Solar neutrino interactions with liquid scintillators used for double beta decay experiments
太阳中微子与双β衰变探测器（DBD）相互作用，因此将为DBD实验提供本底（BG）。由于太阳中微子的背景贡献进行了评估，它们与用于DBD实验的液体闪烁探测器中的原子电子和原子核的相互作用。它们被证明是严重的背景高灵敏度DBD实验，以寻找在倒置和正常的层次结构区域的马约拉纳中微子质量。
2016-02-01 physics.ins-det
Slow-Fluor Scintillator for Low Energy Solar Neutrinos and Neutrinoless Double Beta Decay
通过一系列的模拟研究，探讨了利用慢荧光液体闪烁器研究低能太阳中微子和无中微子双β衰变（0nbb）的可能性。假设的主要荧光的荧光模型具有类似于苊的特性，最近用来证明切伦科夫分离在1兆电子伏左右的能量。这里的结果表明，显着更好的定向重建在大型探测器比以前所建议的其他方法，允许更好地识别低能量的太阳中微子。这些研究表明，使用目前可用的光电倍增管，覆盖率仅为30%的探测器可以在几千吨年的曝光时间内测量CNO太阳中微子通量，精度超过10%（足以区分金属丰度模型）。在0nbb方面的研究表明，分离机制的基础上的角分布的能力是弱的，但拒绝太阳中微子背景与这样的技术可能会接近一个因素的10个端点能量接近2.5兆电子伏的角半球定义的太阳方向。
2022-05-23 hep-ex physics.ins-det
Separating Double-Beta Decay Events from Solar Neutrino Interactions in a Kiloton-Scale Liquid Scintillator Detector By Fast Timing
我们提出了一种分离核双β衰变（$ββ$ -衰变）事件的背景中微子相互作用，由于$^{8}$ B衰变在太阳。这种背景在地下深处的千吨级液体闪烁体探测器中占主导地位，并且由于沉积能量与信号的重叠，通常被认为是不可约的。然而，来自0 $νββ$ -衰变的电子通常超过液体闪烁体中的切伦科夫阈值，产生快速的并且在方向上与初始电子方向相关的光子。大面积快速光电探测器的使用允许从延迟的各向同性闪烁光中分离出这些提示光子，从而有可能重建事件拓扑结构。利用一个半径为6.5 m的液体闪烁体探测器和100 ps分辨率的光电探测器的模拟，我们证明了对早期到达光的球谐分析可以在统计的基础上区分0 $νββ$衰变信号和$^{8}$ B太阳中微子背景事件。良好的分离将需要开发具有5纳秒上升时间的慢速闪烁体。
2016-09-30 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Next-Generation Liquid-Scintillator-Based Detectors: Quantums Dots and Picosecond Timing
基于液体闪烁体的探测器是一种强大的技术，可以很好地扩展到大容量。由于这个原因，它们对于寻找无中微子双β衰变的实验很有吸引力。改进的光检测技术和新型液体净化器的组合可以允许除了颗粒的总能量之外还提取颗粒方向。这样的进展将在无中微子双β衰变研究之外找到应用。
2013-07-10 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Nonproportional Response of a GAGG Scintillator to Beta and Gamma Radiation over a Wide Energy Range in PIKACHU
University of Tsukuba（筑波大学）；Mirion Technologies (Canberra) KK（美林科技（堪培拉）有限公司）；Tohoku University（东北大学）；C&A Corporation（C&A公司）；Tokushima University（德岛大学）；Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine（带广畜产大学）；The University of Osaka（大阪大学）
本研究在PIKACHU实验中，评估了GAGG闪烁体在50-2614 keV能区对β、γ射线的非比例响应，发现γ射线响应更强，该响应可提升本底模型准确性，对实验本底建模与能量校准有重要意义。
2026-08-07 hep-ex physics.ins-det
A tin-loaded liquid scintillator approach for the 2 neutrino double-beta decay measurement of Sn-124
提出了一种新的基于载锡闪烁体的Sn-124双β衰变半衰期测量实验。测量了所制备的闪烁体的长期稳定性和光学性能。此外，一个复杂的估计，由于宇宙射线spiriton锡的背景已被执行。结果表明，这样的测量是可行的，可以达到10^22年的半衰期，从而涵盖了目前对这种衰变模式的所有理论预测。
2017-07-25 nucl-ex physics.ins-det
Combining Hybrid and Opaque Scintillator Techniques in the Search for Double Beta Plus Decays
本文提出一种结合混合与不透明闪烁体探测器技术及新型光读出技术的新探测器概念，用于探测双β加衰变，预计在1吨周曝光量内发现双中微子模式，并以数个数量级提升的显著性探测无中微子模式。
2025-07-11 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
A Method to Load Tellurium in Liquid Scintillator for the Study of Neutrinoless Double Beta Decay
本文提出一种将碲载入液体闪烁体的方法，通过合成油溶性碲化合物实现高灵敏度无中微子双贝塔衰变搜寻，兼具低放射性本底与高光产额。
2023-04-04 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Characterization of positronium properties in doped liquid scintillators
当正电子在液体闪烁体介质中相互作用时，正电子素（o-Ps）的形成和衰变可以代替湮灭过程。由正电子素衰变引起的延迟代表了通过逆β衰变进行反中微子探测的潜在特征，或者是识别和抑制正电子背景，如最近的Borexino实验所证明的那样。o-Ps的形成概率和衰变时间强烈依赖于周围的物质。在本文中，我们描述的o-Ps的性质作为钆，锂，钕，碲，目前和未来的中微子实验所使用的掺杂剂的浓度的函数的液体稀释剂。特别是，钆和锂是高中子截面同位素，广泛用于反应堆反中微子实验，而钕和碲是双β衰变发射体，用于研究马约拉纳中微子的性质。未来的中微子实验可能会受益于所执行的测量，以调整闪烁体的制备，以最大限度地提高o-Ps签名，从而提高辨别能力。
2013-08-02 hep-ex physics.ins-det
Neutrinoless Double Beta Decay with SNO+
SNO+将在780吨线性烷基苯液体闪烁体中装载0吨钕，以寻找无中微子双β衰变。使用天然Nd在0.1%的负载将提供43.7公斤的150 Nd，其丰度为5.6%，并允许实验在3年的运行中达到100-200 meV的有效中微子质量在90% C.L的灵敏度。SNO+探测器具有超低背景，具有7000吨的水屏蔽和闪烁体的自屏蔽。将使用蒸馏和其他几种纯化技术，目的是达到Borexino的背景水平。该实验资金充足，轻水数据采集将于2012年开始，闪烁体数据采集将于2013年开始。
2012-01-30 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Scintillation balloon for liquid scintillator base Neutrinoless double beta decay search experiments
液体闪烁体基础实验KamLAND-Zen设定了无中微子双β衰变半衰期的下限，升级项目KamLAND-Zen 800已于2019年启动。不幸的是，该项目需要一些本底，其中一个主要的本底是在氙装载液体闪烁体容器（迷你气球）中的214 Bi的β/γ射线。为了排除背景，我们建议在未来的微型气球中使用闪烁膜。如果我们能用闪烁探测器标记214 Po的α射线，我们就能用延迟符合分析法消除214 Bi事件。最近，据报道，聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）可以用作具有蓝色光子发射的闪烁体。PEN与强溶剂具有化学相容性，因此有可能用于液体闪烁体。在本报告中，我们将提到有关透明度和发射光谱，光产额，放射性，薄膜强度等可行性研究的结果。我们还展示了直径为800 mm的测试尺寸的闪烁气球，并讨论了如何在KamLAND中使用闪烁气球。
2019-12-16 astro-ph.CO nucl-ex physics.ins-det
A Scintillator Purification Plant and Fluid Handling System for SNO+
为SNO+中微子和双β衰变实验建造了一个大容量净化装置和流体处理系统，该装置位于加拿大SNOLAB地下6800英尺处。SNO+是对SNO探测器的翻新，将基于线性烷基苯（LAB）和2 g/L PPO的液体闪烁体填充到丙烯酸容器中，并且还具有将天然碲加载到闪烁体中的阶段，用于130 Te的双β衰变实验。该工厂包括多阶段双流蒸馏、柱水萃取、汽提和功能化硅胶吸附柱。该工厂还包括用于制备具有PPO的闪烁体和用于双β衰变暴露的金属装载闪烁体的系统。我们回顾了设计的基础，净化原理，工厂的规格，以及施工和安装。更新施工和调试状态。
2015-06-29 nucl-ex physics.ins-det
Search for neutrinoless double-beta decay with SNO+
SNO+实验位于加拿大萨德伯里附近克雷顿矿地下2公里处的SNOLAB，是一个大型中微子探测器，其主要目的是寻找无中微子双β衰变，从而探测中微子的马约拉纳性质。利用780吨装有碲的液体闪烁体，SNO+旨在探索马约拉纳中微子质量参数空间到倒置质量等级区域。SNO+探测器的多功能性还使其能够探测太阳和反应堆中微子，提供地中微子通量的测量，探测银河系核心坍缩超新星并进行核子衰变搜索。SNO+实验目前正在使用充满超纯水的探测器获取数据。探测器将在未来几个月内完全装满液体闪烁体，随后装载碲。
2018-09-17 hep-ex physics.ins-det
Probing neutrinoless double beta decay with SNO+
探测无中微子双β衰变是SNOLAB的多用途中微子探测器SNO+的主要目标之一。为了实现这一目标，SNO探测器已经被调整，使得它可以填充有Te装载的液体闪烁体。在初始双β阶段，目标负载为0.3%天然Te，其等于$\sim790$ kg双β同位素。估计对无中微子双β衰变的敏感性需要一个很好理解的背景模型。对于SNO+，这是通过考虑所有可能的背景贡献的综合研究提供的，无论它们是来自液体闪烁体混合物内、探测器的周围部分还是其他不可约的背景。考虑到这些因素，在初始阶段运行5年，预期灵敏度为90% CL时的$T_{1/2}^{0νββ} = 9.4\times10^{25}$。在这些程序中，我们介绍了Majoron发射无中微子双β衰变模式，SNO+也可能是敏感的。
2015-05-01 hep-ex physics.ins-det
Solubility, Light Output and Energy Resolution Studies of Molybdenum-Loaded Liquid Scintillators
寻找无中微子双β衰变是全球中微子物理计划的重要组成部分。目前正在研究的一种双β衰变同位素是100 Mo。在这篇文章中，我们讨论了一个可行性研究的结果，调查使用的氘装载液体闪烁体。一个大的，氘装载液体闪烁体探测器是一个潜在的设计，低背景，内部源无中微子双β衰变搜索与100钼。本文概述的程序包括含钼溶质的选择，澄清溶剂和混合物作为辐射探测器的性能评价。
2010-09-03 nucl-ex physics.ins-det
Search for double beta decay of $^{116}$Cd with enriched $^{116}$CdWO$_4$ crystal scintillators (Aurora experiment)
在Gran Sasso地下实验室，正在利用1.162千克钨酸镉晶体蒸发器研究$^{116}$ Cd的双β衰变，该蒸发器中的$^{116}$ Cd含量达到82%。测量了$^{116}$ Cd相对于两个中微子双β衰变的半衰期，其最高精度为$T_{1/2}=(2.62\pm0.14)\times10^{19}$年。实验对$^{116}$ Cd到$^{116}$ Sn基态的无中微子双β衰变的灵敏度估计为90 CL时的$T_{1/2} \geq 1.9\times10^{23}$ yr，它对应于有效Majorana中微子质量极限$\langle m_ν\rangle \leq (1.2-1.8)$ eV.对$^{116}$ Cd到$^{116}$ Sn激发态的双β衰变和无中微子双β衰变的强子发射给出了新的极限。
2016-01-21 nucl-ex physics.ins-det
First scintillating bolometer tests of a CLYMENE R&D on Li$_2$MoO$_4$ scintillators towards a large-scale double-beta decay experiment
在CLYMENE项目中开始了一项新的锂吸收器研发工作（用于稀有事件探测器的吸收测辐射热计的Li $_2$ MoO $_4$晶体的提拉生长）。CLYMENE的主要目标之一是实现Li $_2$ MoO $_4$晶体生长线，以补充LUMINEU最近开发的CUPID的大规模生产能力，CUPID是下一代吨级测热实验，用于寻找无中微子双β衰变。在本文中，我们报告的性能和放射性纯度的158克和13.5克的闪烁测辐射热计的基础上的第一个大质量（230克）锂$_2$钼$_4$晶体闪烁体的CLYMENE项目内开发的调查。特别是，良好的能量分辨率（在0.2- 5 MeV的能量范围内，2- 7 keV的半高宽），最高的光产额之一（0.97 keV/MeV），在Li $_2$ MoO $_4$双折射测辐射热计中，对α粒子进行了有效的鉴别（10 $σ$）和潜在的低内部放射性污染（U/Th低于0.2- 0.3mBq/kg，但1.4 mBq/kg $^{210}$ Po）展示了CLYMENE在开发CUPID用高质量和放射性纯Li $_2$ MoO $_4$还原剂方面的前景。
2018-03-08 physics.ins-det
CdWO4 crystal scintillators from enriched isotopes for double beta decay experiments
研制了富集~（106）Cd和~（116）Cd的钨酸镉晶体沉淀剂。所生产的闪烁体具有良好的光学和闪烁性能，以及低水平的放射性污染。研究106 Cd和116 Cd的双β衰变的实验正在INFN（意大利）的Gran Sasso国家实验室进行。展望了用重结晶法进一步提高探测器放射性纯度的前景。
2013-02-20 nucl-ex physics.ins-det
SANDD: A directional antineutrino detector with segmented 6Li-doped pulse-shape-sensitive plastic scintillator
我们提出了一个小的（9升）和移动的0.1%6锂掺杂的脉冲形状敏感的塑料闪烁体antineutrino探测器称为SANDD（分段反中微子定向探测器），构造近场反应堆监测的目的与antineutrino方向的灵敏度的表征。SANDD包括三种不同类型的模块。开发了详细的蒙特卡罗模拟代码来匹配和验证三个模块中的每一个的性能。然后使用组合模型来预测整个检测器的性能。建立分析切割以分离反中微子逆β衰变事件，同时拒绝大部分背景。中子和正电子探测效率分别为34.8%和80.2%，而符合探测效率为71.7%，导致反β衰变探测效率为20.05 +/- 0.2%（统计）。+/- 2.1%（系统）。预测的方向灵敏度的SANDD产生的方位角方向的不确定性为20度，每100个检测到的反中微子事件。
2021-04-30 hep-ex physics.ins-det
Space-Time Discriminant to Separate Double-Beta Decay from $^8$B Solar Neutrinos in Liquid Scintillator
提出了一种在液体闪烁探测器中分离双β衰变与$^8$ B太阳中微子相互作用的方法。该技术利用光电子（PE）的位置和时间来分离各向同性闪烁光中的方向性切伦科夫光的候选事件的运动学重建。在这里，我们引入一个切伦科夫闪烁时空边界定义为光锥在二维空间的到达时间和极角的每个PE相对于轴从中心的检测器的顶点。位于边界附近的PE对应于早期发射的光子，并且包含高比例的定向切伦科夫PE。我们应用从到每个单独PE的边界的距离导出的权重，然后在球谐分析中使用该权重，该球谐分析将双β衰变的双轨事件拓扑与$^8$ B事件的单轨拓扑分开。Geant-4模拟假设探测器半径为6.5 m，填充有$^{130}$ Te负载的液体闪烁体，并被时间和空间分辨率分别为100 ps和3 mm的光电探测器包围。的闪烁特性和光探测器的量子效率后KamLAND建模。假设一个3米半径的基准体积，65%的光覆盖率和顶点分辨率为$σ_{r_v} = $ 5.2厘米，在2.53 MeV的重建事件拓扑的方法预测因子1.3和2.3的背景抑制在90%和70%的信号效率分别。此外，切伦科夫闪烁时空边界附近的PE可用于重建单电子候选事件的方向性，由于散射电子的方向与太阳位置之间的相关性，允许进一步的$^8$ B背景抑制。我们发现极和方位的角分辨率分别为0.46和0.84弧度。
2019-02-19 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
The nylon balloon for xenon loaded liquid scintillator in KamLAND-Zen 800 neutrinoless double-beta decay search experiment
KamLAND-Zen 800实验是利用$^{136}$载Xe液体闪烁体来寻找$^{136}$的无中微子双β衰变。液体闪烁体被封装在由薄、透明、低放射性薄膜制成的球囊内，我们称之为内球囊（IB）。IB除了保证液体密封外，还允许最小化来自宇宙成因μ子-spiritus产物和$^{8}$ B太阳中微子的背景。事实上，这些事件可能有助于在$^{136}$双β衰变Q值附近的感兴趣区域中的总计数。在本文中，我们提出了一个IB的概述，并描述了其调试的各个步骤，最大限度地减少放射性污染，从材料的选择，气球的制造和安装在KamLAND探测器。最后，我们展示了IB对KamLAND背景的影响，由KamLAND探测器本身测量。
2021-06-04 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Characterizing Quantum-Dot-Doped Liquid Scintillator for Applications to Neutrino Detectors
液体闪烁体探测器广泛应用于现代中微子研究。半导体纳米晶体（称为量子点）的独特光学性质为改进标准液体闪烁体提供了有趣的可能性，特别是当与新的光电探测技术相结合时。量子点还提供了一种用候选同位素掺杂闪烁体以用于无中微子双β衰变搜索的手段。本文首次研究了量子点掺杂液体闪烁体在紫外光和放射性光源下的闪烁特性。
2012-10-12 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Elimination of the effect of internal activity in LaCl3:Ce scintillator
卤化镧闪烁体探测器因其优异的能量和时间分辨率而广泛用于核谱学实验。尽管具有这些优点，但这些散射器中的固有α和β污染对其在稀有事件检测中的使用造成了严重的限制。在目前的工作中，脉冲形状歧视（PSD）与快速数字化仪已被证明是一种有效的方法来分离的α污染的影响，从光谱。β谱的形状已经产生的Monte Carlo模拟代码的帮助下，它的贡献已经从频谱中消除。已经证明了由内在β和α活性产生的背景事件的减少。本研究将鼓励这些探测器在与核天体物理学有关的低截面测量实验中的应用。
2020-06-18 nucl-ex nucl-th physics.ins-det
Theia: A multi-purpose water-based liquid scintillator detector
最近在液体闪烁体化学和快速定时光电传感器领域的发展为能够解决广泛的物理问题的新一代大型探测器铺平了道路。水基液体闪烁体是一种新型的探测介质，它结合了纯水的低衰减、精确方向重建、低成本等优点和液体闪烁体的高光产额、低探测阈值等优点。当与高效率，快速定时的光电传感器，如大面积皮秒光电探测器相结合时，水基液体闪烁体在中微子物理和BSM研究中表现出巨大的潜力。Theia是一个50千吨级多用途中微子探测器，旨在联合部署这两种技术，以实现其物理计划目标，包括确定中微子质量等级和轻子部分的CP破坏阶段，探测太阳中微子，反应堆中微子和超新星中微子，以及寻找无中微子的双β衰变和质子衰变。
2018-09-17 hep-ex physics.ins-det
Measuring Directionality in Double-Beta Decay and Neutrino Interactions with Kiloton-Scale Scintillation Detectors
大型液体闪烁体探测器由于其良好的能量分辨率和可扩展性，已被证明是非常有效的低能量中微子测量。使用切伦科夫光和快速计时增加方向信息将增强这些探测器的科学范围，特别是在寻找无中微子双β衰变方面。在本文中，我们开发了一种技术，用于提取粒子的方向，使用切伦科夫和闪烁光的到达时间的差异，并评估几个探测器的时间，光电探测器的光谱响应，和闪烁体发射光谱，可用于使方向重建在千吨级探测器的现实进展。
2014-01-31 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
An exploratory study of a tellurium-loaded liquid scintillator based on water and p-dioxane
Tsinghua University（清华大学）
本研究探索了一种不含表面活性剂的含水路线，通过含碲酸的水溶液与对二氧杂环、萘和PPO组成的水溶性有机闪烁体结合，以提高碲负载的闪烁体性能。
2025-12-12 hep-ex physics.ins-det
Performance of compact plastic scintillator strips with WLS-fiber and PMT/SiPM readout
本文介绍了一种尺寸为0.1 * 0.02 * 2 m3的塑料闪烁体的设计和性能研究，该闪烁体可作为JUNO-TAO的宇宙射线μ子探测器的候选者。首先对3英寸光电倍增管耦合的带进行了单端和双端读出方案的测量和比较，然后对双端方案与SiPM耦合的带进行了进一步的测量和比较。在对所使用的3英寸PMT和SiPM进行详细表征之后，通过沿其长度的宇宙射线μ子的详细测量来确定条的性能。所提出的具有与SiPM耦合的WLS光纤的塑料闪烁体的紧凑条为宇宙射线μ子探测器提供了一个很好的选择，特别是对于有限的探测器尺寸。
2022-10-08 hep-ex physics.ins-det
Low background detector with enriched 116CdWO4 crystal scintillators to search for double beta decay of 116Cd
采用低热梯度提拉法生长了质量为1868 g的$^{116}$ Cd含量为82%的钨酸镉晶体。镉的同位素组成和晶体的痕量污染估计高分辨率电感耦合等离子体质谱。对从晶锭生产的晶体晶体衍射器进行表征，包括透射率和能量分辨率的测量。研制了一种由两个$^{116}$ CdWO $_4$晶体闪烁体（586 g和589 g）组成的低本底闪烁探测器。该探测器在INFN（意大利）的Gran Sasso国家实验室的地下深处运行了1727小时，从而可以估计浓缩晶体蒸发器的放射性污染。借助超低背景高纯锗$γ$检测器测试第三$^{116}$ CdWO $_4$样品（326 g）的放射性纯度。用蒙特卡罗模拟了$^{116}$ Cd中的$β$双衰变过程，并对寻找$^{116}$ Cd的$β$双衰变实验的灵敏度进行了估算.
2011-08-13 nucl-ex physics.ins-det
Production and Properties of the Liquid Scintillators used in the Stereo Reactor Neutrino Experiment
利用有机液体闪烁体中的反β衰变信号测量了立体反应堆实验（ILL Grenoble）中的电子反中微子谱。立体探测器的六个靶室填充有约1800升的Gd装载的液体闪烁体，其针对实验的要求进行了优化。这些靶细胞被包含没有Gd负载的液体闪烁体的类似细胞包围。本文介绍了这类制冷剂的发展和特点。特别地，讨论了有机液体的透明度、光产生和脉冲形状辨别能力。
2019-01-29 physics.ins-det
Implementation of a high-efficiency muon veto system for the GeSparK alpha-beta/gamma coincidence detector
本文为GeSparK α-β/γ符合探测器设计并实现由六个塑料闪烁体组成的高效μ子反符合系统，通过优化布置抑制宇宙线μ子本底，实测本底降低略低于93%。
2025-02-17 physics.ins-det
A Methanol-mediated Room-Temperature Synthesis of Tellurium-Loaded Liquid Scintillators for Neutrinoless Double Beta Decay Search
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；State Key Laboratory of Particle Detection and Electronics (Institute of High Energy Physics, CAS)（粒子探测与电子学国家重点实验室（中国科学院高能物理研究所））；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Beijing Normal University（北京师范大学）
本研究提出一种甲醇介导的室温合成含碲二醇化合物的方法，用于制备含碲液体闪烁体。该方法能耗低且安全，首次实现了高光学透明度的碲样品制备，并展示了长期光谱稳定性。
2026-04-16 physics.ins-det
Proton Light Yield in Organic Scintillators using a Double Time-of-Flight Technique
新型有机溶剂开发的最新进展需要现代表征能力。由于中子在这些材料中能量沉积的主要手段是n-p弹性散射，因此了解质子光产额是至关重要的。本工作建立了一个新的模型无关的方法，连续测量质子光产额在有机发光器在一个广泛的能量范围。使用在劳伦斯伯克利国家实验室的88英寸回旋加速器的氘分裂中子源和一系列有机增透器，通过双飞行时间技术测量来自Eljen Technology的市售有机液体增透器EJ-301和EJ-309的质子光产额。光产额是使用运动学过约束系统在1-20 MeV的质子能量范围内确定的。脉冲积分长度对质子光产额关系的大小和形状的影响也进行了探讨。这项工作能够精确模拟先进中子探测器的性能，并支持下一代中子成像系统的开发。
2020-10-04 physics.ins-det
Optical Properties of Quantum-Dot-Doped Liquid Scintillators
半导体纳米粒子（量子点）的研究背景下，即将到来的中微子实验的液体闪烁体的发展。量子点独特的光学和化学性质在无中微子双β衰变实验中具有广阔的应用前景。本文综述了用于大规模中微子探测器的液体扩散器的特殊要求，着重介绍了量子点掺杂的特点。在本文中，我们报告的衰减长度和三个商业量子点样品的荧光特性的实验室规模的测量结果。结果包括吸光度和发射稳定性测量，由于量子点样品的过滤而提高透明度，从溶液中分离量子点的沉淀测试以及量子点和荧光团PPO的能量转移研究。
2013-08-13 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
A new anti-neutrino detection technique based on positronium tagging with plastic scintillators
反β衰变反应中产生的正电子和中子的时空符合特性是反应堆中反中微子探测和地中微子实验的主要特征。这样的特征强烈地抑制背景，并且允许以相对高的信号背景比在地下执行测量。然而，在地上环境中，双重符合技术不足以有效地拒绝宇宙成因事件引起的高背景率。提高正电子-中子双重符合效率有可能为未来地面探测器用于反应堆监测铺平道路。我们提出了一种新的检测方案的基础上的三重符合，正电子电离，正电子偶素（o-Ps）衰变，和中子捕获，在夹层探测器与交替层的塑料闪烁体和气凝胶粉末。我们提出了一组专用的测量可实现的光产率和o-Ps的形成和寿命的结果。初步设计的检测器的信号检测和背景抑制的效率进行了讨论。
2015-06-30 hep-ex physics.ins-det
A compact beta particle momentum detector
Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
本文针对QuIPS实验设计了一款紧凑β粒子动量探测器，采用CMOS追踪器与SiPM读出的塑料闪烁体，实现低能β粒子探测及亚毫米级顶点重建，为中微子动量测量和重惰性中微子搜寻提供关键技术支持。
2026-08-10 hep-ex physics.ins-det
A laserball calibration device for the SNO+ scintillator phase
本文为SNO+闪烁体阶段研制了一种改进型激光球校准装置，通过模拟优化扩散特性，原型展示亚纳秒时间分辨率和准各向同性光分布，用于测量探测器光学特性及PMT增益和时间校准。
2023-11-21 hep-ex physics.ins-det
Development of a 3-D Position Sensitive Neutron Detector Based on Organic Scintillators with Double Side SiPM Readout
基于塑料闪烁体阵列的三维位置灵敏中子探测器正在研制中。使用双面SiPM读出来确定每个闪烁体单元中的相互作用深度（DOI）。在初步测试中，使用准直Co-60源在不同位置测量254 x 6 x 6 mm 3 SP101塑料闪烁体中的DOI。SiPM（KETEK PM 6660）信号由2.5GS/s数字示波器记录。使用幅度和时间信息两者来计算DOI结果。分别实现了2.5 cm和6.6 cm的位置分辨率（FWHM）。基于二维阵列的探测器能够记录入射中子的三维位置信息。三维探测器将与中子时间投影室一起用作定向快中子探测器。根据模拟结果，该相机的角分辨率（8度半高宽）远优于典型的中子散射相机。
2018-10-31 nucl-ex physics.ins-det
A hybrid organic/inorgaic scintillator for high performance measurements
中微子物理学领域新的实验研究计划要求新的探测器具有大质量、高能量分辨率和良好的背景抑制能力。本文提出了一种新型的混合有机/无机闪烁体，这是能够同时改善所有三个方面。这种闪烁体由悬浮在有机闪烁载体介质中的无机晶体的微观颗粒组成。由于晶体的多次散射，这种闪烁体在较长距离上看起来不透明，旨在用于专门的探测器。由于晶体相，它可以天然地包含大量的各种元素，因此足够大的检测器可以达到吨或多吨级的元素负载。同时，这种组合物可以产生非常高的光输出，并提供额外的颗粒识别能力。这种闪烁体的概念预计将为未来的中微子实验提供显着的优势，如无中微子双β实验和反应堆反中微子物理的搜索。
2018-07-02 physics.ins-det
Slow Fluors for Effective Separation of Cherenkov Light in Liquid Scintillators
研究了四种高效慢荧光剂在以线性烷基苯（LAB）为主溶剂的液体闪烁体溶液中的发光时间和光谱特性。该混合物表现出高的光产额，但上升时间为几纳秒或更长，衰减时间为几十纳秒的顺序。因此，这种液体闪烁体混合物可以用于基于大规模液体闪烁检测器中的定时有效分离切伦科夫和闪烁组分。这样的分离，显示出高的光产额和方向信息，在这里展示了一个台式规模的电子与能量低于1兆电子伏。这可能会对未来开发此类探测器产生重大影响，这些探测器可用于测量太阳中微子和无中微子双β衰变，并为超新星中微子和反应堆反中微子等的弹性散射事件提供良好的方向信息。
2020-05-23 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Additive manufacturing of inorganic scintillator-based particle detectors
无机絮凝剂广泛用于科学、工业和医疗应用。使用无机散射器的3D打印的发展将允许快速创建用于电离辐射登记的探测器原型，例如活性材料薄层中的α和β，γ粒子和软X射线辐射。本文报告了旨在开发用于复合闪烁体材料3D打印的新型无机闪烁体灯丝的技术工作和科学成果：闪烁体成分的研究和定义;无机闪烁体灯丝生产方法的开发以及在现有3D打印技术中的进一步实施;研究不同3D打印模式对材料闪烁特性的影响。此外，3D打印的探测器可用于创建高能物理的组合探测器。
2022-12-27 physics.ins-det
Gas electron tracking detector for beta decay experiments
为了识别和3D跟踪低能电子，设计了一种新型的基于气体的探测器，以最大限度地减少散射和能量损失。当前版本的探测器是一个塑料闪烁体的组合，作为触发源和能量探测器，以及一个六边形结构的多线漂移室（MWDC），充满了氦气和异丁烷气体的混合物。漂移时间信息用于跟踪垂直于线的平面中的粒子，而电荷划分技术提供沿着线的空间信息。气体跟踪器在miniBETA项目中成功地用作β谱仪，用于测量核β衰变中的弱磁性形状因子。三维电子跟踪的精度，结合低质量，低Z材料和识别闪烁体的背散射，有利于减少主要的系统学效应。在一定条件下，在垂直于金属丝的平面内获得了优于0.5 mm的空间分辨率，而沿金属丝方向获得了约6 mm的分辨率。由于精确的跟踪信息，可以高效率地消除电子和其他不是源自所需衰变的粒子。此外，使用MWDC和闪烁体之间的重合，来自通常伴随放射性衰变的伽马发射的背景被高度抑制。不同的事件拓扑结构的概述一起提出的跟踪器的能力，以正确地识别它们。该分析是支持蒙特卡罗模拟使用Geant 4和加菲尔德++包。最后给出了114In谱研究的初步结果。
2022-08-21 physics.ins-det
Measurement of Krypton-85 in samples of atmospheric with Quantulus 1220 device without using a liquid scintillator
本文研究了用液体闪烁谱仪（LSS）记录氪中的闪烁来测量~（85）Kr活度的可能性。结果表明，在氪分压小于大气压时，氪光转换效率为3 keV/光子，比液体氪光转换效率低20倍。由于氪气中的闪烁而产生的脉冲的幅度大约等于在85 Kr β粒子的影响下在小瓶的壁中发生的切伦科夫辐射的脉冲的幅度。
2015-10-12 physics.geo-ph physics.ins-det
Measurement of cosmic-ray muon spallation products in a xenon-loaded liquid scintillator with KamLAND
宇宙射线μ子在穿过物质时会产生各种放射性同位素。这些光谱产物可以作为稀有事件搜索的背景，例如太阳中微子、双β衰变和暗物质搜索实验。KamLAND-Zen实验在745 kg氙的液体闪烁体中寻找无中微子双β衰变。该实验包括无死时间的电子学，具有高效率的探测μ子诱导的中子。采用延迟符合技术、新发展的μ子重建和氙谱鉴别方法相结合的方法，测量了不同放射性同位素的产额。观测到的氙散射产物与FLUKA和Geant 4模拟程序的结果一致。
2023-01-23 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Suppression of Cosmic Muon Spallation Backgrounds in Liquid Scintillator Detectors Using Convolutional Neural Networks
宇宙μ介子散射背景在低本底实验中是普遍存在的。对于寻找无中微子双β衰变的基于液体蒸发器的实验，spectrum产物$^{10}$ C是在2-3 MeV之间的感兴趣区域中的重要背景，并且确定实验的深度要求。我们开发了一种基于卷积神经网络的算法，该算法使用光发射中的时间和空间相关性来识别$^{10}$ C背景事件。使用典型的千吨级探测器配置，如KamLAND探测器，我们发现该算法能够在90%的信号接受度下识别61.6%的$^{10}$ C。具有完美光收集的检测器可以在90%的信号接受度下识别98.2%。该算法不依赖于顶点和能量重建，是对现有方法的补充，并可扩展到其他背景源。
2018-12-07 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Unrecognized Backscattering in Low Energy Beta Spectroscopy
本文研究了塑料闪烁体β探测器表面的电子背散射。通过使用与强外部磁场同轴的两个检测器的设置-一个检测器作为主检测器，另一个作为用于检测后向散射的否决检测器-我们调查未识别的后向散射的量和光谱，即只有一个检测器记录触发信号的事件。这对低能粒子物理实验具有重要意义。
2008-03-06 physics.ins-det
A compact and modular X and gamma-ray detector with a CsI scintillator and double-readout Silicon Drift Detectors
一个未来的紧凑和模块化的X和伽马射线光谱仪（XGS）已经设计和一系列的原型已经开发和测试。该实验设想使用CsI闪烁体棒，由单单元25 mm2硅漂移探测器在两端读出。数字算法用于区分硅层中吸收的事件（较低能量X射线）和闪烁体晶体中吸收的事件（较高能量X射线和伽马射线）。的原型表征和模块化设计，为未来的实验与可能的天体物理学应用（例如，为欧空局M5电话提出的THESEUS任务）进行了讨论。
2017-04-20 astro-ph.IM physics.ins-det
Novel techniques for alpha/beta pulse shape discrimination in Borexino
本文介绍Borexino实验中利用多层感知器神经网络实现α/β脉冲形状甄别的技术进展，该技术助力太阳中微子等关键测量，可为同类探测器提供参考。
2023-10-18 astro-ph.SR hep-ex physics.ins-det
Low Energy Light Yield of Fast Plastic Scintillators
正在设计使用双散射运动学重建的紧凑型中子成像仪，用于特殊核材料的定位和表征。这些中子成像系统依赖于作为检测介质的具有快速即时时间响应的闪烁体。由于n-p弹性散射是有机闪烁体中快中子相互作用产生光的主要机制，因此需要质子光产额数据来准确评估闪烁体性能。在美国劳伦斯伯克利国家实验室的88英寸回旋加速器上，用双飞行时间技术测量了一系列商用快速塑料有机质子发生器EJ-200、EJ-204和EJ-208的质子光产额。使用一个可调的氘核分裂中子源，目标闪烁体容纳在一个双光电倍增管配置，和一个阵列的脉冲形状判别观察闪烁体，快速塑料闪烁体光产额进行了测量，在一个广泛的和连续的能量范围内下降到质子反冲能量约50千电子伏。这项工作提供了关键的输入事件重建算法所需的利用这些材料在新兴的中子成像模式。
2020-09-15 physics.ins-det
Development of cryogenic low background detector based on enriched zinc molybdate crystal scintillators to search for neutrinoless double beta decay of $^{100}$Mo
首次采用低热梯度直拉技术制备了质量为0.3 kg的ZnMoO $_4$晶体以及富含同位素$^{100}$ Mo的Zn $^{100}$ MoO $_4$晶体。研究了所产生晶体的光学和发光性质，以评估晶体生长质量的进展。在法国核科学和材料科学中心的地面上进行了313 g ZnMoO $_4$和两个富Zn $^{100}$ MoO $_4$晶体的低温试验。低背景测量与三个ZnMoO $_4$和两个丰富的探测器安装在EDELWEISS设置在Alternatoire Souterrain de Modane进行。为了优化ZnMoO $_4$闪烁测辐射热计中的光收集，我们使用GEANT 4软件包通过蒙特卡罗方法模拟了不同几何形状的探测器模块中闪烁光子的收集。模拟了不同形状和质量的富集Zn $^{100}$ MoO $_4$探测器对$^{100}$ Mo的2 $ν$ 2 $β$衰变的响应，以了解2 $ν$ 2 $β$衰变光谱对晶体形状的依赖性。我们已经模拟了48 Zn $^{100}$ MoO $_4$晶体，尺寸为100 - 60 $\times$ 40 mm，安装在EDELWEISS低温恒温器中。模拟了晶体内部放射性污染、宇宙源活化和装置放射性污染对本底的贡献。考虑到低温测辐射热计的时间分辨率差，我们还研究了在Q $_{2β}$能量处信号的随机符合对本底的贡献，特别是2 $ν$ 2 $β$衰…
2015-07-16 nucl-ex physics.ins-det
Optical, luminescence, and scintillation properties of advanced ZnWO$_4$ crystal scintillators
钨酸锌（ZnWO $_4$）晶体闪烁体是寻找双β衰变、暗物质和研究罕见α衰变实验的有前途的探测材料。为了开发高质量的ZnWO $_4$晶体，进行了扩展的研发。研发计划包括初始材料的选择、化合物化学计量的变化、单结晶和双结晶的应用以及晶锭的退火。测量所产生的晶锭的光学透射率，并且研究在从85 K到室温的温度区域中在X射线激发下的发光（测量热激发发光直到350 K）。的能量分辨率和相对闪烁脉冲幅度进行了测量与伽马源证明高闪烁性能的样品的单晶化从深度纯化的锌和钨的氧化物，化学计量组成，在空气气氛中退火。
2022-02-21 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Xenon TPCs for Double Beta Decay Searches
氙时间投影室（TPC）已成为$^{136}$中子源中寻找无中微子双β衰变的成熟探测技术。我讨论了这个选择的动机。我描述了双β衰变的液态和气态氙TPC项目的现状和前景。
2019-04-12 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
YSO implantation detector for beta-delayed neutron spectroscopy
本研究开发了基于分段闪烁体的YSO植入探测器，用于研究奇异同位素发射的β延迟中子能量分布，其在RIKEN RIBF的78Ni区域测量中实现高β探测效率和亚纳秒时间分辨率，支持离子-β关联与飞行时间测量。
2024-12-04 nucl-ex physics.ins-det
Positronium signature in organic liquid scintillators for neutrino experiments
电子反中微子通常在液体闪烁体实验中通过逆β衰变检测，通过观察反应产物中子和正电子之间的重合。在正电子湮灭之前，电子-正电子对可以形成正电子偶素（o-Ps）状态，具有几ns的平均寿命。即使o-Ps衰变被自旋翻转或拾取效应加速，它也可能在光子发射时间分布中引入失真，这对于反中微子实验中的位置重建和脉冲形状鉴别算法至关重要。反问题，o-Ps诱导的时间畸变代表了一种新的标记液体闪烁体中的反中微子的签名。本文报道了中微子物理学中有机液体稀释剂常用溶剂（假枯烯、直链烷基苯、苯基二甲苯乙烷和十二烷）的o-Ps形成几率和寿命的测量结果。我们还表征了假枯烯+1.5 g/l的2，5-二苯基恶唑的混合物，作为波长移动剂的荧光剂。在本文的第二部分中，我们证明了o-Ps引起的闪烁光子发射时间分布的畸变代表了一个最佳的签名，用于标记正电子的事件的事件的基础上，潜在地提高了反中微子的检测。
2011-02-24 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Double Beta Decay APPEC Committee Report
本报告是由APPEC双β衰变委员会为APPEC SAC编写的关于欧洲未来无中微子双β衰变实验计划的路线图文件。它审查了现有的、计划的和拟议的无中微子双β衰变技术、其发现潜力和技术挑战，对资源和时间表进行了严格审查。它还提供了一个简明的讨论的理论问题和状态和不确定性的核矩阵元素的评价。
2020-02-10 hep-ex hep-ph physics.ins-det
