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
Double Beta Decay: Scintillators
闪烁体探测器可用于寻找无中微子双β衰变的实验。各种各样的双β衰变候选同位素可以制成同位素稀释器或可以装入稀释器。本文综述了发展液体氙、无机晶体和载钕液体闪烁体的实验计划。用48 Ca和150 Nd进行的实验得益于它们的高终点，这使得无中微子双β衰变信号高于大多数天然放射性背景。
2008-10-20 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
Pulse-shape discrimination of scintillation from alpha and beta particles with liquid scintillator and Geiger-mode multipixel avalanche diodes
本文介绍盖革模式多像元雪崩二极管（GMAPD）在有机液体闪烁体α-β光谱中脉冲形状鉴别的成功应用。在放射性同位素的发射中的α和β成分的有效的歧视是实现了α能量高于0.3兆电子伏。闪烁探测器的超紧凑设计有助于有效抑制宇宙射线和环境辐射背景。这种方法允许构造用于在各种环境条件下监测放射性污染的手持式坚固装置。
2011-06-23 hep-ex nucl-ex 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
Neutrinoless double beta decay search with liquid scintillator experiments
用于无中微子双β衰变探测的液体闪烁体实验具有基于超低本底环境的高灵敏度和高可扩展性。本文介绍了目前正在进行的项目KamLAND-Zen和SNO+的概述。
2019-04-14 hep-ex physics.ins-det
Large scale Gd-beta-diketonate based organic liquid scintillator production for antineutrino detection
在过去的几十年里，有机液体扩散器已经成为成功的中微子探测器的基础。在核反应堆中，钆液体稀释剂为电子反中微子探测提供了有效的背景抑制。首次在双氘代反应堆反中微子实验中使用了一种新研制的β-二酮钆闪烁体。描述了其大规模生产和表征。介绍了一种新的光产额匹配的无金属伴闪烁体。这两种有机液体都包括目标和“伽马捕捉器”的双金属探测器。
2012-06-25 physics.ins-det
Characterization of a Nd-loaded organic liquid scintillator for neutrinoless double beta decay search of 150-Nd with a 10-ton scale detector
已制备了几升负载Nd的有机液体闪烁体（LS）。我们报告的性能，这种闪烁体的光学性能，放射性纯度和光产额为6.5克/升的钕浓度。本文讨论了用10吨级LS探测器探测150 Nd无中微子双β衰变的可能性和进一步的改进。
2009-09-11 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
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
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
Scintillation Balloon for Neutrinoless Double-Beta Decay Search with Liquid Scintillator Detectors
环境放射性是稀有衰变搜寻实验的主要背景，很难从探测器容器中完全去除这种杂质。我们提出了一个闪烁球作为液体闪烁体的活性容器，以确定这种不希望的放射性。根据我们的可行性研究，闪烁球使铋-钋序列衰变标记的效率为99.7%，假设Kamioka液体闪烁体反中微子探测器（KamLAND）型液体闪烁体探测器。这种利用来自钋的α射线的连续衰变的标记提高了对无中微子双β衰变的灵敏度，同时拒绝了来自铋的β射线背景。
2019-06-03 hep-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
Search for 2β decay of 116Cd with the help of enriched 116CdWO4 crystal scintillators
在INFN（意大利）的Gran Sasso国家实验室，使用富集$^{116}$ Cd至82%的钨酸镉晶体闪烁器（$^{116}$ CdWO $_4$，总质量为$\approx$ 1.2 kg）来搜索地下深处的$^{116}$ Cd的2 $β$衰变。对$^{116}$ CdWO $_4$晶体的放射性污染进行了仔细的研究，以重建探测器的本底。测量的$^{116}$ Cd相对于2 $ν$ 2 $β$衰变的半衰期为$T^{2\nu2β}_{1/2}$ = [2.8 $\pm$ 0.05（stat.）$\pm$ 0.4（系统）] $\times$ 10 $^{19}$ yr，与先前实验的结果一致。$^{116}$ Cd的0 $ν$ 2 $β$衰变的所获得的极限（考虑到在能量间隔2.7-2.9 MeV中使用高级本底0.12（2）计数/年/kg/keV的最后8696 h运行的数据）为90% C. L时的$T_{1/2} \ge 1.0 \times 10^{23}$年。实验对$0\nu2β$工艺的灵敏度为90% C. L时的$\lim T_{1/2} = 3 \times 10^{23}$ yr。超过5年的测量，并且对于相同的数据采集周期，它可以被提高（通过将背景进一步降低因子3-30）到$\lim T_{1/2} = (0.5-1.5) \times 10^{24}$ yr的水平。
2013-12-03 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
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
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
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
First test of an enriched $^{116}$CdWO$_4$ scintillating bolometer for neutrinoless double-beta-decay searches
首次成功地将富含$^{116}$ Cd的钨酸镉晶体闪烁体用作测量辐射热计。测量在地面上在18 mK的温度下进行。晶体质量为34.5 g，富集程度约为82%。尽管由于地面上的操作而产生了大量的堆积效应，但该探测器表现出了高能量分辨率（在0.2-2.6 MeV $γ$能量范围内的2-7 keV半高宽）、强大的粒子识别能力和高水平的内部放射性纯度。这些结果证明钨酸镉是一种非常有前途的探测器材料，用于下一代无中微子双β衰变测辐射热实验，如CUPID项目（CUORE升级与粒子识别）中提出的。
2016-06-24 nucl-ex physics.ins-det
Production of 82Se enriched Zinc Selenide (ZnSe) crystals for the study of neutrinoless double beta decay
从元素Zn和Se开始制备高纯度硒化锌（ZnSe）晶体，以用于82 Se的无中微子双β衰变（0νDBD）的研究。为了增加放射核素的数量，使用了富集的82 Se。组装了专用生产线，用于合成和调节Zn 82 Se粉末，以使其适合晶体生长，符合稀有事件物理实验特定的放射性纯度限制。除了常规的杂质浓度检测外，还对用于ZnSe晶体生产的原料、反应物、消耗品、辅料和中间产品中的放射性同位素浓度进行了高灵敏度的测量。说明了晶体的完美性以及如何实现。由于使用非常昂贵的同位素富集材料（82 Se），因此特别注意在所有生产阶段的质量平衡中获得最大产率。生产和认证协议，并说明所得的即用型Zn 82 Se晶体。
2017-02-20 nucl-ex physics.ins-det
A Segmented, Enriched N-type Germanium Detector for Neutrinoless Double Beta-Decay Experiments
我们目前的数据表征的第一个分段，N型锗探测器，同位素富集到85% $^{76}$锗的性能。该探测器基于Ortec PT 6x 2设计，被称为SEGA（分段富集锗组件），由{ \sc Majorana}合作开发，作为无中微子双β衰变测量的可能原型。我们提出了一些一般特性（包括偏置电位，效率，漏电流，和积分串扰），这个探测器在其临时低温恒温器。我们还提出了一个分析的检测器的分辨率，并证明，所有，但两个部分有至少一个通道，达到{ \sc马约拉纳}分辨率目标低于4千电子伏的FWHM在2039千电子伏，所有通道均低于4.5千电子伏的FWHM。
2013-04-19 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
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
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
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
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
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
Fast Neutron Detection with 6Li-loaded Liquid Scintillator
我们报告了一个快中子探测器的发展，使用的液体闪烁体掺杂与丰富的Li-6。锂以具有基于二异丙基萘的液体闪烁体的水性LiCl微乳液的形式引入。获得0.15重量%的Li-6浓度。将闪烁体填充到125 mL玻璃池中，并用裂变源中子进行辐照。快中子可以在闪烁体中产生反冲质子，并且在检测器体积内热化的那些中子可以在Li-6上被捕获。中子的能量可以通过反冲质子的光输出来确定，并且延迟热中子的捕获减少了背景事件。在本文中，我们讨论了这种6Li液体闪烁体的发展，演示了它在探测器中的操作，并比较其效率和捕获寿命与蒙特卡罗模拟。从一个硼负载的塑料闪烁体的数据进行了比较。我们还提出了一个脉冲形状的歧视方法区分电子和核反冲事件的基础上的Matusita距离之间的归一化观测波形和核和电子反冲模板波形。测量的细节进行了讨论，以及具体的数据分析和比较与蒙特卡罗模拟。
2011-06-22 nucl-ex physics.ins-det
Ultracold neutron detection with 6Li-doped glass scintillators, NANOSC: a fast ultracold neutron detector for the nEDM experiment at the Paul Scherrer Institute
本文总结了旨在表征超冷中子探测的测量结果与6Li掺杂玻璃闪烁体。厚度为100-200微米的单个GS 10或GS 20中子源满足超冷中子探测要求，具有可接受的中子-伽马鉴别力。这种区分明显地通过两个澄清器的堆叠得到改善：6Li耗尽的玻璃结合到6Li富集的玻璃。光学接触粘合用于两个反射器之间，以获得完美的光学接触。闪烁体的探测效率类似于3 He Strelkov气体探测器。与数字数据采集系统耦合，计数率可达10^5计数/秒。基于这种闪烁体堆叠布置的探测器已经建成，并自2010年以来一直用于Paul Scherrer研究所的中子电偶极矩实验。给出了它对中子电偶极矩实验正常运行的响应。
2016-06-23 nucl-ex physics.ins-det
Double-beta decay investigation with highly pure enriched $^{82}$Se for the LUCIFER experiment
LUCIFER项目旨在部署第一个浓缩的辐射热测量计阵列，用于研究$^{82}$ Se的无中微子双β衰变。嵌入源的基质是ZnSe晶体阵列，其中富集的$^{82}$ Se用作衰变同位素。用于制造晶体的初始组分的放射性纯度（其可以作为测辐射热计操作）对于在双β衰变研究的感兴趣区域中实现零背景水平至关重要。在这项工作中，我们评估了2.5公斤的96.3%富集$^{82}$硒金属中的放射性含量，在Gran Sasso地下深处实验室用高纯度锗探测器测量。原始衰变链元素$^{232}$ Th、$^{238}$ U和$^{235}$ U的内污染限值分别为：$<$ 61 $μ$ Bq/kg、$< $ 110 $μ$ Bq/kg和$<$ 74 $μ$ Bq/kg（90% C. L）。进行测量的极低背景条件和$^{82}$ Se的高放射性纯度使我们能够建立$^{82}$ Se到$^{82}$ Kr的0 $^+_1$、2 $^+_2$和2 $^+_1$激发态的双β衰变半衰期的最严格下限为3.4 $\cdot$ 10 $^{22}$ y，分别为1.3 $\cdot$ 10 $^{22}$ y和1.0 $\cdot$ 10 $^{22}$ y，C. L.为90%。
2015-12-01 hep-ex nucl-ex 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
LEGEND: The Large Enriched Germanium Experiment for Neutrinoless Double-Beta Decay
无中微子双β衰变的轻子数违反过程可能是产生中微子质量所需的标准模型之外的物理学的结果。采用不同的方法，当前一代的$^{76}$ Ge实验，MAJORANA DEMONSTRATOR和GERDA，在超低背景和能量分辨率方面都处于领先地位。下一代无中微子双β衰变实验需要增加质量和进一步减少背景，以最大限度地提高发现潜力。在MAJORANA DEMONSTRATOR和GERDA的成功基础上，LEGEND合作已经形成，以进行吨级$^{76}$ Ge实验，其半衰期超过$10^{28}$年。该合作旨在开发一个分阶段的无中微子双β衰变实验计划，首先使用LNGS现有的GERDA低温恒温器进行200 kg的测量。这些会议记录讨论了LEGEND的计划和物理范围，以及研发工作和现有资源的结合，以加快物理结果。
2018-10-01 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
Main features of detectors and isotopes to investigate double beta decay with increased sensitivity
本文讨论了双β衰变实验的现状、现代探测器的特点以及在今后的实验中提高中微子质量灵敏度的可能性。此外，还讨论了在双β衰变实验中生产和使用浓缩同位素的问题。
2018-03-19 nucl-ex physics.ins-det
Determining the 6Li Doped Side of a Glass Scintillator for Ultra Cold Neutrons
超冷中子（UCN）探测器使用两个视觉上非常相似，微观水平，光学接触的铈掺杂的锂玻璃片已被提出用于高速率UCN实验。这两种玻璃晶体管之间的主要区别在于一侧是6Li耗尽的，而另一侧是Li掺杂的。本文概述了使用AmBe和252Cf中子源以及Si表面势垒探测器确定玻璃堆哪一侧掺杂6Li的方法。当富集侧面对Si表面势垒检测器时，该方法看到在6Li上中子捕获的α和triton能量周围的过量事件。
2015-03-10 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
Investigation of Deuterium Loaded Materials Subject to X-Ray Exposure
结果是从一个探索性的研究，涉及X射线照射选定的氘化材料。将氘化钛（TiD 2）加氘化聚乙烯（[-CD 2-]n; DPE）、单独的DPE以及作为对照的氢基聚乙烯（[-CH 2-]n; HPE）样品和非氘化钛样品暴露于X射线辐照。这些样品被暴露在各种能级从65至280千伏与规定的电子通量从500至9000微A撞击在钨制动目标，总曝光时间范围从55至280分钟。γ活动进行测量，使用高纯度锗（HPGe）检测器，并为所有样品没有超过背景的γ活动被检测到。使用气体正比计数器测量α和β放射性，并使用液体闪烁体光谱仪测量选定样品的β放射性。大多数的氘代材料进行微焦点X射线照射后表现出高于背景的β活性和几个表现出短暂的α活性。暴露于X射线辐照的HPE和非氘代钛对照样品未显示出高于背景的辐照后α或β活性。暴露后数月，几个样品（SL 10A、SL 16、SL 17 A）显示出高于背景的β活性，置信水平大于4 σ。SL 10A、SL 16和SL 17 A的部分样品也使用β闪烁体扫描，发现在氚能带中具有β活性，持续超过12个月没有明显的衰变。原材料的β闪烁研究（在X射线暴露之前）显示在氚能带中没有β放射性，表明β发射体不在起始材料中。
2017-04-03 nucl-ex physics.ins-det
Radioactive contamination of BaF2 crystal scintillator
氟化钡（$_2$）晶体是研究$^{130}$ Ba（$Q_{2β}$ = 2619（3）keV）和$^{132}$ Ba（$Q_{2β}$ = 844（1）keV）双β衰变过程的理想探测器。$^{130}$ Ba同位素特别令人感兴趣，因为在两个地球化学实验中发现了2 $β$衰变的迹象。在一个低本底的DAMA/R&D装置中，对质量为1.714 kg的BaF $_2$闪烁晶体进行了113.4 h的放射性污染测量。在INFN的Gran Sasso国家实验室（LNGS，意大利）。$^{212}$ Po（由于镭污染而存在于晶体闪烁体中）的半衰期估计为$T_{1/2}$ = 298.8 $\pm$ 0.8（统计）$\pm$ 1.4（系统）ns的事件脉冲轮廓的分析。
2013-12-17 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
Optical studies of scintillation detectors for precision beta-energy measurements
Belgian Nuclear Research Centre SCK-CEN（比利时核研究中心）；Université de Caen Normandie, ENSICAEN, UNICAEN, CNRS/IN2P3, LPC Caen（诺曼底大学，ENSICAEN，UNICAEN，CNRS/IN2P3，卡昂低能物理实验室）；Facility for Rare Isotope Beams and Department of Physics and Astronomy, Michigan State University（稀有同位素束设施及密歇根州立大学物理与天文学系）；International Research Laboratory for Nuclear Physics and Nuclear Astrophysics, CNRS-MSU（中法原子核物理与核天体物理联合实验室）
本文通过光学计算与模拟研究闪烁探测器在β能谱精密测量中的光探测效率、饱和与串扰效应，并提出估计方法，量化其对Fierz干涉项提取的系统偏移影响。
2025-11-07 nucl-ex physics.ins-det
The Processing of Enriched Germanium for the MAJORANA DEMONSTRATOR and R&D for a Possible Future Ton-Scale Ge-76 Double-Beta Decay Experiment
MAJORANA DEMONSTRATOR是一个点接触式Ge探测器阵列，由Ge-76中同位素富集到88%的Ge制成，用于寻找无中微子双β衰变。用于锗探测器的Ge的处理是众所周知的技术。然而，由于Ge-76中富集的Ge成本很高，因此需要采取特殊的程序，以最大限度地提高探测器的质量，并最大限度地减少对宇宙射线的照射。这些程序包括对材料进行仔细清点;对其进行屏蔽以减少宇宙生成的放射性同位素;以及对探测器制造过程中产生的受污染的固体锗、碎屑、研磨物、酸蚀刻剂和切削液开发特殊的后处理技术。处理程序的开发，导致在70%的检测器质量的总收率。然而，没有酸蚀刻溶液和只有50%的探测器制造的切削液进行了再处理。如果对它们进行处理，预计回收率将在80 - 85%之间。最大限度地提高产量对于证明未来可能进行的吨级实验的合理性至关重要。提出了一种从酸蚀液中回收锗的工艺，锗的回收率约为90%。所有材料尽可能地屏蔽或储存在地下，以尽量减少宇宙射线形成Ge-68，其在双β衰变感兴趣区域中提供背景，并且不能通过区域细化和晶体生长去除。Ge-68的形成比没有受到宇宙射线保护的天然丰度探测器减少了一个重要因素。
2017-07-19 nucl-ex physics.ins-det
Radioactive contamination of SrI2(Eu) crystal scintillator
采用Stockbarger法生长了掺铕碘化锶（SrI 2（Eu））晶体。晶体进行了表征，包括相对光电子输出和能量分辨率的伽马量子。用SrI_2（Eu）晶体闪烁体在海平面上作闪烁体和在地下深处用超低本底HPGe γ能谱仪测试了该闪烁体的本征放射性。SrI 2（Eu）探测器对α粒子的响应（α/β比和脉冲形状）通过分析晶体的226 Ra内部痕量污染来估计。我们测量了：在E_α =7.7 MeV时，α/β =0.55，由α粒子和γ量子引起的闪烁脉冲的时间衰减没有差别。在T_1/2 \sim 10^{15}-10 ^{16} yr的灵敏度水平上，研究了所得结果在寻找~（84）Sr双电子俘获和电子俘获伴正电子发射中的应用。这些研究的结果表明，这种材料的各种闪烁应用，包括低水平计数实验的潜力。
2011-12-15 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
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
Optimization of light collection from crystal scintillators for cryogenic experiments
在闪烁探测器的任何应用中，高的光收集效率是一个重要的要求。本研究的目的是探讨在低温闪烁测辐射热计中改善该参数的可能性，该测辐射热计可以被认为是在研究无中微子双β衰变和暗物质的实验中有前途的探测器。在室温下测量了不同形状（直径20 mm × 20 mm的圆柱体和对角线20 mm、高20 mm的六棱柱体）ZnWO4闪烁晶体的闪烁探测器的能量分辨率和相对脉冲幅度、反射器材料和形状、光学接触和表面特性（抛光和扩散）。在这些实验条件下的光学光子的传播使用Geant 4和ZEMAX代码进行了模拟。模拟的结果被发现是在良好的协议，彼此和直接测量的晶体。这可以应用于低温实验中使用的闪烁探测器的几何优化。
2014-02-10 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 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
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
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
Radioactive contamination of ZnWO4 crystal scintillators
在意大利INFN的Gran Sasso国家实验室（LNGS）的地下深处测量了ZnWO 4晶体闪烁器的放射性污染，总暴露量为3197 kg x h。应用蒙特卡罗模拟、时间幅值分析和脉冲波形分析等方法对ZnWO 4样品的放射性污染进行了估算。其中一种ZnWO 4晶体还通过超低背景γ谱进行了测试。ZnWO 4样品的放射性污染不超过0.002 - 0.8 mBq/kg（取决于放射性核素），总α放射性在0.2 - 2 mBq/kg的范围内。已检测到特定放射性，β活性65 Zn和α活性180 W。研究了重结晶对ZnWO_4晶体放射性纯度的影响。已通过低本底伽马光谱法检查了晶体生长中使用的装置的陶瓷细节样品的放射性污染。简要介绍了进一步提高钨酸锌晶体净化器放射性纯度水平的工程方案。
2010-09-05 nucl-ex physics.ins-det
