Quenching Measurements and Modeling of a Boron-Loaded Organic Liquid Scintillator
有机液体稀释剂在实验核物理和粒子物理中有广泛的应用。由于$^{10}$ B的高热中子俘获截面，硼负载的中子吸收器对于检测中子俘获特别有用。这些闪烁器通常用于中子探测器，包括DarkSide-50中子否决器，其中中子在闪烁器中散射质子或在$^{10}$ B上捕获时可能产生信号。重建这些反冲的能量由于闪烁猝灭而变得复杂。了解这些闪烁体中的核反冲如何被抑制是一个重要而困难的问题。在这篇文章中，我们提出了一套测量的中子引起的质子反冲在硼负载的有机液体闪烁体在反冲能量范围从57- 467 keV，我们比较这些测量预测从不同的淬火模型。我们发现，修改后的Birks的模型，其分母是二次的$dE/dx$最好的描述测量，与$χ^2$ /NDF $=1.6$。这一结果将有助于模拟类似探测器中的核反冲闪烁，并可用于提高其中子标记效率。
2017-07-16 hep-ex nucl-ex 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
Rare-earth loaded liquid scintillator (for LENS experiment)
本文简要介绍了中性有机磷配体的稀土（Yb/Gd）配合物在液体闪烁技术中的应用。为了评价高稀土闪烁体的原理可行性，合成了氯化镱与三异戊基氧化膦的配合物。利用Cs-137的内转换电子激发测量了Yb浓度为78和88 g/L时的相对闪烁效率（RSE）。所得结果分别为50%和40%。
1999-08-11 physics.ins-det
Production of Gadolinium-loaded Liquid Scintillator for the Daya Bay Reactor Neutrino Experiment
本文报道了大亚湾中微子实验中用于探测电子反中微子的液体稀释剂的制备和特性。在六个月内成功地从线性烷基苯（LAB）溶剂生产了185吨负载钆（0.1质量%）的液体闪烁体（Gd-LS）和200吨未负载的液体闪烁体（LS）。描述了闪烁体特性、生产和纯化系统以及质量保证和控制（QA/QC）程序。
2014-02-27 hep-ex physics.ins-det
Characterization and performances of new indium loaded organic liquid scintillators, based on novel indium carboxilate compounds
提出了一种新的配方，以掺杂浓度高达10%的铟的有机液体稀释剂（OLS）：它是基于特定的铟羧酸盐化合物充分合成。所产生的In-OLS的特征在于：在铟浓度为5.5%时，其光产率为8500 ph/MeV，在430 nm波长处的光衰减长度为2.5 m。在所有研究期间（约1年），闪烁体性能稳定。将所生产的In-OLS与其他In-OLS配方进行比较，并显示出优异的性能。所发展的金属掺杂OLS的方法可以很容易地推广到其他金属如Gd、Nd、Cd。
2007-11-12 physics.ins-det
On the origin of the light yield enhancement in polymeric composite scintillators loaded with dense nanoparticles
本文研究负载致密HfO2纳米颗粒的聚合物复合闪烁体，发现其闪烁产额提升100%且时间响应不变，并首次将该增强归因于NPs在电离辐射作用下对发射态产生的局部效应。
2024-08-02 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Aging study of Gd concentration in LAB-based Gd loaded liquid scintillator exposed to passivated stainless steel
不锈钢是用于JSNS $^2$中微子探测器的LAB基钆液体闪烁体（Gd-LS）的储存容器的内表面的候选材料。用两种独立的方法研究了储存在钝化不锈钢瓶中的Gd-LS样品老化对Gd-LS中Gd浓度的影响。中子捕获时间测量的直接比较表明，在602天老化后，捕获时间没有显著降低。采用滴定法测量Gd浓度，老化466天后的结果与老化前的结果在测量不确定度范围内一致。在21 kL罐箱中，储存10年的Gd浓度降解上限估计为0.5%。这两个结果都得出结论，不锈钢可用于JSNS $^2$实验的Gd-LS储存。
2019-04-23 physics.ins-det
An exploratory study of a tellurium-loaded liquid scintillator based on water and p-dioxane
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
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
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
In-Situ Measurement of Relative Attenuation Length of Gadolinium-Loaded Liquid Scintillator Using Source Data at RENO Experiment
本研究利用RENO实验的放射源刻度数据原位测量载钆液体闪烁体相对衰减长度，发现探测器运行约四年内该衰减长度稳步下降50%，为探测器性能监测与中微子振荡实验数据修正提供关键依据。
2023-05-22 hep-ex physics.ins-det
$^6$Li-loaded liquid scintillators produced by direct dissolution of compounds in diisopropylnaphthalene (DIPN)
本文提出通过将^6Li盐直接溶解于DIPN溶剂制备载^6Li液体闪烁体的新方法，无需水或强酸，所得闪烁体在50 cm尺度下光输出和衰减长度分别达到EJ-309的107%和115%，并具备良好PSD性能。
2024-06-13 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
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
Synthesis and processing of lithium-loaded plastic scintillators on the kilogram scale
合成和表征了可以区分伽马射线、快中子和热中子的塑料制冷剂，同时考虑了千克级加工和性能之间的平衡。这些权衡是由于包含0. Iwt. %的锂-6以能够检测热中子。公斤级塑料制冷剂的合成和加工需要考虑许多因素。首先，使用共聚单体（甲基丙烯酸）来溶解锂-6的盐，这允许热中子捕获反应，该反应在能量转移之后产生闪烁光。其次，考虑闪烁性能和可加工性，因为共聚单体含量的增加导致光输出的急剧下降。使用少量的共聚单体（小于或等于3 wt. %）导致更好的性能，但需要高的加工温度。在大规模下，这些高温可能引发放热聚合，导致过早固化和/或缺陷。共聚单体的有害影响可以通过使用间三联苯作为主要染料而不是传统上用于有机染料的2，5_二苯基恶唑（PPO）来减轻。最后，控制固化环境以避免缺陷如开裂和变色，同时在固化期间保持掺杂剂的溶解度。对于由千克级批次的前体生产的闪烁器，表征了闪烁光的有效衰减。
2023-01-10 physics.ins-det
Development and Mass Production of a Mixture of LAB- and DIN-based Gadolinium-loaded Liquid Scintillator for the NEOS Short-baseline Neutrino Experiment
在韩国Yonggwang的Hanbit反应堆现场，提出了一项新的实验，称为NEOS（短基线中微子振荡），以调查反应堆反中微子异常。建造了一个目标体积为1，000升的均质近地天体探测器，并将其部署在距离反应堆堆芯约25米的钢筋束廊道处。线性烷基苯（LAB）用作近地天体探测器的主要基础溶剂。此外，二异丙基萘（DIN）的加入，以提高光输出和脉冲形状歧视（PSD）的能力。LAB与DIN的比例为90：10。溶解PPO（3 g/L）和bis-MSB（30 mg/L）以配制LAB-和DIN-基液体闪烁体（LS）的混合物。然后，约0.5%的钆（Gd）负载到LS通过使用溶剂-溶剂萃取技术。在本文中，我们报告了近地天体探测器用载钆激光散射的特性以及批量生产过程中的处理情况。
2015-11-16 hep-ex physics.ins-det
Neutron Response of the EJ-254 Boron-Loaded Plastic Scintillator
掺杂有捕获剂的有机发光剂提供了在宽能量范围内的中子的可检测信号。这项工作表征了EJ-254的快中子和慢中子响应，EJ-254是一种天然硼负载量为5%（重量）的有机塑料闪烁体。对于快中子，有机发光体中产生光的主要机制是n-p弹性散射。为了研究快中子响应，在劳伦斯伯克利国家实验室的88英寸回旋加速器上测量了EJ-254的质子光产额。使用宽谱中子源和双飞行时间技术，在约270 keV至4.5 MeV的能量范围内获得了EJ-254质子光产额，并确定与由相同聚合物基组成的其他塑料发光器一致。为了隔离慢中子响应，将带有聚乙烯减速剂的AmBe源入射到由EJ-309观测探测器阵列包围的EJ-254闪烁体上。EJ-254靶中的事件与特征477.6 keV $γ$射线（由硼中子俘获后残留的$^{7}$ Li核的去激发引起）一致。脉冲形状鉴别被用来评估由$γ$ -射线和快/慢中子相互作用引起的EJ-254闪烁信号响应的时间差异。没有实现$γ$射线和快中子信号之间的清晰分离，并且观察到中子捕获特征与$γ$射线和快中子带重叠。考虑到电子光的非比例性，EJ-254中的中子俘获光产额被确定为89.4 $\pm$ 1.1 keVee。
2021-01-07 physics.ins-det
Lithium-loaded Liquid Scintillator Production for the PROSPECT experiment
本文报道了用于精密反应堆振荡和光谱实验（PROSPECT）的载锂液体闪烁体（LiLS）的制备和表征。生产了59批90 L LiLS（${}^6{\rm Li}$质量分数0.082% $\pm$ 0.001%），并通过测量其相对于空气的吸光度、相对于纯液体闪烁体参考的光产额和脉冲形状辨别能力来表征所有批次的样品。57个批次符合质量保证标准，并用于PROSPECT实验。
2019-03-27 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
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
High Spatial-Resolution Fast Neutron Detectors for Imaging and Spectrometry
开发了两种基于光学读出的检测系统：a.第二代时间分辨集成光学中子（TRION）探测器研制成功。它是基于一个集成的光学技术，它允许通过时间选通光学读出快中子能量分辨成像。这种操作模式允许在非常高的中子通量强度下进行无损耗操作。TRION中子成像系统可以看作是中子在几纳秒时间尺度上到达探测器的频闪摄影。由于这种光谱能力是基于飞行时间（TOF）技术，它必须与脉冲中子源，如离子加速器产生1 - 2纳秒宽的束脉冲在MHz的重复率一起操作。TRION能够在单个加速器脉冲内捕获4个同时的TOF帧，并在有限采集时间内将它们累积到所有脉冲上。检测器的工作原理，模拟和实验结果进行了说明。B.光纤探测器研制了一种基于微米玻璃毛细管的快中子成像探测器。中子能谱法是基于对反冲质子径迹投影长度和径迹中产生的光量的测量的逐事件探测和中子能量的重建。此外，该探测器还可以提供位置分辨率为数十微米的快中子成像。探测器的操作原理，模拟和实验结果与一个小的探测器原型。轨道成像的个别反冲质子从入射中子在2 - 14兆电子伏的范围内，以及探测器的光谱能力的初步结果证明。保留字：快中子共振成像;飞行时间;快中子成像;能量分辨成像;中子能谱;毛细管阵列;液体闪烁体
2017-04-27 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
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
Measurement of ortho-Positronium Properties in Liquid Scintillators
液体闪烁体探测器中的脉冲形状鉴别是用于区分轻粒子和重粒子的成熟技术。尽管如此，它在电子和正电子的分离中不是有效的，因为它们引起不可区分的闪烁体响应。这种低效率可以通过利用正电子偶素（o-Ps）的形成来克服，它改变了由正电子引起的光脉冲的时间分布。我们表征了最常用的液体澄清剂，即PC，PXE，LAB，OIL和PC + PPO中的o-Ps性质。此外，我们还研究了闪烁体掺杂对目前中微子实验中使用的掺杂剂Gd和Nd的o-Ps性质的影响。进一步的测量Li-负载和Tl-负载的液体制冷剂被预见。我们发现，o-Ps性质是适合于提高电子-正电子歧视。
2013-06-25 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 Liquid Scintillation Detector for Radioassay of Gadolinium-Loaded Liquid Scintillator for the LZ Outer Detector
我们报告LUX-ZEPLIN（LZ）“筛选器”的设计和性能，这是一种小型液体闪烁体探测器，由$\approx 23$ kg的LAB基钆负载液体闪烁体（GdLS）组成，用于LZ外部探测器。外层探测器将装有17.3吨钆激光系统，并将围绕着LZ的中央液体氙时间投影室。它的主要功能将是否决液态氙中的中子单散射事件，这可能模拟WIMP暗物质信号。为满足外部检测器的要求，GdLS中的放射性杂质水平必须保持低于$\lesssim0.07$ mBq/kg。该背景水平对应于高于100 keV的能量阈值的$\approx50$ Hz的速率。在Sanford Underground Research Facility的Davis实验室中，在前LUX防水罩的超低本底环境中操作筛选器，用于GdLS的放射性测定。仔细选择探测器材料和使用超低背景光电倍增管可以测量各种放射性杂质。闪烁体中的$^{14}\textrm{C}$ / $^{12}\textrm{C}$比测量为$(2.83\pm0.06\textrm{(stat.)}\pm0.01\textrm{(sys.)}) \times 10^{-17}$。脉冲形状鉴别的使用允许通过拟合从$α$和$β$事件收集的光谱来测量贯穿$^{238}\textrm{U}$、$^{235}\textrm{U}$和$^{232}\textrm{Th}$链的同位素浓度。我们发现…
2019-05-28 hep-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
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
Prototype scintillator cell for an In-based solar neutrino detector
我们描述了在MPIK进行的工作，设计，建模，构建和表征一个原型电池充满了一种新的铟负载的闪烁体的实时低能量太阳中微子光谱的兴趣。首先，通过实验和蒙特卡罗模拟研究了光在光模块中的传输。随后，建立了5 cm x 5 cm x 100 cm的原型探测器，并测量了几个样品的光学性能。我们首先测试了基准的基于PXE的闪烁体，其衰减长度为~ 4.2 m，光电子产额为~ 730 pe/MeV。然后我们测量了三个加载样品。在44 g/l的In负载下，对477 keV的反冲电子，获得了~ 11.6%的能量分辨率和~ 7 cm的空间分辨率。电池中的长程衰减长度为~1.3 m，估计的光电子产额为~ 200 pe/MeV。所有测试样品的光衰减和相对光输出都可以通过MC相当好地再现。该系统的所有光学性质在> 1年的时间内保持稳定。
2005-02-16 physics.ins-det
First Neutron Spectrometry Measurement at the HL-2A Tokamak
介绍了一种用于HL-2A装置中子能谱测量的液体闪烁体中子能谱仪。对该谱仪进行了表征，并采用电荷比较法开发了快速数字脉冲波形鉴别软件。HL-2A托卡马克装置上的数字化仪数据采集系统可工作在高计数率环境下，最高频率为1 MHz。为HL-2A装置中子能谱测量设计了能谱仪的比辐射和磁屏蔽。对于脉冲高度谱分析，使用NUBEAM结合GENESIS进行专用数值模拟以获得中子能谱。随后，从等离子体到探测器的传输过程进行了评估与Monte Carlo计算。利用液闪谱仪的响应矩阵对畸变的中子能谱进行了折叠，计算得到的脉冲高度谱与实测值吻合较好。基于数字采集系统的中子谱仪可用于研究不同托卡马克装置的辅助加热行为和快离子相关现象。
2013-06-17 nucl-ex physics.ins-det
Light Yield Quenching and Quenching Remediation in Liquid Scintillator Detectors
研究了有机胺和羧酸对LAB闪烁体发光的猝灭作用。猝灭剂的化学官能团在这种还原中起重要作用。结果表明，在混合胺-酸体系中以1：1摩尔比形成的“盐”使淬灭减少2倍。支持NMR光谱。这种“猝灭中和”有可能减少当与猝灭剂络合的金属被装载到有机光催化剂中时所引起的光损失。
2020-11-18 hep-ex physics.ins-det
Doping of a Borexino-like Liquid Scintillator with Tellurium-Diols
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Johannes Gutenberg University Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学）；University of Jyväskylä（于韦斯屈莱大学）
研究通过修改的无水合成方法在液态闪烁体中掺杂碲二醇，发现低浓度掺杂对光致发光特性影响较小，但光产率随掺杂浓度增加而降低，且衰减时间常数减小，表明非辐射退激发过程增强。
2026-05-11 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
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
MeV-scale performance of water-based and pure liquid scintillator detectors
本文介绍了1万吨和50万吨探测器中水基液体闪烁体性能的研究。性能进行了评价比较，纯水切伦科夫探测器和纯闪烁体探测器的标称模型。性能度量包括能量、顶点和角分辨率，以及用于将切伦科夫与闪烁信号分离的能力的度量，作为取决于切伦科夫/闪烁比的各种粒子识别能力的代表。我们还修改了闪烁光的时间曲线，以研究相同的性能指标作为上升和衰减时间的函数。我们继续解释这些结果在某些物理学目标的影响，如太阳中微子和马约拉纳中微子的搜索。这项工作通过使用更完整的检测器模型和完全重建来支持和验证先前的结果以及其中所做的假设。我们证实，一个高覆盖率，50-kt的探测器将能够优于10（1）%的精度对CNO中微子通量与WbLS（纯LS）目标在5年的数据采集。在1 kt的LS探测器上，采用500 t的保守50%基准体积，可以达到优于5%的探测效果。利用液体闪烁体模型，我们发现Majorana中微子的灵敏度在正常的层次区域，在90% CL下，用Te靶进行10年的数据采集，其半衰期灵敏度为$T^{0νββ}_{1/2} > 1.4 \times 10^{28}$年.
2020-12-07 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Fabrication of quencher-free liquid scintillator-based, high-activity $^{222}$Rn calibration sources for the Borexino detector
实施了基于液体闪烁体（LS）制造$^{222}$ Rn负载放射源（刚制造后$\sim$ 0.5-1 kBq）的可靠且一致可重复的技术，其中LS淬灭剂污染物的量可忽略。这项工作演示了Borexino探测器即将进行的校准活动期间将使用的过程，其中一个或几个$\sim$ 100 Bq这样的源将部署在其基准体积的不同位置，目前显示出前所未有的放射性纯度水平。这些放射源需要满足$^{222}$ Rn活性、对感兴趣的辐射的透明度以及从检测器的完全可移除性的严格要求，以确保它们对Borexino的放射性纯度的影响可以忽略不计。此外，对用于校准的干净的、未失真的光谱信号的需要强加了严格的要求，以使猝灭剂（“猝灭剂”）最小化至零或极低水平。
2017-10-09 hep-ex physics.ins-det
Attenuation length measurements of liquid scintillator with LabVIEW and reliability evaluation of the device
利用示波器和LabVIEW进行信号采集和处理，搭建了衰减长度测量装置。对装置的性能进行了多种方式的测试，测试结果表明该装置具有良好的稳定性和较高的精度（σ/均值达到0.4%）。此外，如果使用滤波器，测量系统的精度将下降约17%。在大亚湾中微子实验中大量使用的钆闪烁体（Gd-LS）的衰减长度为15.10 ± 0.35m。此外，提出了一种基于比尔-朗伯定律的方法来考察测量装置的可靠性，R方达到0.9995。同时，对三种不同的净化方法进行了比较。
2013-05-07 hep-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
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 replacement system of the JUNO liquid scintillator pilot experiment at Daya Bay
江门地下中微子观测站（JUNO）是一个多用途的中微子实验站，将使用20 kt液体闪烁体（LS）。为了实现确定中微子质量排序的物理目标，需要在1 MeV下的3个$\%$能量分辨率。这对LS光输出和透明度提出了严格的要求。设计了四个LS净化步骤，并在大亚湾建造了中型工厂。为了检验纯化的LS的性能并找到优化的LS组分，将纯化的LS注入大亚湾中微子实验1号实验大厅（EH 1-AD 1）的反中微子探测器1中。为了泵出原始钆装载LS并填充新LS，已于2017年在EH1中构建了LS置换系统。通过用纯化水置换Gd-LS，再用纯化LS置换水，置换系统成功地达到了设计目标。随后，通过置换系统将荧光和波长转换器添加到更高的浓度。在各种LS成分下采集的数据帮助JUNO确定了最终的LS鸡尾酒。详细的设计，施工和操作的替代系统的报告在本文中。
2020-11-13 hep-ex physics.ins-det
Pulse shape discrimination using a convolutional neural network for organic liquid scintillator signals
提出基于CNN的脉冲形状甄别方法，利用功率谱输入提升掺钆液体闪烁体探测器信噪比，较传统方法提升超20%。
2023-01-15 hep-ex physics.ins-det
Investigation of Large LGB Detectors for Antineutrino Detection
可以提供中子俘获的明确指示的检测器材料或配置可以显著减少反中微子检测和俘获门控中子光谱测定应用中的随机符合背景。在这里，我们研究这样的材料的性能，塑料闪烁体和$^6$ Li $_6^{nat}$ Gd $(^{10}$ BO $_{3})_{3}$：Ce（LGB）晶体碎片的复合材料，其尺寸约为1 mm，占检测器质量的1%。虽然它被发现，目前制造的这种材料的光学传播特性是只能勉强接受的反中微子探测，其中子捕获识别能力是令人鼓舞的。
2011-06-29 physics.ins-det
SiPM-based neutron Anger camera with auto-calibration capabilities
我们目前的中子愤怒相机的基础上的锂-6加载铈激活硅酸盐玻璃闪烁体（33.3 × 33.3 × 1 mm 3）和64硅光电倍增器阵列的表征结果。用在图形处理单元（GPU）上实现的统计方法来执行闪烁事件的重建。我们证明，光响应模型的探测器可以获得洪水照射校准数据使用一个无监督的迭代过程。有效视场为28 x 28 mm 2。在2.5A中子束下测量的空间分辨率优于0.6mm半高宽，中子峰能量分辨率为11%。
2019-02-12 physics.ins-det
Riptide: a proton-recoil track imaging detector for fast neutrons
本文介绍快中子径迹成像探测器Riptide，利用塑料闪烁体中的中子—质子弹性散射和反冲质子立体成像实现能谱测量与粒子鉴别，并通过Geant4光学模拟及两种三维径迹重建方法验证其性能。
2023-12-08 physics.ins-det
Results for the response function determination of the Compact Neutron Spectrometer
紧凑型中子谱仪（CNS）是一个联合欧洲环（JET）增强项目，设计用于不同等离子体场景下的聚变诊断。CNS基于液体闪烁体（BC 501 A），可以很好地区分中子和伽马辐射。使用BC 501 A谱仪进行中子能谱测量需要使用可靠的、完全表征的探测器。响应矩阵的测定在联邦物理技术研究所（PTB）的离子加速器设施（PIAF）进行。该设施提供了几个单能束（2.5，8，10，12和14 MeV）和一个“白场”（Emax ~17 MeV），这使得光谱仪在感兴趣的区域（从~1.5 MeV到~17 MeV）的全面表征成为可能。入射中子的能量由飞行时间方法（TOF）确定，时间分辨率为1 ns。为了检查响应矩阵，测量的脉冲高度谱展开与代码MAXED和由此产生的能量分布从TOF得到的那些进行了比较。CNS项目需要修改PTB BC 501 A光谱仪的设计，用Ente per le Nuove tecnologie，l 'Energia e l' Ambiente '（ENEA）开发的数字系统取代模拟数据采集系统（NIM模块）。使用专门为此项目开发的新软件对新数字系统的结果进行了评估。
2012-01-30 nucl-ex physics.ins-det
RIPTIDE: a novel recoil-proton track imaging detector for fast neutrons
针对快中子探测中反冲质子径迹成像效率低的问题，本文提出 RIPTIDE 系统，利用塑料闪烁体、CMOS 或微通道板成像器件实现反冲质子径迹的时空重建与中子能谱测量。
2023-12-07 nucl-ex physics.ins-det
High Spatial Resolution Fast-Neutron Imaging Detectors for Pulsed Fast-Neutron Transmission Spectroscopy
介绍了两代用于快中子高分辨透射成像和能谱测量的新型探测器。这些设备基于含氢纤维闪烁体屏幕和单门或多门增强相机系统（ICCD）。该探测器设计用于纳秒脉冲宽能（1 - 10 MeV）中子束的能量选择性中子射线照相。利用飞行时间（TOF）方法，这种探测器能够同时捕获多个图像，每个图像处于不同的中子能量（TOF）。此外，还可以同时记录伽马射线图像，从而可以对物体进行中子/伽马联合检查。这允许将快中子共振法对低Z元素的灵敏度与γ射线照相法对高Z材料的灵敏度相结合。
2009-05-27 physics.acc-ph physics.atom-ph physics.ins-det
Improved STEREO simulation with a new gamma ray spectrum of excited gadolinium isotopes using FIFRELIN
STEREO实验测量了研究堆中发射的电子反中微子谱，该实验利用了钆负载液体闪烁体中H核的逆β衰变反应。该探测是基于瞬发正电子和缓发中子俘获事件的信号重合。钆上的中子俘获的模拟响应对于与数据的比较是至关重要的，特别是在检测效率的情况下。在所有稳定同位素中，$^{155}$ Gd和$^{157}$ Gd具有最高的热中子俘获截面。中子俘获后的激发核发射出总能量约为8 MeV的伽马射线。$^{156}$ Gd和$^{158}$ Gd的复能级方案对于去激发谱的建模和预测是一个挑战，特别是对于伽马射线可以逸出活性体积的紧凑型探测器。随着一个新的描述Gd（n，$γ$）级联获得使用的FIFRELIN代码，模拟和测量之间的协议与中子校准源的STEREO实验显着改善。已经生成了每种同位素的一千万个去激级联数据库，现在可供用户使用。
2019-10-24 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Current Status and Prospects of Neutron Detection and Neutron/Gamma Discrimination Technologies in Fusion Applications
College of Nuclear Technology and Automation Engineering, Chengdu University of Technology（成都理工大学核技术与自动化工程学院）；Engineering & Technical College of Chengdu University of Technology, Southwestern Institute of Physics（成都理工大学工程与技术学院，西南物理研究院）；School of Data Science and Artificial Intelligence, Wenzhou University of Technology（温州理工学院数据科学与人工智能学院）；Artificial Intelligence Key Laboratory of Sichuan Province, Sichuan University of Science and Engineering（四川省重点实验室（人工智能），四川轻化工大学）
本文综述聚变应用中子探测与中子/伽马甄别技术现状，分析多种探测方法优劣，指出无单一探测器适用所有任务，未来将发展高性能、智能甄别与多探测器协同方案。
2026-09-24 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
First measurement of low intensity fast neutron background from rock at the Boulby Underground Laboratory
发展了一种测量低强度快中子注量率的技术。详细讨论了仪器的设计、标定、数据分析程序和结果的解释。该技术已被应用于测量来自博尔比地下实验室岩石的中子背景，该实验室用于暗物质和其他实验，需要屏蔽宇宙射线μ子。使用液体闪烁检测器进行实验。将6.1升体积的不锈钢池填充有内部制造的装载有Gd的液体闪烁体以增强中子捕获。一个双脉冲签名（质子反冲，然后从中子捕获伽马）被用来识别来自PMT的更大的伽马背景的中子事件。通过在探测器周围包裹高纯度的铅和铜来抑制岩石中的伽马射线。用各种伽马和中子源对探测器进行了校准。特别注意消除PMT后脉冲和相关的背景事件从延迟符合的两个脉冲的Bi-Po衰变链。四个月的运行显示，中子诱发事件率为1.84 ± 0.65（统计）。事件/天。基于GEANT 4工具包进行了蒙特卡罗模拟，以估计探测器的效率和预期的质子反冲的能谱。通过与蒙特卡罗模拟的比较，估算出岩石中快中子的通量为（1.72 ± 0.61）。+- 0.38（系统））* 10^（-6）cm^（-2）s^（-1）。
2006-12-08 hep-ex physics.ins-det
Optimization of the JUNO liquid scintillator composition using a Daya Bay antineutrino detector
为了使江门地下中微子观测站（JUNO）的液体闪烁体（LS）的光产额最大化，在大亚湾的中试装置上制备了20 t LS样品。通过在反中微子探测器中取代钆负载的LS，研究了不同组成的新LS的光学性质。荧光剂PPO和波长移动剂bis-MSB的浓度分别从0.5g/L和<0.01mg/L增加到4g/L和13 mg/L。检测到的总光电子数表明，使用光学纯化的溶剂，bis-MSB浓度不需要超过4 mg/L。为了弥补大亚湾和JUNO之间探测器尺寸相差一个数量级，大亚湾数据被用来调整一个新开发的光学模型的参数。然后，将模型和调谐参数用于JUNO仿真。这使得能够确定JUNO LS的最佳组成：具有2.5 g/L PPO和1至4 mg/L bis-MSB的纯化溶剂LAB。
2020-07-01 hep-ex physics.ins-det
