Acrylic Target Vessels for a High-Precision Measurement of theta13 with the Daya Bay Antineutrino Detectors
本文详细介绍了大亚湾核试验第一对反中微子探测器中用于封装靶区和γ捕集区的丙烯酸靶容器。我们给出了一个概述的设计，制造，运输和安装的丙烯酸靶船及其液体溢流罐。综述了大亚湾的丙烯酸质量保证计划和容器表征，该计划测量了与νe检测相关的所有几何、光学和材料特性。本文是大亚湾丙烯酸容器的技术参考，可为将来中微子或暗物质实验中丙烯酸组件的设计和使用提供指导。
2012-02-10 hep-ex physics.ins-det
Long-Term Testing and Properties of Acrylic for the Daya Bay Antineutrino Detectors
大亚湾反应堆反中微子实验最近测量了中微子混合参数sin 22 θ13，通过在大亚湾核电厂的反应堆堆芯附近和远处使用六个反中微子探测器观察电子反中微子消失在更大尺度的基线上。利用透明靶容器中的液体闪烁体，通过逆β衰变反应探测电子反中微子。大亚湾核电站的实验将进行大约五年，以精确测量sin 22 θ13。我们报告的长期研究聚（甲基丙烯酸甲酯）被称为丙烯酸，这是用于制造实验的反中微子探测器的目标容器的主要材料。在这些研究中，丙烯酸样品经受类似于大亚湾丙烯酸靶容器和探测器在建造、运输和操作期间经历的气体和液体环境条件。丙烯酸的机械和光学稳定性以及其与检测器液体的相互作用的报告。
2012-06-09 hep-ex physics.ins-det
Study on U/Th residual radioactivity in acrylic from surface treatment
本文针对江门中微子实验丙烯酸球形容器的表面放射性污染问题，开发了亚ppt级U/Th测量方法，并通过系统测试给出了兼顾低放射性与高透光率的表面处理推荐流程。
2023-01-12 hep-ex physics.ins-det
Measurement of Optical Attenuation in Acrylic Light Guides for a Dark Matter Detector
丙烯酸是暗物质和中微子探测器中用于光导、透明容器和中子屏蔽的常见材料，在目标体积和光电探测器之间创建中间介质。丙烯酸在可见光谱内具有低吸收并且具有高的中子俘获截面。光电探测器中的天然放射性是低本底探测器的本底中子的主要来源，这使得使用丙烯酸作为屏蔽和本底降低材料具有吸引力。为了测试丙烯酸的光学特性，我们测量了来自四个不同制造商的十四个丙烯酸样品的透射率和衰减长度。在375 nm和632 nm之间的五个不同波长下评价样品。我们发现，所有样品在大于550 nm的波长下具有优异的透射率。发现透射率在550 nm以下降低。正如预期的那样，与UV透射样品相比，UV吸收样品在425 nm以下的透射率急剧下降。我们报告的三个最短波长的衰减长度进行比较，并讨论如何评价丙烯酸在MiniCLEAN单相暗物质探测器中的使用。
2014-01-15 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Design and analysis of a 1-ton prototype of the Jinping Neutrino Experiment
锦屏中微子实验将对太阳中微子和地球中微子进行深入研究。两种结构选择（即，圆柱形和球形方案）的锦屏探测器的基础上其他成功的地下中微子探测器。并对设计中的几个关键因素进行了详细的讨论。根据物理要求，提出了一个1吨级的锦屏实验样机。随后，中微子探测器原型的结构设计，安装程序和力学分析进行了讨论。结果表明，亚克力容器、不锈钢桁架和储罐的最大Mises应力均低于强度设计值。满足了探测器样机中不锈钢桁架的稳定性要求。因此，1吨级样机的结构方案是安全可靠的。
2017-03-04 physics.ins-det
The SNO+ Experiment: Reactor & Solar $ν$ Prospects
SNO+实验是一个位于加拿大SNOLAB地下2公里处的大型多用途中微子实验。作为萨德伯里中微子天文台的继承者，SNO+探测器继承了许多原始的基础设施，包括作为主要探测器主体的12米直径的丙烯酸容器。SNO+实验最初充满了超纯水，已经完成了水切伦科夫探测器的操作，对多种不可见的核子衰变模式设定了新的限制，对$^8\mathrm{B}$太阳中微子进行了测量，并首次在纯水中观察到反应堆反中微子。探测器介质现已被液体闪烁体所取代，目前正在执行一项新的物理方案，包括测量太阳中微子和反应堆反中微子产生的$Δ\mathrm{m}^2_{12}$。液体闪烁体将掺杂有>4吨的$^{\mathrm{nat}}\mathrm{Te}$，以能够搜索无中微子双β衰变。
2022-11-10 hep-ex physics.ins-det
Characterization of the TruSense S310 Laser Range System for Contact-less Measurement of Liquid Levels in Large-Volume Neutrino Detectors
本研究表征了TruSense S310激光测距系统，其可透过防气窗口非接触测量大体积中微子探测器液位，满足放射纯度要求，经测试短期精度达±5 mm且不干扰PMT工作，将集成于OSIRIS预探测器服务JUNO实验。
2023-03-26 physics.ins-det
Status of the SNO+ Experiment
SNO+实验位于加拿大安大略省萨德伯里的SNOLAB。它将使用780吨液体闪烁体，在初始阶段装载1.3吨$^{130}$ Te（质量百分比为0.5%），用于低本底和高同位素质量的无中微子双β衰变搜索。SNO+使用SNO探测器的丙烯酸容器和PMT阵列，并进行了几次实验升级和必要的调整，以填充液体闪烁体。SNO+技术可以通过未来的高加载阶段II按比例放大，能够探测到倒置层次参数空间的底部以获得有效的马约拉纳质量。低背景和低能量阈值允许SNO+在其计划中也有其他物理主题，包括地球和反应堆中微子，超新星和太阳中微子。这将描述双β衰变计划的SNO+方法、实验的当前状态及其灵敏度前景。
2017-11-29 hep-ex physics.ins-det
Thermally-driven scintillator flow in the SNO+ neutrino detector
SNO+中微子探测器是一个半径为6米的丙烯酸球体，充满液体闪烁体，浸没在充满水的地下洞穴中，有一个垂直的细颈（半径为0.75米），从球体向上延伸约7米到纯化的氮气覆盖气体。为了解释闪烁体的意外运动的一段时间，使用OpenFoam进行了时间相关的流动模拟。从闪烁体早期再循环过程中引入的瞬态$^{222}\mathrm{Rn}$污染的后续24 h平均模式推断出的运动似乎可以解释为由于通过探测器壁的热传递引起薄壁边界层中的浮力流动。这种机制可能导致污染物的运输，如果它被引入，在几个小时的时间尺度上沿着颈部到球体。如果闪烁体恰好是热分层的，同样的强迫在球流域中产生内部重力波，频率为Brunt-Väisälä。然而，振荡运动的性质是非扩散的，模拟证实，施加强大的热分层的深度颈部可以减轻混合由于瞬态热通量。
2022-12-01 hep-ex physics.flu-dyn physics.ins-det
Design and Integration of JUNO-OSIRIS
本研究介绍了JUNO实验的前置探测器OSIRIS的设计与集成，该探测器用于检测液体闪烁体的放射性纯度，已建成并取得初步空气运行结果，即将开展灌注实验。
2024-02-25 hep-ex physics.ins-det
Characterization of Light Production and Transport in Tellurium Dioxide Crystals
同时测量声子和光信号是降低CUPID实验本底和提高灵敏度的有效途径。CUPID实验是新一代测热无中微子双β衰变（$0νββ$）实验。二氧化碲（TeO $_2$）晶体是CUPID的候选材料之一，其发光主要是微弱的切伦科夫辐射，而TeO $_2$的高折射率使光收集变得复杂。因此，$0νββ$事件的阳性鉴定需要高灵敏度的光检测器和对光传输的仔细优化。TeO $_2$晶体的光学性质的详细的微观物理的理解是这样的优化是必不可少的。我们提出了一套定量测量光的产生和运输的立方TeO $_2$晶体，验证了一个完整的光学模型和校准对紫外线紫外线丙烯酸标准。我们测量的晶体的光学表面特性，并设置严格的限制在室温下闪烁的TeO $_2$的量为$β$和$α$粒子的5.3和8光子/兆电子伏，分别在90%的置信度。这里描述的技术可以用来优化和验证CUPID的粒子识别能力。
2019-10-29 nucl-ex physics.ins-det
Probing Neutrino Oscillations with Reactor Antineutrinos in JUNO
JUNO利用反应堆反中微子在52.5公里基线上研究中微子振荡，旨在确定中微子质量顺序并以亚百分比精度测量关键振荡参数，开启中微子研究的新时代。
2024-06-05 hep-ex physics.ins-det
Parallelized JUNO simulation software based on SNiPER
江门地下中微子观测站（JUNO）是一个确定中微子质量等级的中微子实验。它有一个用于中微子探测的中央探测器，由一个装有20 kt LS的球形丙烯酸容器和大约18，000个20英寸PMT组成，用于收集LS发出的光。在裁谈会周围，有一个水池，以屏蔽放射性。WP配备了大约2000个PMT，通过探测切伦科夫光来测量宇宙射线μ子。作为JUNO离线仿真软件的重要组成部分之一，基于SNiPER开发了串行仿真框架。它负责物理发生器、探测器模拟、事件混合和数字化。然而，基于Geant 4的探测器模拟如此大的探测器是耗时且具有挑战性的。充分利用并行计算的优势来提高仿真速度是十分必要的。从版本10开始，Geant4支持事件级并行。即使基于pthread，它也可以用其他库（如Intel TBB）进行扩展。因此，通过Geant 4和SNiPER的集成，可以实现JUNO仿真框架的并行化。本文介绍了我们在并行仿真软件开发方面的进展。SNiPER框架可以在顺序模式、英特尔TBB模式或其他模式下运行。SNiPER任务组件负责事件循环，类似于简化的应用程序管理器。在仿真框架中引入了两种类型的任务，一种是全局任务，另一种是工人任务。全局任务将仅运行一次以初始化探测器几何和物理过程。工作者任务将在全局任务完成后生成。在每个工作者任务中，调用Geant4运行管理器来执行实际模拟。因此，仿真框架和底层的TBB已经被解耦。最后，…
2017-10-19 physics.ins-det
The JSNS^2 Detector
JSNS^2（J-PARC Spiral Neutrino Source的无菌中微子搜索）实验旨在搜索eV^2质量分裂范围内的无菌中微子振荡。该实验将寻找从μ子反中微子振荡出的电子反中微子的出现。电子反中微子是用液体闪烁探测器通过逆β衰变过程探测到的。一束能量为3GeV的1 MW质子束入射到自旋中子靶上，在静止状态下由π介子、μ介子和K介子衰变产生强脉冲中微子源。JSNS^2探测器位于距离中微子源24米处，从2020年6月开始运行。该探测器在一个丙烯酸容器中装有17吨钆（Gd）装载的液体闪烁体（LS），作为中微子靶。它被31吨未装载的LS包围在一个不锈钢罐中。LS中产生的可见光子由120个R7081 Hamamatsu 10英寸光电倍增管（PMT）观察。在本文中，我们描述了JSNS^2探测器的设计、构造和操作。
2021-08-24 hep-ex physics.ins-det
Scintillation Properties of CsPbBr3 Nanocrystals Prepared by Ligand-Assisted Reprecipitation and Dual Effect of Polyacrylate Encapsulation toward Scalable Ultrafast Radiation Detectors
本研究探究配体辅助再沉淀法制备的CsPbBr3纳米晶体的闪烁性能，揭示聚丙烯酸酯封装的双重效应，明确其平衡由纳米晶体表面缺陷密度决定，为可扩展辐射探测器材料优化提供指导。
2024-06-19 physics.app-ph physics.ins-det
Photodegradation Mechanisms of Tetraphenyl Butadiene Coatings for Liquid Argon Detectors
我们报告的中微子和暗物质液氩实验中使用的类型的四苯基丁二烯（TPB）涂层的降解机制的研究。使用气相色谱-质谱联用技术，我们已经检测到紫外线阻断杂质二苯甲酮（BP）。我们监测的性能下降和增加的二苯甲酮浓度TPB板与暴露于紫外线（UV）光，并证明这两个变量之间的相关性。基于观察到的二苯甲酮浓度的存在和初始指数增加，我们提出TPB降解是自由基介导的光氧化反应，随后通过使用自由基抑制剂显示延迟降解来证实。最后，我们表明，预期的LBNE实验的类型的波长移动涂层的性能可以提高10- 20%，与显着延迟的紫外线降解，通过使用20%的混合物的4-叔丁基邻苯二酚。
2012-11-30 hep-ex physics.ins-det
Analysis of Light Attenuation Length Measurement of a High Quality Linear Alkylbenzene for the JUNO Experiment
本文分析了JUNO实验中LAB光衰减长度测量设备的升级与误差，通过蒙特卡罗模拟等方法将系统不确定性降至最低，测得新改进LAB样品光衰减长度达29.90±0.95米，为JUNO实现能量分辨率目标提供了有力证据。
2023-08-03 hep-ex physics.acc-ph physics.data-an
A liquid scintillator for a neutrino Detector working at -50 degree
为台山反中微子天文台（TAO）的吨级中微子探测器研制了液体闪烁体（LS），采用硅光电倍增器（SiPMs）作为光敏元件，测量亚百分能量分辨率的反应堆反中微子能谱。为了将SiPM的暗噪声降低到可接受的水平，LS必须工作在-50度或更低。研制了一种基于电荷耦合器件（CCD）的专用装置，用于低温恒温器中液体样品透明度的研究。研究发现，LS中的水分会导致其在低温下的透明性下降，可以通过鼓泡干燥氮气来去除水分。加入0.05%乙醇作为助溶剂，解决了PPO和bis-MSB在低温下溶解度下降的问题。最后，在溶剂LAB中具有0.1重量% Gd、2g/L PPO、lmg/L bis-MSB和0.05重量%乙醇的钆掺杂的液体闪烁体（GdLS）在-50度下显示出良好的透明度以及良好的光输出。
2020-12-22 hep-ex physics.ins-det
Temperature dependence of the light yield of the LAB-based and mesitylene-based liquid scintillators
研究了线性烷基苯（LAB）基和均三甲苯基液体净化器的光产额与温度的关系。当温度从$26\;^{\circ}$ C降低到$-40\;^{\circ }$ C时，两种液体增感器的光产额增加23%，校正了光电倍增管的温度响应。测量有助于理解液体闪烁体探测器的能量响应。特别是下一代反应堆中微子实验，如江门地下中微子观测站（JUNO），需要非常高的能量分辨率。由于未观察到液体闪烁体透明度的明显劣化，因此将检测器的操作温度降低至$\sim4\;^\circ$ C将使检测器的光电子产额增加13%，结合了液体闪烁体的光产额增加和光电倍增管的量子效率增加。
2014-02-27 hep-ex physics.ins-det
Current Status and Future Prospects of the SNO+ Experiment
SNO+是位于加拿大萨德伯里SNOLAB地下2公里处的大型液体蒸发器实验。它重新使用了萨德伯里中微子天文台的探测器，由一个直径12米的丙烯酸容器组成，其中将装满约780吨超纯液体闪烁体。作为一个多用途的中微子实验，SNO+的主要目标是寻找130 Te的无中微子双β衰变（0 $νββ$）。在第一阶段，探测器将装载0.3%的天然碲，相当于近800公斤的130 Te，预期有效的马约拉纳中微子质量灵敏度在55-133 meV的区域，略高于倒置的质量层次。最近，部署高达10倍的天然碲的可能性已经调查，这将使SNO+在未来实现深入到参数空间的反演中微子质量等级的灵敏度。此外，SNO+的目标是测量反应堆反中微子振荡，低能太阳中微子和地中微子，对超新星中微子敏感，并寻找奇异物理。探测器充满水的第一阶段将很快开始，闪烁体阶段预计将在几个月的水数据采集后开始。0 $νββ$第一阶段预计于2017年完成。
2016-01-28 hep-ex physics.ins-det
Mitigating Deadtime in Distributed Optical Arrays Using A Liveness-Aware Trigger Approach for High-Energy Neutrino Detection
King Mongkut’s Institute of Technology Ladkrabang（泰国皇家理工大学拉差邦学院）；Chulabhorn Royal Academy（朱拉隆功皇家学院）
本文提出一种具有存活意识的触发方法，用于缓解分布式光学阵列中的死时间问题，通过递归IIR更新定律保持连续性，提升高能中微子探测的信噪比和效率。
2026-07-29 physics.comp-ph physics.data-an physics.ins-det
Surface characterization of p-type point contact germanium detectors
P型点接触（PPC）锗探测器用于稀有事件和低背景搜索，包括无中微子双β（0 vbb）衰变，低能核反冲和相干弹性中微子-核散射。该探测器具有出色的能量分辨率、低至亚keV范围的低探测阈值以及增强的背景抑制能力。然而，由于它们的大钝化表面，将信号读出触点与偏置电压电极分开，PPC检测器容易受到表面效应（例如电荷积累）的影响。深入了解它们对地面事件的反应至关重要。在这项工作中，PPC探测器的响应的α和β粒子击中钝化表面的多功能扫描测试stand. It示出的钝化表面可以积累电荷导致的径向依赖的退化的观察事件的能量。此外，它表明，表面α事件的脉冲形状显示的特征，可以用来区分这些事件。
2021-09-10 hep-ex physics.ins-det
Optical calibration of the SNO+ detector in the water phase with deployed sources
SNO+是一个大型液体闪烁体实验，主要目标是寻找无中微子双β衰变，位于加拿大萨德伯里的SNOLAB地下约2公里处。该探测器从2017年5月开始作为纯水切伦科夫探测器采集了两年的数据。在此期间，使用部署的光漫射球原位测量探测器的光学特性，目的是改进探测器模型和能量响应系统的不确定性。测量的参数包括水衰减系数、丙烯酸容器的有效衰减系数以及光电倍增管及其周围光集中器的角度响应，所有这些都跨越不同的波长。使用部署的标记伽马源验证校准的探测器模型，其显示在主要靶体积上能量标度的0.6%变化。
2021-10-04 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Production and optical properties of liquid scintillator for the JSNS$^{2}$ experiment
JSNS $^{2}$（J-PARC Spiral Neutrino Search at J-PARC Spiral Neutron Source）实验将在J-PARC的24米短基线上搜索中微子振荡。JSNS $^{2}$内部探测器将填充17吨钆负载液体闪烁体（LS），中间$γ$ -捕集器和外部否决体积中还将填充31吨未负载LS。JSNS $^{2}$选择线性烷基苯（LAB）作为有机溶剂，因为其化学性质。卸载的LS是在翻新的设施中生产的，最初用于RENO实验的闪烁体生产。JSNS $^{2}$计划使用ISO罐储存和运输LS。在本文中，我们描述了LS生产，并提出其光学性能和长期稳定性的测量。我们的测量结果表明，存储在ISO坦克的LS不会导致其光学性能的退化。
2020-05-05 hep-ex physics.ins-det
Optimization of the light detection system of the ICARUS detector
INAF-OACT（国家天体物理研究所光学天文台）；INFN, Sezione di Catania（意大利国家核物理研究院卡塔尼亚分部）；Università degli Studi di Catania（卡塔尼亚大学）；INFN, Sezione di Pavia（意大利国家核物理研究院帕维亚分部）
针对ICARUS探测器中光电倍增管在低温下增益退化的问题，通过实验研究温度依赖性和建立简化物理模型，提出了缓解策略并实现了优化。
2026-05-29 physics.ins-det
Characterization of a Spherical Proportional Counter in argon-based mixtures
球形正比计数器是一种新型的辐射探测器，具有低能量阈值（通常低于100 eV）和良好的能量分辨率。该探测器正在开发的网络新闻，其中包括几个应用程序。我们可以在许多其他的暗物质搜索中命名，低水平氡和中子计数或通过中微子-核弹性散射从超新星或核反应堆中探测低能中微子。在这种情况下，这项工作将提出一个球形探测器的1米直径使用两个氩基混合物（与甲烷和异丁烷）和气体压力在50和1250毫巴之间的表征。在每种情况下，能量分辨率在宽增益范围内显示其最佳值，在低增益下受到弹道效应的限制，在高增益下受到离子回流的限制。此外，最佳能量分辨率显示出随压力的降低。这些影响将在气体雪崩性质方面进行讨论。最后，我们也将讨论电场校正器对增益均匀性和能量阈值的影响。
2015-01-07 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Muon capture on light isotopes in Double Chooz
利用设计用于测量中微子混合角$θ_{13}$的双双光子探测器，测量了$μ^-$在$^{12}$ C、$^{13}$ C、$^{14}$ N和$^{16}$ O上的俘获产物。在489.5天的时间内，已经收集了阻止宇宙PDMATHAMN的$2.3\times10^6$，其中$1.8\times10^5$被捕获在内部探测器闪烁体或丙烯酸容器中的碳、氮或氧核上。使用瞬发中子发射（适用时），随后的β衰变，以及在某些情况下，$β$ -延迟中子标记产生的同位素。迄今为止，对$^{12}\mathrm C(μ^-,ν)^{12}\mathrm B$率的最精确测量报告为：核捕获的$6.57^{+0.11}_{-0.21}\times10^{3}\,\mathrm s^{-1}$或$(17.35^{+0.35}_{-0.59})\%$。通过标记发射γ的激发态，已确定基态到$^{12}$ B的跃迁速率为$5.68^{+0.14}_{-0.23}\times10^3\,\mathrm s^{-1}$。测量迄今未观察到的反应$^{12}\mathrm C(μ^-,να)^{8}\mathrm{Li}$、$^{13}\mathrm C(μ^-,ν\mathrm nα)^{8}\mathrm{Li}$和$^{13}\mathrm C(μ^-,ν\mathrm n)^{12}\mathrm B$。此外，人口$β$…
2016-05-17 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
JUNO Conceptual Design Report
江门地下中微子观测站（JUNO）拟利用地下液体闪烁探测器测定中微子质量等级。该核电站距离中国广东省阳江和台山核电站均为53公里。实验大厅，跨越50多米，是在一个花岗岩山超过700米覆盖。在六年的运行中，反应堆反中微子的探测可以在3-4 $σ$的置信水平上分辨中微子质量等级，并确定中微子振荡参数$\sin^2θ_{12}$、$Δm^2_{21}$和$|Δm^2_{ee}|$，精度优于1%。JUNO探测器还可用于研究地球和地外中微子以及标准模型之外的新物理。中心探测器包含20，000吨液体闪烁体，直径为35米的丙烯酸球体。$\sim$ 17，000 508 mm直径光电倍增管具有高量子效率，可提供$\sim$ 75%的光学覆盖率。目前液体闪烁体的选择是：线性烷基苯（LAB）作为溶剂，加上PPO作为闪烁荧光剂和波长移位器（Bis-MSB）。每MeV检测到的光电子数大于1，100，能量分辨率预计在1 MeV时为3%。校准系统的设计部署多个源，以覆盖整个能量范围的反应堆反中微子，并实现一个完整的体积内的位置覆盖的检测器。否决系统用于μ子探测、μ子诱导本底研究和还原。它由水切伦科夫探测器和顶部跟踪系统组成。读出系统、探测器控制系统和离线系统确保了有效和稳定的数据采集和处理。
2015-09-28 hep-ex physics.ins-det
Scintillator ageing of the T2K near detectors from 2010 to 2021
T2 K实验广泛使用塑料闪烁体作为中微子相互作用的靶和用于测量在其近探测器复合物处中微子相互作用中产生的带电粒子的活性介质。在10年的运行中，观察到基于闪烁体的子系统记录的测量光输出每年降低0.9- 2.2%。将退化速率外推至2040年表明，记录的光输出应保持在所有子系统当前重建算法使用的阈值下限以上。这将使近距离探测器在T2 K-II和Hyper-Kamiokande时代继续为重要的物理测量做出贡献。此外，解开塑料闪烁体和波长偏移纤维的降解的工作表明，光输出的减少可以归因于塑料闪烁体的老化。
2022-07-26 hep-ex physics.ins-det
