A custom experimental setup for scintillator characterization: application to a Ce-doped GAGG crystal
本文研制了一套可在不同温压条件下表征晶体闪烁体的定制实验装置，并通过掺Ce GAGG对α粒子等辐射的响应测试，揭示其光输出、猝灭因子及脉冲形状甄别性能。
2025-06-16 physics.ins-det
Performance of large-scale 6Li-doped pulse-shape discriminating plastic scintillators
Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）；Eljen Technology（埃尔琴科技）
研究评估了大规模6Li掺杂脉冲形状鉴别塑料闪烁体的性能，发现其光学性能与液体闪烁体相当，且具有约85%的中子捕获效率，经过数月测试后材料和光学性能稳定。
2024-05-29 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
The Characterization of new Eu2+ doped TlSr2I5 Scintillator Crystals
TlSr_2I_5：Eu ~（2+）是一种新发现的闪烁体，在X射线和γ射线光谱学中具有良好的应用前景。采用两区垂直布里奇曼技术生长了这种闪烁体。在室温下，在X射线激发下测量生长的晶体的发光特性。纯的和Eu ~（2+）掺杂的晶体分别在445-670 nm和430-600 nm之间具有宽的发射带，峰值分别在528 nm和463 nm处。用137 Cs源研究了662 keV γ射线激发下的能量分辨率、光产额和衰变时间分布。掺Eu ~（2+）3 mol%时，能量分辨率为4.2%（FWHM）。对于相同的样品，还获得了70，000 ph/MeV的光产额。三个和两个衰减常数观察纯和Eu 2+掺杂的样品，分别在室温下。有效Z数和密度分别为61和5.30 g/cm 3。
2017-09-09 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Light Yield of Perovskite Nanocrystal-Doped Liquid Scintillator
未来几代的液体闪烁体中微子实验将需要将数吨的候选同位素稳定地装载到千吨级探测器中，这是一个重大的化学挑战。含有候选同位素的纳米颗粒为这种装载提供了一种有前途的方法。此外，纳米颗粒独特的光学性质可以增强检测和背景区分。由于其晶体结构的可靠性和其易于规模化合成，Peroxide纳米晶体特别有吸引力。我们在这里提出的铅基钙钛矿纳米晶体的第一个研究，为这一应用。
2019-10-14 physics.app-ph physics.ins-det
A prototype reactor-antineutrino detector based on $^6$Li-doped pulse-shaping-discriminating plastic scintillator
本文提出一种由36根掺$^6$Li脉冲形状甄别塑料闪烁体条组成的60千克地面反应堆反中微子探测器原型，利用反贝塔衰变关联能量沉积并结合脉冲形状、能量、位置与时间等多观测量实现反中微子探测及本底识别。
2025-11-10 hep-ex physics.ins-det
Performances and stability of a 2.4 ton Gd organic liquid scintillator target for antineutrino detection
在这项工作中，我们报告的性能和（2 × 1.2）吨的有机液体闪烁体目标的化学和物理性质与Gd掺杂高达~ 0.1%，和一个为期2年的长期稳定性调查的结果。特别是，我们已经监测的Gd和主要的荧光的量实际上在溶液中，Gd掺杂的液体闪烁体（GdLS）的光学和荧光性质和其作为中子探测器的性能，即中子捕获效率和平均捕获时间。实验性调查正在进行，目标正在持续监测。掺杂时间两年后，Gd掺杂液体闪烁体的性能没有显示出任何退化和不稳定的迹象;这一结论来自实验室测量和“罐内”测量。这是有史以来生产的最大的稳定的Gd掺杂有机液体闪烁体靶，并可长时间连续运行。
2008-03-11 physics.ins-det
Observation of primary scintillations in the visible range in liquid argon doped with methane
基于含氢原子的液体闪烁体的中子否决探测器是任何地下暗物质搜索实验的组成部分。到目前为止，液态烃的易燃混合物被用作这种探测器中的液体闪烁体。一种安全的替代品可能是基于掺有甲烷的液态氩的液体闪烁体。在本工作中，我们研究了纯液氩及其与甲烷的混合物（CH_4含量从100 ppm到5%）中的初级精馏。在可见光和近红外范围内，在掺甲烷的液氩中首次观察到了初级的光散射，并测量了它们的相对光产额随甲烷含量的变化。
2020-04-28 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Ellipsometric measurements of the refractive indices of linear alkylbenzene and EJ-301 scintillators from 210 to 1000 nm
我们报告了在210-1000 nm波长范围内对LAB-PPO、Nd掺杂LAB-PPO和EJ-301折射率的椭圆偏振测量，精确到+/-0.005。
2011-05-11 nucl-ex physics.ins-det physics.optics
New Tl2LaBr5: Ce3+ Crystal Scintillator for γ-Rays Detection
在这项研究中，我们提出了我们的初步报告，新的Ce掺杂的Tl 2LaBr 5单晶的闪烁性能。采用两区垂直布里奇曼技术生长该化合物。纯样品和Ce掺杂样品的最大发射峰分别位于435 nm和415 nm处。在γ射线激发下，掺Ce量为5%的样品获得了最佳的光产额，能量分辨率为6.3%（FWHM），光产额为43,000 ± 4300 ph/MeV。在5%Ce掺杂的样品中观察到25 ns的单指数衰减时间常数。有效Z数为67，因此，X射线和γ射线的有效探测是可能的。初步结果表明，该化合物将是一个理想的候选人的医学成像技术。正在进一步研究确定该化合物的最佳条件。
2016-12-09 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
GaAs as a bright cryogenic scintillator for the direct dark matter detection
研究了未掺杂、Si掺杂和Si、B共掺杂GaAs样品的光学和闪烁特性。本文介绍了用Si和InGaAs光电探测器测量GaAs在宽红外区的光产额和X射线发光。未掺杂的GaAs表现出在838 nm（1.48 eV）处的窄发射带和约2 ph/keV的低光输出。GaAs：Si的特征在于在830 nm（1.49 eV）、1070 nm（1.16 eV）、1335 nm（0.93 eV）处的三个宽发光带和约71 ph/keV的光输出。在GaAs：（Si，B）的情况下，观察到860 nm（1.44 eV）、930 nm（1.33 eV）、1070 nm（1.16 eV）和1335 nm（0.93 eV）的四个发光带。对于共掺杂样品，估计高于125 ph/keV的高光产率。讨论了能隙半导体材料作为低温制冷剂在粒子探测中的应用。GaAs是一种很有前途的低温闪烁体晶体，可用于暗物质（DM）探测。
2019-04-19 physics.ins-det
NaI(Tl) crystal scintillator encapsulated in two organic-scintillator layers with pulse shape data analysis
掺铊碘化钠（NaI（Tl））晶体广泛用于辐射探测应用，从伽马射线光谱到粒子暗物质搜索。然而，如果晶体暴露在哪怕只有百分之几的相对湿度中，它的光发射也会降低，使得晶体作为探测器不切实际。在晶体周围添加有机增透剂不仅可以保护晶体表面免受潮湿空气的影响，还可以提供一种新的能力来标记背景，如外部伽马射线和表面污染物。我们研制了一种探测器，它是通过完全封装在塑料闪烁体的NaI（Tl）晶体，然后浸没在液体闪烁体的塑料晶体组件。使用从该三重phoswich检测器收集的数据，脉冲形状分析能够识别来自三个发射器的各种辐射信号。此外，我们发现晶体的发射质量保持了一个月。
2022-07-08 hep-ex physics.ins-det
Ce-doped Gd${}_{3}$Al${}_{2}$Ga${}_{3}$O${}_{12}$ scintillator for compact, effective and high time resolution detector of the fast neutrons
首次证实了钆铝镓石榴石GdPDMATHABMM Al ${}_{2}$ Ga ${}_{3}$ O ${}_{12}$：Ce闪烁体是一种性能优良的快中子探测器闪烁材料。此外，其应用允许根据中子的能谱获得对中子的不同响应。这是因为该材料首先具有高含量的Gd，其吸收中子并随后发射$γ$ -量子，其次由于高阻止本领、快速闪烁动力学、高闪烁光产额和良好的能量分辨率而有效地检测该辐射。模拟结果表明，在能量接近90、190和511 keV的中子辐照下，GAGG：Ce晶体获得的$γ$ -量子脉冲高度谱中存在几个特征区，这些谱线的相对强度随入射中子动能的不同而不同。用Am-Be中子源进行的后续测量证实了这一点。闪烁体对于511 keV能量的$γ$量子显示出优于200 ps的符合时间分辨率，这使得它成为通过飞行时间技术分离中子的首选材料。探测性能的组合为构建紧凑和快速的中子探测器创造了前景，能够单独探测每个粒子并记录其特定响应。这种可能性可以为基于中子的检查技术带来好处，例如利用飞行时间方法和基于加速器的亮中子源的新能力。
2018-07-17 physics.ins-det
Characterization of Gadolinium-loaded Plastic Scintillator for Use as a Neutron Veto
掺杂有高中子捕获横截面材料的闪烁体可用于通过产生的伽马射线检测中子。使用液体闪烁体的这种探测器的例子已经成功地用于高能物理实验。然而，液体闪烁体可能泄漏，并且不像固体闪烁体那样适合于模块化或复杂形状。在我们的实验室中，聚合了来自不同浓度的各种钆化合物的聚苯乙烯基聚合物。我们的样品的光输出，发射光谱和衰减长度进行了测量和光收集策略使用波长移位（WLS）光纤进行了评估。测量的光学参数用于调整基于Geant4的光学蒙特卡罗，从而能够计算捕获效率。这项技术也被评估为直接探测暗物质实验，超级低温暗物质搜索（SuperCDMS）的可能中子否决。
2018-12-29 hep-ex physics.ins-det
A prototype for SANDD: A highly-segmented pulse-shape-sensitive plastic scintillator detector incorporating silicon photomultiplier arrays
我们报告的第一个清晰的观察中子/γ射线脉冲形状的灵敏度的一个完全仪表化的8 $\times$ 8阵列的塑料闪烁体段耦合到两个5厘米$\times$ 5厘米64通道SiPM阵列的一部分，为方向灵敏度设计的原型反中微子探测器模块的关键指标的研究。SANDD（分段式反中微子定向探测器）最终将包括一个由64个$^{6}$掺锂脉冲形状敏感闪烁体棒细长段组成的中心模块，每个闪烁体棒具有5.4 mm $\times$ 5.4 mm的正方形横截面，由相同材料的较大截面棒包围。可能影响SANDD中心模块性能的最重要指标是使用硅光电倍增器（SiPMs）的中子和伽马射线脉冲形状灵敏度、通过闪烁体棒多重性的粒子识别以及能量和位置分辨率。作为第一步，我们构建了一个原型探测器，使用两个64通道SiPM阵列和未掺杂的脉冲形状敏感的塑料闪烁体棒来研究中央SAND模块的性能。
2019-08-11 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
13C(alpha,n)16O background in a liquid scintillator based neutrino experiment
天然放射性的α可以与原子核相互作用并发射出中子。该反应为基于液体闪烁体（LS）的中微子实验提供了背景。在LS探测器中，α来自238 U，232 Th和210 Po衰变链。对于掺钆LS（Gd-LS）探测器，α也来自227 Ac。核13 C是碳的天然组分，富含LS。背景速率和光谱应该仔细地从中微子候选者中减去。本文叙述了中子产额和能谱的计算，并对不确定度进行了估计。这些结果对许多现有的中微子实验和未来的LS或Gd-LS实验都是相关的。
2014-02-12 nucl-ex physics.ins-det
Characterizing the neutron component of extensive air showers with the Surface-Scintillator Detectors of AugerPrime
本文利用 Pierre Auger 天文台 AugerPrime 升级的表面闪烁体探测器，通过选择合适时间窗口分离并测量超高能大气簇射中的中子成分，首次给出脉冲幅度谱、事例率和横向分布，为直接探测簇射发展中的强子相互作用提供了新方法。
2025-07-23 astro-ph.HE hep-ph 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
A Spectrometric Approach to Measuring the Rayleigh Scattering Length for Liquid Scintillator Detectors
良好的光学透明性是液体闪烁体（LS）探测器的基本要求。表征液体闪烁体对其自身发射光的透明度是确定大体积探测器的总体灵敏度的关键参数。光在光学纯LS中的衰减由瑞利散射控制，这对LS的透明度造成了固有限制。本文提出了一种光谱法测量液体的波长依赖性散射长度的方法，通过应用Einstein-Smoluchowski理论测量散射光强度。测量了线性烷基苯（LAB）和EJ 309-碱（二异丙基萘，DIN）的散射长度，并在410至520 nm的波长范围内报告。标称LS发射的闪烁光的光谱峰约为430 nm，LAB和EJ-309碱的散射长度分别确定为27.9 +/- 2.3 m和6.1 +/- 0.6 m。
2020-11-19 hep-ex physics.ins-det
Polyurethane Scintillators for High-Energy Physics Detectors: Optimization, Scale-up, and Radiation Response
Universidad Autónoma de Sinaloa（西那罗亚自治大学）；Czech Technical University（捷克理工大学）；Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Centro de Investigación y Estudios Avanzados（高级研究与创新中心）；European Organization for Nuclear Research (CERN)（欧洲核子研究组织（CERN））
本研究优化并放大聚氨酯闪烁体，证明其具备快速定时、高光输出和可恢复辐射响应，适用于未来大面积粒子探测器。
2026-10-06 hep-ex physics.ins-det
Performance of ZnSe-based scintillators at low temperatures
在低温下使用闪烁探测器的应用越来越多。其中许多都需要具有高光输出和快速响应的材料。在这里，我们报告的低温特性的ZnSe掺杂Al或Te，分别。在77- 295 K温度范围内测量了X射线发光和衰变曲线，并使用α粒子激发来检查9-295 K范围内的闪烁光输出和衰变动力学。在100 K以下冷却时，观察到闪烁特性的显著改善。晶体的闪烁光产额增加了约2倍，衰减时间常数降低了几乎一个数量级，为0.3-0.4微秒。这些改进增强了ZnSe基晶体在电离辐射的低温闪烁探测器中的应用潜力。
2021-07-24 nucl-ex physics.ins-det
Nonproportional response of LaBr3:Ce and LaCl3:Ce scintillators to synchrotron X-ray irradiation
用高单色同步辐射测量了掺5%Ce ~（3+）的LaBr_3和掺10%Ce ~（3+）的LaCl_3的非比例闪烁响应。为了估计光子响应，测量了在9 keV和100 keV之间的许多精细间隔的能量值处的脉冲高度谱。实验是在德国汉堡的汉堡同步辐射实验室（HASYLAB）同步辐射设施的X-1光束线上进行的。特别注意的是X射线荧光逃逸峰，因为它们为我们提供了额外的信息，光子响应范围为1.2 - 14.5 keV的LaBr 3：Ce和2.0 - 11.6 keV的LaCl 3：Ce。在镧K-电子结合能附近观察到两种晶体的光子响应曲线的快速变化。围绕这个能量进行密集的数据采样，这些数据用于应用一种方法，我们称之为K-浸渍光谱法。这种方法使我们能够得到的电子响应曲线的LaBr 3：Ce和LaCl 3：Ce的能量低至0.1千电子伏。
2010-10-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.ins-det
Pulse shape study of the fast scintillation light emitted from xenon-doped liquid argon using silicon photomultipliers
掺氙液氩已被提出作为闪烁探测器中纯液氩的良好替代物。在这项研究中，我们报告的时间分布的氙掺杂液氩发射的闪烁光的测量与摩尔浓度高达1600 ppm。一个紧凑的设置已经开发了这项研究，与硅光电倍增器（SiPM）作为光传感器和$^{210}\mathrm{Po}$和$^{90}\mathrm{Sr}$作为闪烁源。一个有效的模型的基础上的灭磁过程已被开发来描述的数据。结果表明，氙掺杂的液态氩是一种良好的快速闪烁体，可以用来代替四苯基丁二烯（TPB）的方式，保留其通过脉冲形状鉴别（PSD）的粒子识别的能力。
2021-02-22 hep-ex physics.ins-det
Wavelength-shifter coated polystyrene as an easy-to-build and low-cost plastic scintillator detector
本文研究涂覆波长移移剂的聚苯乙烯作为低成本塑料闪烁体，发现其光子产额显著高于未涂覆材料，为开发易构建探测器提供依据。
2023-05-28 physics.ins-det
Exploring Scintillators and Cherenkov Radiators for MIP Timing Detectors
本文通过蒙特卡洛模拟和CERN SPS实验，测试了快速发光材料作为MIP定时探测器的性能，发现切伦科夫材料时间分辨率达24-36 ps，闪烁体低于15 ps（最佳12.1 ps），并探讨了BaF2掺杂钇的改进效果。
2025-01-20 hep-ex physics.ins-det
Performance evaluation of GAGG(Ce)/LFS scintillator + MPPC array readout with ASIC
我们通过将两种类型的闪烁体阵列探测器与MPPC阵列相结合来构建伽马射线探测器，并通过使用挪威IDEAS制造的低功耗集成电路（ASIC）从MPPC读取信号来评估光谱性能。两种闪烁体中的一种是GAGG（Ce）（Ce掺杂的$ \rm{Gd_3Al_2Ga_3O_{12}}$）闪烁体，另一种是LFS闪烁体。闪烁体阵列的尺寸为2.5 cm $\times$ 2.5 cm，并涂有用于GAGG（Ce）的基于$ \rm{BaSO_4}$的白色涂料和用于LFS的增强型镜面反射器（ESR），但光学耦合到MPPC的一侧除外。从阵列得到的光谱受到MPPC光子饱和和相邻像素的光泄漏的影响，我们在数据分析中仔细校正了这两种影响。在20 $^\circ$ C下，662 keV的能量分辨率对于GAGG（Ce）闪烁体阵列为6.10 $\pm$ 0.04\%，对于LFS闪烁体阵列为8.57 $\pm$ 0.15\%，这与参考文献中发现的典型能量分辨率相当。能量分辨率取决于温度：能量分辨率随着温度的降低而提高。我们发现，在-20 ~ 40 $^\circ$ C范围内，MPPC的热噪声对能量分辨率的贡献可以忽略不计，能量分辨率主要取决于晶体的光产额。
2021-09-15 astro-ph.IM physics.ins-det
Occulting Light Concentrators in Liquid Scintillator Neutrino Detectors
精确中微子物理学时代的实验工作围绕着收集高统计中微子样本和获得出色的能量和位置分辨率。下一代基于液体的中微子探测器，如JUNO，HyperKamiokande等，都使用大的目标质量，并需要将光收集到边缘以获得最大的量热信息。实现高光收集意味着相当大的成本，特别是当考虑到几kt的检测器质量时。用最少数量的PMT来最大化有效光覆盖的传统策略依赖于聚光器（LC），诸如Winston Cones。在本文中，作者介绍了一种新的概念，称为掩光聚光器（OLC），传统的LC得到定制的传统PMT，考虑到其单光电子收集效率的配置文件，从而掩盖光阴极的性能最差的部分。因此，OLC形状优化不仅考虑了PMT的光学接口，而且还考虑了PMT检测性能的最大化。整个检测器的光收集均匀性是OLC系统的另一个优点。通过考虑JUNO的情况，我们将展示OLC在光收集和能量分辨率方面的能力。
2016-12-16 hep-ex physics.ins-det
Development of a 10 mol% Rubidium-doped CsI Crystal for $^{87}$Rb Beta-Spectroscopy and Sterile Neutrino Searches
Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究院）；University of Science and Technology (UST)（韩国科学技术院）；Kyungpook National University（庆北国立大学）
本研究研发10 mol% Rb掺杂CsI晶体，利用其本征$^{87}$Rb源开展$^{87}$Rb β谱学研究，以搜索keV尺度惰性中微子，为相关研究提供了基础。
2026-08-18 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Study on the shielding efficiency of water, HDPE, and boron-loaded HDPE for neutron background of plastic scintillator neutrino detector
School of Physics, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）；Institut Franco-Chinois de l'Énergie Nucléaire , Sun Yat-sen University（中法核能学院，中山大学）；School of Science, Sun Yat-sen University（中山大学科学学院）
针对浅层反应堆反中微子实验的宇宙线中子本底，测试了水、HDPE 和 40% 硼掺杂 HDPE 对快中子和热中子的屏蔽性能，30 cm 厚硼掺杂 HDPE 对两种中子的屏蔽效率均超过 95%。
2026-07-28 hep-ex physics.ins-det
Performance of a segmented $^{6}$Li-loaded liquid scintillator detector for the PROSPECT experiment
本文介绍了一个50升，两段$^{6}$锂装载液体闪烁体探测器的设计和性能，设计和操作的PROSPECT（精密反应堆振荡和光谱）实验的原型。根据实验设计要求，设计了两段式探测器。它具有低质量光学分离器、集成源和光学校准系统以及与PROSPECT开发的$^{6}$锂掺杂闪烁体兼容的材料。我们展示了一个高的光收集850 $\pm$ 20 PE/MeV，$σ$ = 4.0 $\pm$ 0.2%的能量分辨率在1兆电子伏，和有效的脉冲形状歧视低$dE/dx$（电子反冲）和高$dE/dx$（核反冲）能量沉积。在每个段中测量85 $\pm$ 3 cm的有效闪烁衰减长度。闪烁体中$^{6}$ Li的0.1质量%浓度导致测量的中子捕获时间$τ$ = 42.8 $\pm$ 0.2 $μs$。还讨论了闪烁体的长期稳定性。探测器响应满足实现PROSPECT物理目标所需的标准，并展示了可能在快中子探测中找到应用的功能。
2018-06-29 hep-ex physics.ins-det
A Neutron Sensitive Detector Using 3D-Printed Scintillators
本研究采用FDM 3D打印技术制备了掺杂$^6$LiF的新型中子灵敏闪烁体，集成于像增强型TimePix3相机系统，通过新型事件甄别算法实现了中子信号与γ本底的分离，验证了低成本定制中子探测器的可行性。
2025-09-17 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
Measurement of Cosmic-ray Muons and Muon-induced Neutrons in the Aberdeen Tunnel Underground Laboratory
我们测量了深度为611米水当量的μ子通量和μ子感生中子的产生率。我们的装置包括三层交叉的塑料闪烁体hodoscope用于跟踪入射的宇宙射线μ子和760 L的钆掺杂的液体闪烁体用于产生和检测中子。垂直μ介子强度测量为$I_μ = (5.7 \pm 0.6) \times 10^{-6}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$ sr $^{-1}$。液体闪烁体中μ子诱导的中子的产率被确定为$Y_{n} = (1.19 \pm 0.08 (stat) \pm 0.21 (syst)) \times 10^{-4}$中子/（$μ\cdot$ g $\cdot$ cm $^{-2}$）。最近在不同深度测量的中子产额的拟合给出了液体闪烁体靶的$\left\langle E_μ \right\rangle^{0.76 \pm 0.03}$的平均μ子能量依赖性。
2016-11-26 hep-ex physics.ins-det
mini-TimeCube as a Neutron Scatter Camera
我们目前的Monte Carlo（MC）模拟结果从一个紧凑的塑料闪烁体探测器适合于成像快中子在1 - 10 MeV的能量范围内的研究：miniTimeCube（mTC）。mTC最初是为反中微子探测而设计的，它由24个多通道板（MCP）光电探测器组成，周围是一个13厘米的掺硼塑料闪烁体立方体。我们的模拟结果表明，1536光学敏感的通道周围的闪烁体的波形数字化应允许时空确定个人的中子-质子散射的探测器体积$\thicksim$ 100皮秒和$\thicksim$ 5毫米。贝叶斯估计框架提出了多散射重建，并用于估计模拟的个人中子的入射方向和能量。最后，我们展示了如何重建中子的人口可以用来估计附近的模拟中子源的方向和能谱。
2019-03-05 physics.ins-det
Development and performance evaluation of a thin GAGG:Ce scintillator plate for high resolution synchrotron radiation X-ray imaging
本研究研制了100μm厚的GAGG:Ce闪烁体板X射线成像探测器，在同步辐射装置测试中实现了不同倍率物镜下的高空间分辨率，光输出较商用LuAG:Ce闪烁体提升约1.5倍，为下一代高分辨X射线成像提供了新方案。
2024-10-12 physics.ins-det
Advancements in High Density and Fast Scintillation Detector Materials
核能和高能物理研究需要具有高光产额、高密度、快速衰变时间并且抗辐射的新型高性能衰减器。本文介绍了用改进的Bridgman法在双区垂直炉中生长的直径为16 mm的掺铈Tl_2LaCl_5（TLC）和掺铕TlCa_2Br_5（TCB）以及直径为1英寸的掺铈Tl_2GdBr_5（TGB）和掺铕TlSr_2I_5（TSI）晶体的生长和结果。从生长的晶锭中提取和处理的样品的能量分辨率、光产额、衰减时间和非比例性等闪烁特性进行了表征，TGB、TLC、TCB和TSI样品在662 keV处的能量分辨率（FWHM）分别为5.1%、3.4%、4.0%和3.3%。Ce掺杂的TGB和TLC具有单一的衰减时间分量，分别为26 ns和48 ns，而Eu掺杂的TCB和TSI具有较长的衰减时间，其主要衰减常数为571 ns和630 ns。与NaI：Tl和BGO相比，这些化合物表现出良好的比例行为。
2021-04-30 physics.ins-det
Beam test performance of a prototype muon trigger detector for the PSI muEDM experiment
本文介绍PSI muEDM实验μ子触发探测器原型在πE1束流线的27.5 MeV/c μ子测试，验证其轨迹识别、闪烁体响应及与Geant4模拟的一致性。
2025-05-06 hep-ex physics.ins-det
Coincidence-based reconstruction for reactor antineutrino detection in gadolinium-doped Cherenkov detectors
本研究提出一种基于符合的重建算法，利用IBD事件对的组合光重建顶点，在掺钆水及水基液体闪烁体探测器中显著提升顶点分辨率，并实现高效的本底排除。
2023-06-15 hep-ex physics.ins-det
On characterizing X-ray detectors for low-dose imaging
本文针对低剂量医学成像X射线探测器，提供了选择、估算和呈现材料相关品质因数的指南及计算工具，以解决现有性能特征报道不完整或误导的问题。
2024-07-29 physics.ins-det
Monte Carlo simulation of a very high resolution thermal neutron detector composed of glass scintillator microfibers
为了研制高空间分辨率（微米级）的热中子探测器，提出了一种由直径为1 μ m，$μ$ m的掺铈锂玻璃微纤维组成的探测器组件，其中中子吸收位置由中子吸收产生的带电粒子产物重构。为了抑制闪烁光的串扰，每根闪烁光纤都被与光纤直径相同的充满空气的玻璃毛细管包围。重复该图案以形成块状微纤维检测器。在一端，探测器的表面涂有薄的光学反射器，以增加另一端的光收集效率。然后，由任何中子相互作用发射的闪烁光被传输到一端，被放大，并由增强的CCD相机记录。基于Geant4工具包的模拟开发了该检测器的模型。所有相关的物理过程，包括中子相互作用，闪烁和光学边界行为进行了模拟。该模拟首先通过测量锂玻璃圆柱的中子响应进行了验证。在良好的预期光收集的基础上，提出了一种基于α和triton粒子径迹固有特征的算法来重建玻璃纤维阵列中的中子反应位置。假设光纤直径为1，$μ$ m，探测器厚度为0.1，mm，则中子空间分辨率有望达到$σ\sim 1\, μ$ m，且在每个横向维度上都具有高斯拟合。当探测器厚度从0. 1 mm增加到1 mm时，位置分辨率变化不大，而探测效率提高约10倍.
2016-06-11 nucl-ex physics.ins-det
Sensitivity of an antineutrino monitor for remote nuclear reactor discovery
来自核反应堆的反中微子包含一个无法屏蔽的信号，它携带着关于核的信息。掺钆的水基切伦科夫探测器可以探测反应堆反中微子，用于不扩散应用的中远场远程反应堆监测。两个新的和独立的重建和分析途径已被开发和应用到一些有代表性的反应堆信号，以评估的千吨级，钆掺杂切伦科夫探测器作为远程监测器的灵敏度。四个探测器配置九个反应堆的信号组合的灵敏度进行了评估，位于博尔比矿，接近博尔比地下实验室在英国的探测器。结果表明，在当前反应堆环境下，一个22 μ m的探测器在$\rm \sim150~km$距下对$\rm \sim 3~GW_{th}$反应堆的探测灵敏度在两年内达到最大值。需要更大的探测器来实现更及时的探测或监测更小或更远的反应堆。
2023-02-27 hep-ex physics.app-ph physics.ins-det
The Daya Bay Antineutrino Detector Filling System and Liquid Mass Measurement
大亚湾反应堆中微子实验测量中微子混合角θ 13的精度达到世界领先水平。该实验使用8个装有20吨掺钆液体闪烁体的反中微子探测器，探测大亚湾核电站通过逆β衰变反应释放的反中微子。sin^{2}2θ {13}的精确测量依赖于距离反应堆近（400 m）和远（约1.8 km）探测器之间的相对反中微子相互作用率。每个检测器中测量的相互作用速率与液体闪烁体靶中的质子数成正比。研制了一种精密的探测器填充系统，可同时填充反中微子探测器的三个液体区，并测量探测器之间的相对目标质量<0.02%。本文介绍了该系统的设计、操作和性能，以及由此产生的探测器目标液体质量的精确测量。
2013-11-09 hep-ex physics.ins-det
Exclusion and Verification of Remote Nuclear Reactors with a 1-Kiloton Gd-Doped Water Detector
迄今为止，为证明不扩散能力而建立的反中微子实验通常使用有机稀释剂，尽可能靠近堆芯-通常相距几米到几十米，规模不超过几吨。这种方法的一个问题是靠近反应堆堆芯需要主机设施的容纳。水切伦科夫探测器位于厂外，距离几公里或更远，可以促进非侵入性监测和核查大面积的反应堆活动。随着间隔距离的增加，探测器目标质量必须相应地缩放。这篇文章量化了千吨级掺钆水切伦科夫探测器在多大程度上可以排除在指定距离内未申报的反应堆的存在，并在申报的反应堆存在的情况下远程检测隐藏的反应堆的存在，通过使用Feldman-Chelcins的可能性分析验证操作功率和间隔距离。1千吨级（基准）水切伦科夫探测器可以在一年内排除高达数十公里的千兆瓦级核反应堆。当试图确定反应堆的具体范围和功率时，探测器的能量分辨率不足以在两者之间进行划分。
2022-10-17 physics.app-ph physics.ins-det
Characterization of Tl$_2$NaYCl$_6$:Ce Scintillation Crystals as Gamma-Ray Detectors
本文报道了直径为16 mm的掺铈Tl $_2$ NaYCl $_6$的生长及其作为γ射线探测器的特性。直径为16 mm。在662 keV能量下的能量分辨率为4.1%（FWHM），光产额为27, 800 ph/MeV。计算的衰减时间为91 ns（34%）、462 ns（52%）和2.1微秒（15%）。X射线激发的发射光谱表现出与其他基于Tl的钾长石晶体类似的带，如Tl $_2$ NaYCl $_6$：Ce。
2021-03-24 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
Impact of extreme ultraviolet radiation on the scintillation of pure and xenon-doped liquid argon
X-ArT合作组利用硅光电倍增管发现氩原子态发射的长寿命极紫外谱线可增强纯及氙掺杂液氩闪烁光产额，建立综合模型并探讨其与杂散电子关联，为优化惰性液体探测器性能奠定基础。
2025-04-25 hep-ex physics.ins-det
Properties of para-terphenyl as detector for alpha, beta and gamma radiation
有机光衰减器因其衰减时间快、Z值低而常被用作辐射探测器，而无机光衰减器则用于需要高光强的场合。在本文中，我们表明，对三联苯为基础的检测器有一个混合的属性的两个类别，可以是最佳的低能量带电粒子的能量和位置测量。在0.1%二苯基丁二烯掺杂的对-三联苯样品上，我们测量到比典型的有机闪烁体（EJ-200）大3.5 ± 0.2倍的光产额，以及对于660 keV光子的抑制功率，相对于相同能量的电子，范围在3- 11%之间，取决于信号阈值。我们还测量了光衰减长度= 4.73+-0.06 mm，并且我们证明，利用本文中进行的测量，基于FLUKA的模拟可以正确地再现所测量的光谱。
2013-05-02 physics.ins-det physics.med-ph
Directional Antineutrino Detection
我们提出了第一个真正的定向反中微子探测器的反中微子以上的氢逆β衰变（IBD）阈值，与潜在的应用，包括监测核不扩散，空间映射地理中微子，表征扩散超新星中微子背景，并在中微子部门寻找新的物理。探测器由相邻和分离的目标和捕获闪烁体平面组成。IBD事件发生在靶层中，靶层足够薄，允许中子在没有弹性散射的情况下逃逸。中子在较厚的硼俘获层中被探测到。IBD事件的位置和正电子的动量是通过跟踪正电子穿过探测器的轨迹来确定的。我们的设计是对现有反中微子探测器的直接修改;可以用现有技术建造原型。
2014-10-30 hep-ex hep-ph nucl-ex
Invited Article: miniTimeCube
介绍了一种新型的紧凑型中微子探测器miniTimeCube（mTC）的研制。mTC是一种多用途探测器，其目标不仅是探测中微子，还包括快中子/热中子。潜在的应用包括防止核材料扩散和调查反中微子短基线效应。mTC是一种塑料0.2% $^{10}$ B掺杂闪烁体（13 cm）$^3$立方体，周围有24个微通道板（MCP）光子探测器，每个探测器都有一个$8\times8$阳极，总共有1536个单独的通道/像素观察闪烁体。它使用安装在MCP顶部的定制电子模块，使我们的探测器紧凑，能够区分不同类型的事件并实时抑制噪声。该探测器目前正在马里兰州盖瑟斯堡的国家标准与技术研究所（NIST）中子研究中心（NCNR）核反应堆（20 MW $_\mathrm{th}$）部署和测试。正在建造一个用于进一步测试的屏蔽，校准和升级正在进行中。mTC的改进的时空分辨率将允许确定入射粒子的方向超出以前的能力。
2016-02-03 physics.ins-det
LSND reloaded
根据MiniBooNE的反中微子实验结果，我们建议用掺钆的Super-Kamiokande作为探测器，重复原来的液体闪烁中微子探测器（LSND）实验。由于Super-Kamiokande提供的探测器质量比Super-Kamiokande大100倍以上，中微子源需要的质子束功率小于300千瓦，质子能量约为1 GeV。一年运行的这种设置可以证实或反驳LSND和MiniBooNE声称在超过5西格玛的置信水平。如果观察到信号，超级神冈的大尺寸结合其确定反中微子事件位置的良好能力，可以建立振荡的L/E依赖性特征。
2010-12-21 hep-ex hep-ph physics.ins-det
The Physics and Nuclear Nonproliferation Goals of WATCHMAN: A WAter CHerenkov Monitor for ANtineutrinos
本文介绍了WATCHMAN的物理和防扩散目标，水切伦科夫监测反中微子。WATCHMAN的基线设计是一个千吨级的掺钆（Gd）轻水切伦科夫探测器，放置在距离美国民用核反应堆13公里的地方。在第一个部署阶段，WATCHMAN将用于远程检测反应堆运行状态的变化，首次展示大型掺钆水探测器在未来国际核不扩散应用中用于远程反应堆监测的潜力。在其第一阶段，探测器将提供一个关键的大规模测试的能力，标记中子，从而区分低能电子中微子和反中微子。这将使WATCHMAN成为唯一能够提供超新星中微子方向和味道识别的探测器。它也将是第三大超新星探测器，也是西半球最大的地下探测器。在接下来的阶段中，采用IsoDAR中微子束，探测器将对无菌中微子签名和非标准电弱相互作用（NSI）具有世界级的灵敏度。WATCHMAN也将是一个主要的美国集成平台，用于与长基线中微子设施（LBNF）和其他未来大型探测器相关的一系列技术。本白皮书介绍了WATCHMAN的概念设计，并介绍了该项目的防扩散和物理目标的灵敏度的详细模拟结果。它还描述了将用于WATCHMAN的先进技术，包括高量子效率光电倍增管，水基液体闪烁器（WbLS），皮秒光传感器，如大面积皮秒光电探测器（LAPPD），以及先进的模式识别和粒子识别方法。
2015-02-04 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
The SABRE South Technical Design Report Executive Summary
SABRE South 将在南半球 SUPL 使用超高纯度 NaI(Tl) 晶体和液闪主动反符合系统检验 DAMA/LIBRA 年调制暗物质信号，预计两年数据可达到 5σ 发现或 3σ 排除能力。
2025-04-09 hep-ex physics.ins-det
Properties of Liquid Argon Scintillation Light Emission
液态氩由于其优异的电荷产额和输运特性以及作为闪烁体而被用作各种中微子和暗物质实验的活性介质。在127 nm附近的10 nm窄谱带内发射出液态氩闪烁光子，其特征时间分布由激发态Ar $_2^*$的最低单重态和三重态衰变到离解基态的两个分量组成。提出了一个模型，该模型考虑了通过与其他三重态的自相互作用或通过与分子Ar $_2^+$离子的相互作用的长寿命的三重态的猝灭。该模型预测的闪烁信号的时间分布和依赖于外部电场的强度和沉积的能量的密度，如果未淬灭的快速和缓慢的组件的相对丰度是已知的。该模型成功地解释了实验观察到的慢分量的特征时间对所施加的电场的强度和增加的光子产额的液体氩掺杂少量的氙（在ppm水平）的依赖性。该模型还预测了电子和核反冲的脉冲形状参数$_{prompt}$对反冲能量的依赖关系以及核反冲在液氩中的相对光产额$\mathcal{L}_{eff}$的行为
2020-12-11 hep-ex physics.ins-det
