectroscopy with Scintillation Light in Liquid Xenon
由γ射线照射液体氙产生的闪烁光由两个浸没在液体中的Hamamatsu R9288光电倍增管（PMT）检测。UV光反射器材料PTFE用于优化光收集效率。该探测器具有6个光电子/keV（pe/keV）的高光产额，可有效探测Co-57的122 keV γ射线谱线，能量分辨率为（8.8+/-0.6）%（sigma）。对于能量在662 keV和122 keV之间的伽马射线，通过去除仪器波动，从液体氙闪烁光中估计可实现的最佳能量分辨率约为6-8%（sigma）。
2006-08-04 astro-ph nucl-ex physics.ins-det
MAPD type avalanche photodetectors
近年来，雪崩光电二极管在微像素领域的发展使其成为闪烁探测器的敏感器件。闪烁探测器的性能与MAPD的物理性质密切相关。为此，我们将研究三种类型的MAPD-3 NK，MAPD-3 NM和MAPD-3 NM-II用于闪烁探测器的可能性。所研究的雪崩光电二极管具有工作电压低（90 V $<$ U $<$ 50 V）、像素密度高（4000 pixel/mm ^2）、光电探测效率高（40%）和增益高（6* 10 ^4）等特点。用不同的γ射线对基于MAPD的闪烁探测器的γ探测性能进行了检验。所获得的结果证实，这种闪烁探测器可以成功地用于医学上的下一代PET相机。
2022-09-12 physics.ins-det
Discrete Fourier Transform Method for Discrimination of Digital Scintillation Pulses in Mixed Neutron-Gamma Fields
本文提出了一种鉴别有机闪烁探测器中子和γ射线信号的离散傅里叶变换方法。该方法基于使用正弦和余弦傅立叶变换结合离散傅立叶变换将信号变换到频域。该方法在很大程度上受益于相当大的差异，通常是可用的正弦和余弦的零频率分量和中子和伽马射线信号的DFT的振幅的范数之间。此外，在频域中工作自然导致对各种噪声源的不想要的影响的相当大的抑制，这在时域方法中被期望是有效的。所提出的方法也可以假设为广义非线性加权方法，可以导致一类新的脉冲形状判别方法，超出DFT的定义。通过与传统的电荷积分法（CIM）、频率梯度分析法（FGAM）和小波包变换法（WPTM）的比较，验证了该方法在实际应用中的适用性和有效性。总的来说，该方法在弱光输出和所研究能量域的平均值上都显示出更好的区分度品质因数（FoM）。对所有上述方法进行了噪声分析。这表明频域方法（FGAM和DFTM）对噪声影响不太敏感。
2016-11-02 physics.ins-det
Neutron-Gamma Pulse Shape Discrimination for Organic Scintillation Detector using 2D CNN based Image Classification
本研究提出基于2D CNN的中子-伽马脉冲形状甄别方法，以BC501A探测器原始信号快照为输入，通过Cf-252源数据训练，独立数据集准确率达99%，计算效率更高且适配多类中子探测器。
2023-06-10 nucl-ex physics.ins-det
Particle detection at cryogenic temperatures with undoped CsI
低温下的闪烁可以产生具有粒子识别能力的探测器，用于诸如暗物质探测之类的稀有事件搜索。我们提出了时间分辨的碘化铯（CsI）的闪烁研究的激发下的α和γ粒子在1毫秒的长采集窗口，以充分捕捉闪烁衰减之间的室温和4 K。这允许独立于脉冲的任何成形时间的光产额的测量。我们发现CsI的光产额在低温下从室温增加到两个数量级，并且在10和100 K之间的温度范围内α到γ激发的猝灭因子超过1。我们还发现发射光的时间结构遵循类似的指数衰减时间常数之间的α和γ激发，与自陷激子去激发模型的温度行为一致。
2018-06-14 physics.ins-det
Gamma spectrometry with CsI(Tl), NaI(Tl) and CdWO4 scintillation crystals using a silicon photomultiplier
Institute for Nuclear Research, National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院核物理研究所）；Czech Technical University（捷克理工大学）；Syracuse University（雪城大学）
研究探讨用硅光电倍增管对特定晶体进行伽马能谱分析，室温下 CsI(Tl)晶体性能最佳但能量分辨率低于传统光电倍增管，凸显其在核物理应用中可替代 PMT 的潜力，尤其适用于轻型便携式能谱仪。
2026-08-03 nucl-ex physics.ins-det
Study of digital pulse shape discrimination method for n-γ separation of EJ-301 liquid scintillation detector
建立了一个基于可编程模块NI-5772的数字脉冲形状鉴别系统，并在EJ-301液体闪烁探测器上进行了测试。该模块通过LabVIEW开发的程序运行，采样频率高达1.6GS/s。用~（22）Na、~（137）Cs和~（60）Co三种标准γ源对EJ-301型液体闪烁探测器进行了刻度，得到了γ响应函数。提出了电荷比较法和过零法的数字算法。实验结果表明，这两种数字信号处理（DSP）算法可以区分中子和γ射线。此外，过零方法在80 keVee和更低时显示出更好的n-γ分辨力，而电荷比较方法在更高的阈值时给出更好的结果。此外，在9个能量阈值下提取了两种不同尺寸探测器的优值，发现小尺寸探测器对裂变中子的n-γ分离性能较好。
2015-02-06 nucl-ex physics.ins-det
Development of Indigenous Pulse-Shape Discrimination Algorithm for Organic Scintillation detectors
本研究开发了一种基于尾部面积与总面积的脉冲形状甄别算法，无需可编程硬件即可实现中子与γ射线甄别，经测试与电荷积分方法结果一致性好，是兼具成本效益、灵活性与准确性的替代方案。
2023-07-20 physics.ins-det
A First Comparison of the responses of a He4-based fast-neutron detector and a NE-213 liquid-scintillator reference detector
首次比较了新型$^{4}$氦基加压闪烁探测器和NE-213液体闪烁体参考探测器的脉冲形状鉴别特性，该探测器采用Am/Be混合场中子和γ射线源和高分辨率闪烁脉冲数字化仪。特别是，研究了两个快中子探测器区分中子和伽马射线的能力。NE-213液体闪烁体参比池响应于源的伽马射线场产生了宽范围的闪烁光产额。与此形成鲜明对比的是，由于$^{4}$ He气体体积的大小和压力，$^{4}$ He基探测器对相同的伽马射线场记录了750 keV $_{ee}$的最大闪烁光产额。脉冲形状的歧视粒子的闪烁光产额超过750 keV的$_{ee}$是优秀的情况下，$^{4}$氦基探测器。在750 keV以上的$_{ee}$，它的信号是明确的中子，使粒子识别完全基于闪烁光产生的量。
2015-04-27 nucl-ex physics.ins-det
Optimization of a portable liquid scintillation counting device for determining 222Rn in water
本研究针对欧盟饮用水氡限值要求，提出便携式液体闪烁计数装置的校准程序，用于直接测量水中222Rn并考虑226Ra干扰，与实验室标准方法对比验证其有效性。
2024-02-08 physics.app-ph physics.ins-det
Nonproportionality in the scintillation light yield of bismuth germanate
我们提出了测量的非比例性的闪烁光产额锗酸铋（BGO）的γ射线与6千电子伏和662千电子伏之间的能量。闪烁光由雪崩光电二极管（APD）读出，其中BGO晶体和APD都在约90 K的温度下操作。使用放射性同位素源照射一个单一的BGO晶体在一个小的测试低温恒温器和12元素探测器在中子辐射β衰变实验中获得的数据。此外，在4.6 T磁场中，根据连续背景γ射线产生的铋K X射线逃逸峰，获得了一个数据。这些测量和比较，以前的结果的动机是由一个实验，以研究自由中子的辐射衰变模式。在不同条件下采取的数据的组合产生一个合理的一致的图片BGO非比例性，应该是有用的研究人员采用BGO探测器在低伽马射线能量。
2015-05-01 nucl-ex physics.ins-det
A region segmentation based algorithm for building crystal position lookup table in scintillation detector
在闪烁探测器中，闪烁晶体通常被制成二维模块阵列。由于空间响应的非线性，需要对入射γ射线的位置进行标定。一般来说，位置直方图，闪烁探测器的特征洪水响应，用于位置校准。本文提出了一种基于晶体位置查找表的位置标定方法，将Anger逻辑计算出的不准确位置映射到准确的命中晶体位置。然后通过寻找区域的质心来标记晶体标记点。最后，确定晶体边界并生成晶体位置查找表。利用中国科学院高能物理研究所研制的全身PET扫描仪和乳腺专用SPECT探测器对该方案进行了评价。实验结果表明，该算法具有准确、高效、鲁棒性强和通用性强的特点.
2014-04-26 physics.ins-det
Study of the radiation hardness of CsI(Tl) scintillation crystals
本文研究了CsI（Tl）晶体在均匀吸收剂量达3700拉德的γ量子辐照下闪烁特性的退化。样品组由25个具有截棱锥形状的30 cm长的晶体和30个相同长度的矩形晶体组成。对于相同形状的样品，观察到由辐射引起的光输出劣化的大的差异。从样品形状的平均光输出损耗的实质性依赖性也被看到。另一方面，来自同一锭的晶体在辐照下的行为非常相似。
2004-03-29 physics.ins-det
Expected performance of an ideal liquid argon neutrino detector with enhanced sensitivity to scintillation light
闪烁光被用于液态氩（LAr）中微子探测器，以提供触发信号，否决宇宙射线的信息，以及绝对的事件计时。在这项工作中，我们讨论了探测器提供的额外的机会，具有增强的灵敏度闪烁光，光收集效率约为$10^{-3}$。我们专注于中微子振荡物理的两个关键检测器性能指标：量热中微子能量重建和中微子/反中微子分离的非磁化检测器。我们的研究结果是基于详细的模拟，中微子相互作用建模根据GENIE事件发生器，而一个大的LAr理想探测器的电荷和光响应所描述的Geant 4和NEST模拟工具。在这种大型探测器中，利用电荷信息和光信息，原则上可以获得4GeV电子中微子荷电相互作用的中微子能量分辨率为3.3RMS。通过利用氩中μ子捕获和闪烁光信息否决μ子衰变电子，我们还获得了μ子中微子识别效率约为50%，μ子反中微子错误识别率在百分之几的水平，几个GeV的中微子相互作用是完全包含的。我们认为，具有足够高的光收集效率的大型LAr探测器的建设原则上是可能的。
2014-09-05 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Detection of the primary scintillation light from dense Ar, Kr and Xe with novel photosensitive gaseous detectors
结合电荷或次级闪烁信号的初级闪烁光的检测是确定事件t=0以及填充有惰性气体和/或冷凝惰性气体的大质量TPC检测器中的粒子/光子分离的有效技术。这项工作的目的是证明，昂贵的光电倍增器可以取代廉价的新型光敏气体检测器：线计数器，GEM或玻璃毛细管与碘化铯光电阴极耦合。我们已经进行了系统的测量与Ar，氪和氘气在1-50大气压范围内的压力，以及一些初步的测量与液体氘和液体Ar。与气体探测器，我们成功地检测闪烁光产生的22千电子伏的X射线的效率接近100%。我们还检测到的闪烁光产生的BS（5千电子伏的沉积能量）的效率接近25%。22 keV伽马射线闪烁的成功探测不仅为nTOF和ICARUS实验开辟了新的实验可能性，而且也为其他实验开辟了新的实验可能性，例如通过核反冲发射搜索WIMP。
2001-06-15 physics.ins-det
Study of scintillation in natural and synthetic quartz and methacrylate
在Canfranc地下实验室，在非常低的背景环境中研究了通常用作闪烁探测器中的光学窗口或光导的不同材料的样品，以寻找闪烁。可以确认天然石英的阳性结果：已经识别出两种不同的闪烁成分，它们不是由外部伽马源激发的。虽然没有观察到类似的效果，无论是合成石英，也不为甲基丙烯酸酯，一个快速的光发射激发强烈的γ通量是证明在我们的测量中的所有样品。这些结果可能会影响这些材料在需要低放射性背景条件的闪烁探测器的低能量应用中的使用，因为它们需要背景源。
2014-03-27 hep-ex physics.ins-det physics.optics
Scintillation Light Detection in Polycrystalline Diamond Using Single Photon Detectors
本研究探究多晶金刚石在中子和α辐射环境中的闪烁特性，通过光致发光测量分析其光谱特征，结合SiPM评估闪烁响应，开发含${}^6$LiF的原型中子探测器，证明其经济高效且对伽马辐射不敏感，为便携式探测提供潜力。
2025-02-13 physics.ins-det
A measurement of the time profile of scintillation induced by low energy gamma-rays in liquid xenon with the XMASS-I detector
本文报道了在XMASS-Ⅰ 832公斤液体氙闪烁探测器上测量γ射线诱发事件的闪烁发射时间分布。衰减时间常数是从观察到的数据和模拟样品之间的闪烁光子定时分布的比较，以考虑到光学过程，如吸收和散射液体氙。放射源$^{55}$ Fe、$^{241}$ Am和$^{57}$ Co的校准数据用于获得衰变时间常数。假设有两个衰变分量，$τ_1$和$τ_2$，当γ射线能量从5.9 keV增加到122 keV时，衰变时间常数$τ_2$从27.9 ns增加到37.0 ns。在所有能级上测量的准确度优于1.5 ns。需要具有$τ_1 \sim 2$ ns的快速衰减组件来再现数据。能量依赖性的$τ_2$和分数的快速衰变组件进行了研究，作为一个功能的动能的电子诱导的γ射线。所获得的数据几乎再现了先前报道的结果，并将其扩展到与直接暗物质搜索相关的较低能量区域。
2016-08-18 astro-ph.CO hep-ex nucl-ex
Scintillation characteristics of undoped and Cu+-doped Li2B4O7 single crystals
研究了未掺杂和Cu+掺杂的四硼酸锂Li 2B 4 O 7（LTB）的闪烁特性，包括光透过率、光致发光、X射线和γ射线的辐射发光、α/γ比和衰减动力学。对于X射线，未掺杂和Cu+掺杂的LTB中的总时间积分LYs分别为~600和~760 ph/MeV（光子/MeV）。未掺杂和Cu+掺杂的LTB中的衰减动力学彼此相似。脉冲X射线的典型衰变谱可以用四个指数拟合：快（t1~0.8 ns，t2~25-50 ns），中（t3~300-400 ns）和慢（t4~20-30 ms）分量。慢分量约占总LY的60%，而快分量不到10%。10-90%上升时间为163 ps。外部241 Am α射线的α/γ比为0.18。由于Cu+掺杂而获得的LY增加仍然适度。Cu+诱导的发射包含快和慢两种成分，需要进一步研究发射机制来解释快成分。
2015-03-12 nucl-ex physics.ins-det
Positional Dependence of Pulse Shape Discrimination (PSD) in a Monolithic CLLB Crystal
我们报告的结果的位置相关的脉冲形状歧视（PSD）参数内观察到的单片CLLB闪烁晶体。CLLB是一种相对新颖的无机闪烁晶体，能够在γ射线、中子和α粒子之间进行PSD。在这项工作中，我们观察到的脉冲形状的伽玛射线诱导的事件可区分的差异。用于该实验的CLLB晶体为5cm（直径）× 10cm（长度）。通过使用单能2.614 MeV的光子从一组钍焊条和执行准直扫描沿晶体的长度，我们发现，PSD分布的质心移动作为位置的函数。利用位置相关PSD，可以获得单片闪烁晶体内的相互作用位置的更准确的知识。这些结果可以导致采用表现出这种行为的闪烁晶体的成像系统中的改进的角分辨率。最后，对PSD作为位置的函数的依赖性的理解可以使制造商更好地理解晶体性质，并提供对晶体内的内部污染物和掺杂剂的分布的洞察。
2020-12-15 physics.ins-det
Fast-neutron and gamma-ray imaging with a capillary liquid xenon converter coupled to a gaseous photomultiplier
伽马射线和快中子成像是用一种新型的液体氙（LXe）闪烁探测器进行的，该探测器由气体光电倍增管（GPM）读出。直径为100 mm的探测器原型包括一个毛细管填充的激光转换器/闪烁体，耦合到一个三重THGEM成像GPM，其第一个电极涂有CsI紫外光电阴极，在Ne/5%CH4低温下工作。在2D中的辐射定位来自于在GPM的分段阳极上测量的微膨胀诱导的光电子雪崩。从Pb边缘吸收体的辐照出发，导出了AmBe中子源产生的Co-60 γ射线和快中子/γ射线混合场的定域特性。Co-60和AmBe源的空间分辨率分别达到12+/-2 mm和10+/-2 mm（FWHM）。实验结果与GEANT 4模拟结果吻合较好。计算的最终预期分辨率为我们的应用相关的4.4和15.1 MeV的伽马射线和1-15 MeV的中子分别为2-4 mm和~2 mm（FWHM）。这些结果表明，潜在的适用性的新探测器的概念，快速中子共振射线照相（FNRR）和双离散能量伽马射线照相（DDEGR）的大型物体。
2017-07-15 physics.ins-det
Temperature characterization of scintillation detectors using solid-state photomultipliers for radiation monitoring applications
我们已经表征了两个最先进的固态光电倍增管，一个是SensL的，另一个是Hamamatsu的，在-25至50摄氏度的温度范围内耦合到圣戈班晶体的放大器。在室温下，在661.6 keV的能量分辨率测量与两个探测器是较差的分辨率时，晶体耦合到一个定期的光电倍增管。661.6 keV γ射线在137 Cs谱中的脉冲高度和脉冲高度分辨率都随温度强烈变化。从22 Na光谱确定的噪声阈值随着温度增加而二次增加，对于两个探测器在+50 ° C下都远高于100 keV。
2010-03-08 physics.ins-det
NEST: A Comprehensive Model for Scintillation Yield in Liquid Xenon
介绍了一个解释液体氙闪烁产额的综合模型。我们统一了各种定义的功函数丰富的文献中，并纳入所有可用的数据电子反冲闪烁产额。这导致更好地理解电子反冲，并有利于改进核反冲的描述。入射伽马能量范围为O（1 keV）到O（1 MeV）和电场在0和O（10 kV/cm）被纳入这个启发式模型。我们展示了Geant 4实现的结果，但由于该模型有一些自由参数，因此在任何仿真包中的实现都应该很简单。我们使用一个准经验的方法，提高探测器校准和性能验证的目标。该模型将有助于未来探测器的设计和优化。这种模式也很容易推广到其他贵族元素。在本文中，我们奠定了详尽的模拟代码，我们称之为NEST（贵元素模拟技术）的基础。
2011-06-08 physics.ins-det
Cryogenic Gaseous Photomultiplier for Position Reconstruction of Liquid Argon Scintillation Light
这里提出的是第一次测试的气体光电倍增管的基础上级联的厚GEM结构的伽玛射线的位置重建在液体氩。该探测器具有对VUV光透明的MgF $_2$窗口和沉积在第一THGEM上的CsI光电阴极。在稳定的操作设置下测量每个光电子的$8\cdot10^{5}$增益和$\sim100\%$光电子收集效率。在100 kHz读出速率下，探测器的位置分辨能力优异（优于100 $μ$ m），在室温下被证明。通过将探测器浸没在液氮中，在低温下成功地进行了探测器和密封件的结构完整性测试，为今后在惰性液体中的操作测试奠定了良好的基础。
2015-02-02 physics.ins-det
Optical readout tracking detector concept using secondary scintillation from liquid argon generated by a thick gas electron multiplier
利用硅光电倍增器（SiPM）首次观测到了浸没在液氩中的厚气体电子倍增器（TGEM）的孔内产生的二次闪烁。通过5.9KeV Fe-55 γ源的相互作用在液氩中产生的250个电子-离子对在2.5KV/cm场的影响下朝向1.5mm厚度的TGEM漂移，局部场足够高以在电荷穿过TGEM孔的中心区域时在液体内产生二次闪烁光。将所得的真空紫外光入射到涂有四苯基丁二烯（TPB）移相器的浸没式SiPM器件上，在器件的高量子效率区，发射光谱的峰值位于460 nm处。对于IV的SiPM过电压、9.91KV的TGEM电压和2.5KV/cm的漂移场，在SiPM装置处每个Fe-55事件产生总共62个光电子，对应于每个漂移电子150个光电子的估计增益。
2008-12-11 physics.ins-det
On the use of NaI scintillation for high stability nuclear decay rate measurements
我们证明了由NaI（Tl）晶体和科学级CMOS相机组成的伽马射线闪烁探测器的线性和稳定性。校准后，该检测器表现出良好的线性超过三十年的活动水平。由于检测器不对脉冲计数，因此不需要死区时间校正。当高放射性源靠近碘化钠晶体时，闪烁需要几分钟才能达到稳定状态。在更长的时间尺度上，我们测量了几天内几个百分点的漂移。这些不稳定性对精确测定核衰变率稳定性有重要意义。
2017-07-10 nucl-ex physics.ins-det
Characterization of Large Volume 3.5 x 8 inches LaBr3:Ce Detectors
研究了与滨松R10233 - 100SEL光电倍增管耦合的大体积圆柱形3.5 × 8英寸（89 mm × 203 mm）LaBr3：Ce闪烁探测器的性能。这些晶体是有史以来生产的最大的晶体之一，仍然需要充分表征，以确定如何利用这些探测器以及在哪些应用中。我们使用单色伽马射线源和产生高达22.6 MeV伽马射线的束内反应测试了探测器;我们获得了PMT信号脉冲，并计算了探测器能量分辨率和响应线性度作为伽马射线能量的函数。Hamamatsu R10233 - 100SEL PMT连接了两个不同的分压器：Hamamatsu E1198 - 26，基于简单的电阻网络设计，以及LABRVD，专为我们的大容量LaBr3：Ce闪烁探测器设计，其中还包括有源半导体器件。由于LaBr3：Ce晶体具有极高的光产额，我们观察到，根据PMT、分压器和施加电压的选择，探测器的理想比例响应会出现一些显著偏差，并出现一些脉冲形状变形。此外，晶体非均匀性和PMT增益漂移影响（测量）能量分辨率，特别是在高能伽马射线的情况下。我们还测量了不同尺寸（从1x1英寸到3.5x8英寸）的探测器的时间分辨率，将结果与PMT的固有特性和闪烁光收集过程的GEANT模拟相关联。探测器的绝对全能量效率进行了测量和模拟高达30兆电子伏的伽马射线
2013-08-28 physics.ins-det
Neutron hardness of EJ-276 scintillation material
本文介绍了在MARIA研究堆中进行的EJ-276闪烁体的快中子辐照（$_n$ > 0.5MeV）的结果，其注量高达5.3 $\times$ × 10 $^{15}$粒子/cm $^2$。在我们的工作中，测试了四个尺寸为$ϕ$ 25.4~mm $\times$ 5~mm的样品。给出了辐照前后光产额、发射和吸收光谱以及PuBe源中子/γ鉴别的变化。确定了不同中子注量率和不同短门积分时间下基于电荷积分法的中子/γ鉴别优值。
2020-10-15 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Performance of Linear Classification Algorithms on alpha/gamma Discrimination for LaBr3:Ce Scintillation Detectors with Various Pulse Digitizer Properties
随着高速读出电子学的发展，数字脉冲形状鉴别（PSD）方法受到了越来越多研究者的关注，特别是在高能物理和中子探测领域。如何选择PSD算法和相应的数据采集系统，自然成为检测系统设计者需要解决的关键问题。本文基于$\mathrm{LaBr_3}$：Ce闪烁探测器，研究了不同PSD算法的分类性能与数字化器采样特性（包括采样率和有效位数）之间的关系。采用自行开发的集成数字化仪和WavePro 404 HD示波器对$\mathrm{LaBr_3}$：Ce示波器的波形进行了分析。此外，还应用电荷比较法（CCM）、最小二乘法（LS）和基于线性模型的Fisher线性判别分析（LDA）三种PSD方法对α信号与本征同位素$^{227}$ Ac进行了鉴别。采用LS方法和125 MSPS 14-Bit ADC，FoM值为1.424 $\pm$ 0.042，与LDA的结果相似，但比CCM的结果好31%。判别结果表明，LS和LDA的性能受采样率的影响较小，相对于CCM方法，这反映在更好的PSD能力。本文的结果可以帮助探测器系统的开发者在采样特性、理想的鉴别结果和系统成本之间做出权衡。
2020-02-03 hep-ex physics.ins-det
Study on degradation of VUV-sensitivity of MPPC for liquid xenon scintillation detector by radiation damage in MEG II experiment
针对MEG II实验液氙探测器中MPPC在高强度μ子束下的VUV灵敏度退化问题，研究发现辐射损伤集中于MPPC表面且热退火可使光子探测效率恢复，为相关探测器的辐射损伤评估与修复提供了依据。
2022-11-17 physics.ins-det
Scintillation properties of SrI_2(Eu^2+) (Strontium iodide doped with europium) for high energy astrophysical detectors: Nonproportionality as a function of temperature and at high gamma-ray energies
掺铕碘化锶是一种新型闪烁体材料，可替代掺铈溴化镧用于高能天体物理探测器。与所有的双折射器一样，非比例性的问题很重要，因为它会影响探测器的能量分辨率。在这项研究中，我们研究了如何碘化锶掺杂铕的非比例性的变化作为温度16 ℃的函数。C至60度。通过加热将掺铕碘化锶闪烁体与光电倍增管分离。在一个单独的实验中，我们还调查了在高能量（高达6兆电子伏）的碘化锶掺杂铕在位于美国宇航局戈达德太空飞行中心的测试设施的非比例性。我们发现，非比例性增加几乎单调的掺杂铕闪烁体的碘化锶的温度增加，虽然有证据表明，在40度附近的非单调行为。C，可能是由于材料中捕获的电荷载流子。我们还发现，在662 keV至6.1 MeV的能量范围内，掺杂铕的碘化锶的非比例性的变化约为1.5%至2%。
2014-10-23 astro-ph.IM physics.ins-det
A measurement method of a detector response function for monochromatic electrons based on the Compton scattering
本文提出了一种利用γ射线标定闪烁探测器能量的方法。该技术是基于γ射线在闪烁探测器中的康普顿散射和随后在Ge探测器中的散射光子的光电吸收。这种方法的新颖之处在于，伽马射线源、锗和闪烁探测器直接彼此相邻布置。当探测器的康普顿效应与光电吸收的比值较大，γ射线的平均路径与探测器的尺寸相当时，该方法为低原子序数材料构成的探测器提供了一种有效的解决方案。该技术可用于精确测量闪烁体光产额对电子能量的依赖性。
2016-04-13 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Portable neutron/gamma scintillation detector for status monitoring of accelerator-driven neutron source IREN
本文研制基于MAPD与塑料闪烁体的便携式中子/伽马计数器，用于IREN靶厅束流状态监测，并验证计数率随2–50 Hz加速器频率变化。
2023-04-26 nucl-ex physics.ins-det
Compton suppressed scintillation spectrometer based on a cluster of 9$\times$CeBr$_{3}$-NaI(Tl) phoswich detectors
本研究设计并测试了基于9个CeBr₃-NaI(Tl)光电倍增探测器的康普顿抑制谱仪，确定了伽马谱康普顿部分的抑制因子和中子探测效率与能量的关系。
2025-12-03 nucl-ex physics.ins-det
Reduction Signals Method Preserving Spatial and Temporal Capabilities
在伽马射线成像中，闪烁晶体通常用于将伽马辐射转换成可见光。光电传感器用于将这种光转换为可测量的信号。根据应用，目前使用几种类型的光电传感器，最已知的是位置敏感光电倍增管（PSPMT）或硅光电倍增器（SiPM）阵列。已经研究了减少来自这些光电传感器的输出信号的数量，以便在不影响系统性能的情况下降低系统成本和复杂性。在这里，我们提出了两种不同的减少方案，而不会降低检测器的性能，保持良好的空间，能量和时间分辨率，特别适合于单片闪烁晶体的探测器。我们已经进行了比较的结果，将显示。
2018-06-22 physics.ins-det
Measuring Fast Neutrons with Large Liquid Scintillation Detector for Ultra-low Background Experiments
我们开发了一个12升体积的中子探测器，充满了液体闪烁体EJ 301，测量中子在地下实验室，其中暗物质和中微子实验的位置。探测器目标是一个圆柱体，内部涂有反射涂料（95%反射率），可显著增加探测器的光收集。我们演示了几种校准技术，使用点源和宇宙射线μ子的能量高达20兆电子伏的大型液体闪烁探测器。首次使用大型液体闪烁体显示了使用脉冲形状鉴别的中子-伽马分离，其中几个MeV中子到数百个MeV中子。
2013-06-12 hep-ex physics.ins-det
Operation of a 1-Liter-Volume Gaseous Argon Scintillation Counter
我们已经建立了一个气相氩离子化检测器，用于测量小的核反冲能（< 10 keVee）。在本文中，我们描述了探测器对X射线和伽马校准源的响应，包括脉冲形状分析、软件触发、气体含量优化以及信号的能量和位置依赖性。我们比较我们的实验结果与模拟使用5.9千电子伏的X射线源，以及更高能量的伽马源高达1332千电子伏。最后，我们描述的检测器，DAQ，和软件设置优化的测量气态氩中的低能核淬灭因子。这项工作是在美国能源部的主持下由劳伦斯利弗莫尔国家实验室进行的，部分根据合同W-7405-Eng-48，部分根据合同DE-AC 52 - 07 NA 27344。由整个实验室LDRD资助。LLNL-JRNL-415990-草案。
2009-08-22 hep-ex physics.ins-det
Multi-site Event Discrimination in Large Liquid Scintillation Detectors
已经进行了模拟研究，以探索在大规模液体闪烁探测器中区分单站点和多站点能量沉积的能力。已经发现了一种稳健的方法，该方法被预测为导致各种各样的事件类的显著统计分离，提供了一种强有力的工具来区分背景并打破信号提取中的重要简并。这对液体闪烁体从$^{130}$ Te和$^{136}$ Te中寻找无中微子双β衰变（$0νββ$）具有特别相关的影响，其中可以将真实的$0νββ$信号与大多数放射性背景（包括来自宇宙成因产生的放射性背景）以及来自目标同位素的未知伽马线区分开。
2019-07-22 hep-ex physics.ins-det
Neutron Energy Spectrum Measurements with a Compact Liquid Scintillation Detector on EAST
在EAST装置上采用EJ 301液体闪烁体中子探测器测量了D-D聚变等离子体的中子能谱。该探测器的特点是仔细在不同的准单能中子场产生的4.5 MV的范德格拉夫加速器。在最近的实验活动中，由于EAST的中子产额低，设计了一种新的屏蔽装置，并将其放置在尽可能靠近托卡马克的位置，以提高谱仪的计数率。用液体中子能谱仪测量了中子和γ射线的注量，与3 He正比计数器和NaI（Tl）γ射线能谱仪测量结果一致。等离子体离子温度值推导出从低杂波注入和离子回旋共振加热放电中的中子谱。用蒙特卡罗输运程序模拟了散射中子能谱，并通过低能脉冲高度测量得到了很好的验证。
2013-04-27 nucl-ex physics.ins-det
Development and Flight Trial of a UAV-based Gamma Ray and Neutron Detection System for Large-Area Radioactivity Mapping and Source Activity Estimation
本研究开发了搭载基于SiPM的NaIL闪烁探测载荷的多旋翼无人机辐射探测系统，建立解析效率模型，通过室内试验验证可在0.5米内定位放射源且活度估算误差≤10%，为大面积高效低成本辐射监测提供方案。
2025-10-28 physics.ins-det
Nonlinear scintillation effects in the intrinsic luminescence from Sc$_{1.318}$Y$_{0.655}$Si$_{1.013}$O$_{4.987}$ crystal excited by electrons and gamma-quanta
本研究通过电子和γ量子激发，研究了同成分Sc基硅酸盐晶体的本征发光，发现非线性闪烁效应导致光谱蓝移、衰减时间缩短及产额非线性依赖，并归因于电子激发间的非辐射猝灭。
2024-08-17 cond-mat.mtrl-sci hep-ex physics.ins-det
Geant4-based calibration of an organic liquid scintillator
用单能和多能γ射线源对NE-213 A有机液体闪烁体探测器进行了光产额刻度。在光电倍增管中检测闪烁光，并在逐个事件的基础上对相应的脉冲进行波形数字化。由此产生的康普顿边缘进行了分析，使用Geant 4模拟的探测器，模型的电离辐射的相互作用以及闪烁光子的运输。模拟校准，并比较用于确定康普顿边缘的既定处方，最终导致光产额校准功能。在这个过程中，基于模拟的方法产生了关于探测器的增益和固有脉冲高度分辨率的信息。它还促进了以前无法理解的系统的不确定性与校准的反硝化光产额。模拟为基础的方法也比较了良好的既定的数值处方定位康普顿边缘。最终，模拟预测的光输出校准比处方低17%。这些校准表明，与给定的伽马射线相关的闪烁光的大约35%到达光阴极。值得注意的是，两个有50年历史的校准有机蒸发器中蒸发光产额的处方经受住了时间的考验。
2021-10-22 nucl-ex physics.ins-det
A SiPM-based ZnS:$^6$LiF scintillation neutron detector
在这里介绍的工作中，我们建立和评估了一个单通道中子探测单元组成的ZnS：$^6$ LiF闪烁体嵌入WLS光纤读出的SiPM。该单元具有2.4 x 2.8 x 50 mm $^3$的敏感体积; 12根直径为0.25 mm的WLS光纤均匀分布在该体积上，并耦合到1 x 1 mm $^2$有源区SiPM。我们报告了以下性能参数：在$1.2\,Å$的中子探测效率$\sim 65\,$ %，本底计数率$< 10^{-3}$ Hz，与$^{60}$ Co源的γ灵敏度$< 10^{-6}$，死时间$\sim 20\,μ$ s，多计数比$< 1\,$ %。所有这些参数都达到了$\sim 2\,$ MHz的SiPM暗计数率。我们认为这样的探测单元作为一个基本的积木实现一维多通道探测器的中子散射实验技术中的应用。单元的尺寸和嵌入光纤的数量可以变化，以满足特定的应用要求。SiPM暗计数率的上限$\sim 2\,$ MHz允许在需要时使用具有更大有效面积的SiPM。
2014-08-26 physics.ins-det
Scintillation Event Localization in Hemi-Ellipsoid Detector for SPECT, a simulation study using Geant4 Monte-Carlo
之前提出了一种使用弯曲晶体和针孔准直的高灵敏度心脏SPECT系统（Dey，IEEE TNS 2012，Bhusal等人，Med.Phys.2019）。在这里，我们假设，高曲率半椭圆探测器导致在晶体中的不同深度的事件在光分布的可测量的差异。这是通过使用Monte-Carlo（Geant 4）分析半椭球探测器中的闪烁光并评估探测器处的定位误差和物空间中的反向投影误差来测试的。我们使用Geant 4模拟闪烁光在单片半椭球CsI晶体中的传播。使用Geant 4创建查找表（LUT）以将晶体内部的点映射到晶体表面上的预期光图案。在晶体的13个区域中，模拟伽马射线，并捕获表面上产生的闪烁体光强度，作为我们的实验相互作用。开发了基于泊松统计的算法，以将伽马射线事件位置的搜索限制在LUT的小区域中，并通过比较伽马相互作用的光分布和LUT光图案在所选LUT点之间进行插值来进行微调。局部事件被单独地反向投影到对象中平面，并记录误差。排除一些离群值（高达2%），所有区域的平均局部误差为0.71（+/-0.44）mm，顶点处的最差情况为1.36（+/-0.67）mm。由于探测器提供的系统放大倍数较高，因此当反向投影到心脏SPECT的对象中平面时，误差<1 mm，平均误差为0.4（+/-0.22）mm。因此，对于我们的高灵敏度系统，我们也能够实现高分辨率，假设心脏SPECT应用的针孔准直器分辨率恢复完美。
2022-04-22 physics.ins-det physics.med-ph
Position Reconstruction in a Dual Phase Xenon Scintillation Detector
研究了统计重建算法极大似然法和最小二乘法在双相液氙探测器事例重建中的应用。提出了一种迭代方法，用于从未准直γ射线源的校准数据中原位重建PMT光响应函数。使用所述技术，研究了ZEPLIN-III暗物质探测器针对122 keV伽马射线的性能。对于探测器内部（R<100 mm），在水平面上测量到的一次和二次闪烁的空间分辨率分别为13 mm和1.6 mm FWHM。在该能量下实现了8.1%FWHM的能量分辨率。目前正在研究使用这种技术来提高闪烁照相机的性能并降低其成本的可能性。
2012-09-26 astro-ph.IM physics.ins-det physics.med-ph
All-directional gamma-ray imaging using a NaI(Tl) scintillator with double-sided SiPM readout
Institute for Nuclear Research of the National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院核物理研究所）
提出基于双端读出NaI(Tl)晶体的紧凑型全向伽马成像系统，通过混合方向重建算法（主动掩蔽与晶体内部康普顿成像）实现高精度定位，满足核安全与应急监测需求。
2026-06-28 physics.ins-det
2 inch Molecular Organic Glass Scintillator for Neutron-Gamma Discrimination
在这篇手稿中，我们报告了新型有机玻璃闪烁体的闪烁特性和脉冲形状鉴别（PSD）性能。测试了两个尺寸为2x2英寸的圆柱形样品。此外，这两个样品用于堆叠配置，以测量尺寸为2x 4英寸的样品的PSD特性。这项研究包括测量中子/伽马鉴别能力、发射光谱、光电子产额和分析伽马射线和快中子相关事件产生的光脉冲形状。将结果与先前使用EJ-276塑料闪烁体、EJ-309液体闪烁体和二苯乙烯单晶记录的数据进行比较。
2023-01-17 physics.ins-det
Pulse Shape Discrimination and Exploration of Scintillation Signals Using Convolutional Neural Networks
我们演示了使用卷积神经网络来执行中子-伽马脉冲形状鉴别，其中网络的唯一输入是由6LiF：ZnS（Ag）闪烁体和PVT塑料制成的双闪烁体探测器元件的原始数字化SiPM信号。通过将检测器暴露于AmBe源来创建现实的标记数据集以训练网络，并且使用利用单独PMT的数据驱动方法来为记录的信号分配标签。将该方法与电荷积分和连续小波变换方法进行比较，发现其提供了更高水平的区分度，实现了0.995 +/-0.003的AUC。我们发现，神经网络能够直接从原始数据中提取可解释的特征。此外，通过使用t-SNE算法可视化网络的高维表示，我们发现这种方法不仅对训练数据集的轻微错误标记具有鲁棒性，而且可以识别超出原始标记的信号中的底层子结构。这种技术可以用于以一种新的方式探索和聚类复杂的原始检测器数据，这种方式可能比标准分析方法揭示更多的见解。
2018-07-18 physics.ins-det
The Digital discrimination of neutron and γ ray using organic scintillation detector based on wavelet transform modulus maximum
研究了一种基于小波变换模极大值（WTMM）的有机闪烁中子和γ射线鉴别新算法。用快速数字取样示波器记录了BC501A有机液体闪烁探测器在混合辐射场中产生的电压脉冲。在闪烁探测系统中，大多数利用脉冲时域特征的脉冲形状鉴别方法的性能都受到噪声的强烈影响。然而，基于频域特征的WTMM方法对噪声具有很强的不敏感性，可以根据尺度空间平面上正模极大值曲线和负模极大值曲线的渐近衰减趋势不同来区分中子和γ射线事件。该技术已被验证了相应的混合场数据评估的飞行时间（TOF）方法和频率梯度分析（FGA）方法。结果表明，基于WTMM的中子和γ鉴别方法与TOF方法具有一致性，优于FGA方法。此外，由于WTMM方法本身就是一种消除噪声的方法，因此不需要对脉冲进行任何预处理。
2013-04-17 nucl-ex physics.ins-det
Virtual Point Source Synthesis method for 3D Scintillation Detector Characterization
提出了一种新的数据处理方法，以方便闪烁探测器的表征。结合扇束定标，该方法可用于SPECT、PET、国土安全或天文等领域的γ射线探测器的快速、方便的定标。与传统的定标方法相比，该方法可以在很短的时间内对光子计数探测器进行精确的定标，包括DOI信息。该技术的使能部分是扇形束扫描与称为共同数据子集（CDS）方法的数据处理策略相结合，该方法用于合成探测器的平均探测器响应函数（MDRF）。使用这种方法，$2N$扫描（X方向上的$N$和y方向上的$N$）是完成2D检测器的校准所必需的，这与使用笔形射束的$N^2$扫描相反。对于3D探测器校准，仅需要$3N$扫描来实现包括DOI信息的3D探测器MDRF。此外，这种校准技术可以用于具有复杂或不规则MDRF的探测器。我们提出的蒙特卡罗模拟和实验结果，支持这种方法的可行性。
2021-06-23 physics.ins-det physics.med-ph
Performance of a Chamber for Studying the Liquid Xenon Response to Nuclear Recoils
本文介绍了一个装有7个2英寸光电倍增管的1.2升液体氙室的设计和性能，其目的是研究氙对γ射线和中子的闪烁响应。用伽马射线的测量表明高的VUV光收集效率导致每IkeV的沉积能量约5.5个光电子。能量分辨率（FWHM）为18%和22%，分别为122 keV和511 keV的伽马射线。提出了一种重建（x，y）平面闪烁坐标的算法，并进行了实验验证。位置分辨率估计为6.9毫米（西格玛）为122千电子伏的伽马射线。
2005-01-14 astro-ph physics.ins-det physics.space-ph
Feasibility study of multiplexing analog signals from SiPMs for a single layer monolithic PET detector design
本研究通过GATEv8.2模拟单层单片PET探测器模块，探讨将32个SiPM模拟信号多路复用到不同数量输出时的空间分辨率，发现多路复用减少通道数仍能实现良好分辨率，可降低制造成本。
2025-02-11 physics.ins-det
Photoneutron Detection in Lightning by Gadolinium Orthosilicate Scintillators
在2017年11月24日的冬季雷暴期间，发生了向下的地面伽马射线闪光，并引发了与大气氮和氧核的光核反应，与日本柏崎-嘉柏核动力站的闪电放电相一致。我们用安装在海平面上的硅酸钆闪烁晶体直接探测了光核反应产生的中子。包括在闪烁晶体中的两种钆同位素$^{155}$ Gd和$^{157}$ Gd具有对热中子的大的中子捕获截面，例如$^{155}$ Gd（n，$γ$）$^{156}$ Gd和$^{157}$ Gd（n，$γ$）$^{158}$ Gd。来自$^{156}$ Gd和$^{158}$ Gd的去激发伽马射线在闪烁晶体中自吸收，并且产生可以与其他非中子信号区分开的谱线特征。中子爆发持续时间为$\sim$ 100~ms，在电厂内两个观测点的中子注量估计为$>$ 52和$>$ 31~ neutron ~cm $^{-2}$。正硅酸钆闪烁体可作为闪电中热中子的有效探测器。
2020-05-19 physics.ao-ph physics.ins-det
