Expression of Interest: The Atmospheric Neutrino Neutron Interaction Experiment (ANNIE)
钆掺杂水中的中子标记可能在使用兆吨级水切伦科夫探测器的下一代质子衰变搜索中减少来自大气中微子的背景中发挥重要作用。类似的技术也可能用于超新星中微子的探测。准确确定中子标记效率将需要详细了解水中中微子相互作用产生的中子数作为动量转移的函数。我们提出了大气中微子中子相互作用实验(ANNIE),旨在测量在掺钆水中的大气中微子相互作用的中子产额。ANNIE设计的一个创新方面是使用精确定时来定位探测器小基准体积中的相互作用顶点。我们建议通过使用LAPPD(大面积皮秒光电探测器)的早期生产来实现这一目标。这个实验将是这些设备的第一个应用,证明它们对水切伦科夫中微子探测器的可行性。
2014-02-26 hep-ex physics.ins-det
Letter of Intent: The Accelerator Neutrino Neutron Interaction Experiment (ANNIE)
钆掺杂水中的中子标记可能在使用兆吨级水切伦科夫探测器的下一代质子衰变搜索中减少来自大气中微子的背景中发挥重要作用。类似的技术也可能用于超新星中微子的探测。准确确定中子标记效率将需要详细了解水中中微子相互作用产生的中子数作为动量转移的函数。我们提出了大气中微子中子相互作用实验(ANNIE),旨在测量在掺钆水中的大气中微子相互作用的中子产额。ANNIE设计的一个创新方面是使用精确定时来定位探测器小基准体积中的相互作用顶点。我们建议通过使用LAPPD(大面积皮秒光电探测器)的早期生产来实现这一目标。这个实验将是这些设备的第一个应用,证明它们对水切伦科夫中微子探测器的可行性。
2015-04-07 hep-ex physics.ins-det
Characterization of plastic scintillator bars using fast neutrons from D-D and D-T reactions
我们报告的结果快中子响应塑料闪烁体(PS)条的氘-氘(D-D)和氘-氚(DT)反应使用Purnima中子发生器设施,BARC,孟买。这些测量在印度反应堆反中微子探测闪烁体矩阵(ISMRAN)的背景下是有用的,ISMRAN是一个10 × 10 PS棒阵列,用于通过反β衰变(IBD)信号测量反应堆反中微子。ISMRAN探测器是一个靠近反应堆堆芯(~ 13米)的地面实验,处理反应堆大厅内的活性快中子背景。对PS棒快中子响应的深入了解是抑制和区分快中子本底与IBD事件的必要前提。使用2.45 MeV的D-D和14.1 MeV的D-T聚变反应产生的单能中子束来表征这些棒中的能量响应。利用GEANT 4程序包对中子能量响应函数进行了模拟,并与实测数据进行了比较。对于这些反应,快中子在PS棒中的沉积能量的数据和模拟之间得到了合理的协议。在相邻的酒吧的能量沉积的比率是用来区分即时IBD,快中子和中子俘获级联伽马事件。
2021-11-04 nucl-ex physics.ins-det
Detection of fast neutrons and digital pulse-shape discrimination between neutrons and gamma rays
本文介绍了液体闪烁体探测器探测快中子的基本原理,并给出了一个中子墙阵列的实例。在中子探测,中子和伽马射线的歧视和识别探测器之间的串扰,由于中子散射的挑战,两个简要讨论,以及这些问题的可能的解决方案。脉冲形状歧视使用数字技术的可能性进行检查。从数字和模拟版本的零交叉算法的结果。数字脉冲形状歧视示出,至少,作为相应的模拟版本一样好的结果。
2008-04-15 nucl-ex physics.ins-det
Characterization of a Li-6 loaded liquid organic scintillator for fast neutron spectrometry and thermal neutron detection
介绍了一种液体闪烁体的表征,该液体闪烁体包含富集氯化锂的水溶液以产生具有0.40%Li-6的闪烁体,包括闪烁体在其光学性质和中子响应方面的性能。闪烁体被纳入到一个快中子谱仪,并从2.5 MeV,14.1 MeV,和CF-252中子的光输出光谱进行了测量,使用捕获门控符合技术。该谱仪在不符合的情况下运行,以进行热中子测量。光谱仪性能的可能改进进行了讨论。
2013-02-07 nucl-ex physics.ins-det
Influence of thermal and resonance neutron on fast neutron flux measurement by Pu-239 fission chamber
Pu-239裂变室由于对快中子的平坦响应而被广泛用于测量裂变谱中子通量。然而,同时,共振和热中子可以造成显着的影响,如果他们是慢化,这可以通过使用B和Cd覆盖消除测量。在柱状浓缩铀快中子临界装置上,测量了15 mm厚B盖、0.5mm厚Cd盖和无盖时Pu-239的裂变反应速率分别为1.791 × 10 - 16、2.350 × 10-16和1.385 × 10-15/s。而在20 mm厚的聚乙烯覆盖的裂变室中,Pu-239的裂变反应速率迅速提高到2.569 × 10-14。在1/v和1/E谱假设下,计算了Pu-239热中子和共振中子的平均裂变截面分别为500 b和24.95b,得到热中子、共振中子和快中子通量分别为2.30 × 106、2.24 × 106和1.04 × 108 cm ~(-2)s ~(-1)。
2014-03-19 nucl-ex physics.ins-det
Fast Neutron Detection Efficiency of 6Li and 7Li Enriched CLYC Scintillators using an Am-Be source
用两种不同的Cs_2LiYCl_6:Ce(CLYC)闪烁体探测器探测241 Am-Be校准源产生的快中子。两个圆柱形晶体(尺寸为1“x1”)分别富集超过99%的7 Li(C7 LYC)和约95%的6Li(C6 LYC)。这两种晶体都可以探测到快中子,而只有C6 LYC也可以探测到热中子,这是由于6Li的存在。在洛杉矶进行测量。INFN实验室和米兰大学(意大利)。为了识别中子事件,使用脉冲形状辨别技术。推导出了241 Am-Be发射中子的探测效率值,能量可达10 MeV。
2018-07-27 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
Fast Neutron Detection with a Segmented Spectrometer
本文介绍了由塑料闪烁体和He-3正比计数器组成的快中子谱仪,用于测量1 - 200 MeV的中子。我们讨论它的设计,工作原理和分析方法。该探测器能够在环境伽马背景存在下观测到非常低的中子通量,并且不需要闪烁体脉冲形状辨别。在2.5 MeV和14 MeV的快中子场中对谱仪的能量响应进行了表征,并与蒙特卡罗模拟的结果进行了比较。在海拔120米(39.130度)处测量了快中子通量和能量响应。北纬77.218度W)和560 m深度的石灰石矿中。最后讨论了提高灵敏度和能量分辨率的谱仪的设计。
2014-11-20 nucl-ex physics.ins-det
Directional fast neutron detection using a time projection chamber and plastic scintillation detectors
提出了一种基于中子时间投影室(TPC)和位置灵敏塑料闪烁探测器的定向快中子探测新方法。该探测系统仅使用中子TPC就能有效地定位4π视场的热点的近似位置。然后,系统使用TPC和闪烁探测器中的选定符合事件生成热点的高分辨率图像。使用Cf-252源构建并测试了原型。快速搜索的效率达到7.1 × 10 -3。采用简单反投影法进行高分辨率成像,角分辨率为7.8°(半高宽,FWHM)。
2018-10-31 nucl-ex physics.ins-det
A Capture-gated Fast Neutron Detection Method
针对3He供应危机导致的门控中子探测器短缺问题,开展了镉基俘获门控快中子探测器的研究。该探测器由多个1cm × 1cm × 20cm的塑料闪烁体组成,表面覆盖0.1mm厚的镉膜。探测器利用镉吸收热中子并产生俘获伽马射线来指示中子的探测,并利用塑料闪烁体来缓和中子并记录伽马射线。这种设计消除了传统的基于3He计数器的快中子探测器中的体积竞争关系,这阻碍了中子探测效率的提高。探测器总体积为40.4 cm * 40.4 cm * 20 cm,探测效率为21.66 ± 1.22%。这种探测器可以同时测量中子和伽马射线。小型探测器(20.2 cm * 20.2 cm * 20 cm)在15秒的测量时间内,对中子产额为1841 n/s的252 Cf源显示出3.3%的虚警率。它还证明了一个非常低的(<0.06%)的虚警率为3.21 * 105 Bq 137 Cs源。该探测器为RPM系统中的中子和伽马射线探测器提供了潜在的单探测器替代品。
2016-03-11 nucl-ex physics.ins-det
Efficiency Studies of Fast Neutron Tracking using MCNP
快中子鉴别与能谱是核物理实验中的重要内容。利用中子弹性散射可以测量快中子动量。(Wang and Morris,2013)提出了快中子初始动量可以由中子与靶之间最多连续三次弹性碰撞得到的理论概念,包括两次连续反冲离子径迹的信息和第三次碰撞或两次连续弹性碰撞的顶点位置信息以及时间信息。在这里,我们还包括额外的可能性,测量从反冲离子的沉积能量。本文利用蒙特卡罗N粒子输运程序(MCNP)模拟了中子弹性散射,并研究了相应的中子探测和跟踪效率。相应的效率和散射距离用不同的目标材料,特别是天然硅(92.23 $\%$ $^{28}$ Si,4.67 $\%$ $^{29}$ Si,和3.1 $\%$ $^{30}$ Si)和氦-4($^4$ He)模拟。对探测器设计中的重要参数碰撞时间和反冲离子能量也进行了研究。我们还计算了离子在不同能量下的射程,使用软件,“停止和范围的离子在物质(SRIM)",表明离子径迹可以最方便地观察到$^4$ He,除非可以在硅中获得亚微米的空间分辨率。
2022-05-04 nucl-ex physics.ins-det
Energy-resolved fast neutron resonance radiography at CSNS
中国散斑中子源的白中子束线将主要用于核数据测量。它的特点是高通量和宽能谱。为了利用束线作为中子成像源,我们提出了一种用于快中子共振成像的液体闪烁体光纤阵列。光纤探测器单元具有较小的暴露面积,这将限制事件计数并及时分离事件,从而满足单事件飞行时间(SEToF)测量的要求。目前的研究涉及ToF测量的物理设计标准,包括通量估计和探测器响应。最后对该技术的发展前景和应用前景进行了展望。
2018-05-21 nucl-ex physics.ins-det
Miniature Neutron Spectrometer for Space
MIDAS是一种微型探测器,用于评估中子源附近的辐射场参数,其组成部分是快中子谱仪。在地磁场之外的任务中,快中子是银河宇宙线重离子与宇宙飞船甚至宇航员身体中的材料相互作用的次级产物。快中子的相对生物学效应很高。中子谱仪的第一个原型已经开发,校准和用于测量252 Cf光谱。
2019-11-10 nucl-ex physics.ins-det
Measurement of Fast Neutron Rate for NEOS Experiment
快中子率是在近地天体实验场地测量的,近地天体实验是一个短基线中微子实验,位于一个商业核电站的一个腱廊,使用的是0.78升液体闪烁体探测器。脉冲形状鉴别技术被用来识别中子信号。在核反应堆开启和关闭期间进行测量,发现这两个期间每天约20次。还在覆盖层可忽略不计的地上场地测量了快中子率,发现快中子率比近地天体实验场地高约100倍。
2016-10-17 nucl-ex physics.ins-det
Neutron spectrometer for fast nuclear reactors
在本文中,我们描述的发展和第一次测试的中子能谱仪设计的高通量环境,如发现在快速核反应堆。该谱仪基于撞击在$^6$ Li上的中子转化为$α$和$t$,其总能量包括初始中子能量和反应$Q$值。$^6$ LiF层夹在两个CVD金刚石探测器之间,这两个探测器同时测量两个反应产物。在两个中子能量在众所周知的热和3 MeV中子通量的光谱仪进行了校准。测量的中子探测效率从4.2 $\times 10^{-4}$到3.5 $\times 10^{-8}$的热中子和3 MeV的中子,分别。这些值与Geant 4模拟一致,并且接近基于$^6$ Li(n,$α$)$t$截面的知识的简单估计。光谱仪的能量分辨率被认为是优于100千电子伏时,使用5米电缆之间的探测器和前置放大器。
2015-05-25 nucl-ex physics.ins-det
Track identification and reconstruction in fast neutron detection by MPGD
近二十年来,微图形气体探测器在粒子探测中得到了广泛的应用。在这项工作中,一种新的方法的径迹识别和重建的快中子探测MPGD,这在大多数情况下,需要一个强大的拒绝的伽马背景。基于该方法,可以在基于FPGA的DAQ系统中构建在线跟踪系统,以显著提高计数率和空间分辨率的能力。这项工作也提供了一个潜在的用途,在未来的强子实验,如SoLID光谱仪在杰弗森实验室。
2015-12-15 nucl-ex physics.ins-det
Test of a prototype neutron spectrometer based on diamond detectors in a fast reactor
研制了一台基于金刚石探测器的中子谱仪样机。该原型由夹在两个CVD金刚石晶体之间的$^6$ Li中子转换器组成。金刚石晶体的辐射硬度使其适用于低功率研究反应堆,而对伽马射线的低灵敏度和探测器的低漏电流允许达到良好的能量分辨率。两个晶体之间的快速重合被用来剔除背景。探测器使用两个不同的电子链通过几米长的电缆连接到它。第一个链基于传统的电荷敏感放大器,另一个链使用为此目的开发的定制快速充电放大器。样机已在多种中子源上进行了测试,表明了其实用性。特别是,该探测器在TRIGA热反应堆(帕维亚大学LENA实验室)中进行了校准,中子通量为$10^8$ n/cm $^2$ s,并在名为FNG的3 MeV D-D单色中子源(ENEA,罗马)中进行了校准,中子通量为$10^6$ n/cm $^2$ s。中子能谱测量是在TAPIRO快堆(ENEA,Casaccia)上进行的,通量为10 $^9$ n/cm $^2$ s。将获得的光谱与蒙特卡罗模拟进行比较,用MCNP和Geant 4对检测器响应进行建模。
2015-05-23 nucl-ex physics.ins-det
Neutron Tagging following Atmospheric Neutrino Events in a Water Cherenkov Detector
我们提出了在超级神冈IV中子标记技术的发展,使用神经网络分析。氢中子俘获的探测效率估计为26%,每个中微子事件的错误标记率为0.016。标记效率的不确定度估计为9.0%。标记效率的测量与Americium-Bergland校准的数据与该值在10%以内一致。标记程序是在3,244.4天的SK-IV大气中微子数据上进行的,在26,473个中微子事件中识别出18,091个中子。拟合的中子俘获寿命为218 \pm 9 μs。
2022-09-20 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Fast FPGA algorithm for neutron-gamma discrimination
各种脉冲形状鉴别方法已被用来解决中子-伽马鉴别问题。但由于计算量和FPGA性能的限制,大多数算法都局限于离线计算。为了实现中子和γ的实时鉴别,在传统脉冲波形鉴别方法的基础上,提出了一种新的脉冲波形鉴别算法。该算法充分考虑了脉搏信号的物理特性,在保证精度的前提下,大大减少了运算量和死区时间,并可直接在FPGA上实现。在基于CLLB闪烁探测器的实际实验中取得了良好的效果。
2021-04-09 nucl-ex physics.ins-det
Modification on thermal motion in Geant4 for neutron capture simulation in Gadolinium loaded water
针对中子探测效率模拟与观测的差异,研究修改Geant4中氢原子热运动的实现,解决了其对被俘获核比例的高估问题,使模拟结果与核数据计算及SK-Gd观测值一致,优化了载钆水中中子俘获模拟。
2024-12-13 hep-ex physics.ins-det
Events registration in a fast neutrons spectrometer
本文介绍了快中子谱仪的工作原理、设计、记录系统和主要特点。该谱仪用于直接测量快中子的超低通量。它对10^-7中子/(cm^2 s^1)的中子通量敏感,当中子能量高于700 keV时,中子通量会更低。同时测量能量的快中子探测效率在0.02-0.06之间。中子谱仪的设计考虑到了尽量减少伽马射线本底的要求。它是一种基于纯液体有机蒸发器-热化器的量热计,氦正比计数器作为均匀分布在体积上的热化中子的捕获器。光谱仪的低电平信号电子学设计具有有效抑制背景事件所需的信噪比优化和全脉冲形状分析。本文介绍了一种基于快速(100 MHz)双通道PC/AT接口数字示波器的数据采集与处理系统。采集软件用C语言编写。
1999-08-24 astro-ph nucl-ex physics.ins-det
Detectors for Time-of-Flight Fast-Neutron Radiography: 1. Neutron Counting Gas Detector
本文介绍了我们的两种具有能谱能力的快中子成像方法之一。它是一种基于氢中子转换器和气体电子倍增器(GEM)的中子计数技术。介绍了探测技术的基本原理以及转换器、电子放大和读出的优化设计。在2 ~ 10 MeV的脉冲中子束中进行了实验,对这些特性进行了评价
2004-08-17 physics.ins-det
Development and Characterization of a High Sensitivity Segmented Fast Neutron Spectrometer (FaNS-2)
介绍了一种基于塑料闪烁体和$^3$ He正比计数器的分段式快中子谱仪(FaNS-2)的研制。它被设计用于测量能量范围在几MeV到1 GeV的快中子的通量和谱。FaNS-2利用捕获门控光谱来识别中子事件并拒绝背景。中子在正比计数器中的$^3$ He核上捕获之前,在塑料闪烁体中沉积能量。分段改善了中子能量重建,而大体积的闪烁体增加了对低中子通量的灵敏度。其设计的一个主要目标是研究相对较低的中子通量,例如地球表面、地下环境或来自低活性中子源的宇宙成因中子。在本文中,我们提出了它的设计和建设的细节,以及它的特性与校准的$^{252}$ Cf源和单能中子场的2.5 MeV和14 MeV。检测到的单能中子谱展开使用奇异值分解方法,在14兆电子伏的能量分辨率为5%。最后,我们讨论了用FaNS-2测量地表和地下宇宙成因中子能谱的计划。
2015-10-26 astro-ph.IM nucl-ex physics.ins-det
Corrections on energy spectrum and scatterings for fast neutron radiography at NECTAR facility
中子能谱和散射中子引起的畸变是快中子照相中的主要问题,应加以考虑以提高图像质量。本文重点介绍了在德国慕尼黑工业大学(TUM)研究堆FRM-II的NECTAR装置上进行的快中子照相的图像失真和偏差的消除。分析并建立了NECTAR能谱,修正了中子能谱的影响,并利用蒙特卡罗程序MCNPX模拟的点散射函数(PScF)评价了目标散射效应,提高了图像质量。良好的分析结果证明了上述两种修正方法的有效性。
2013-06-09 physics.ins-det
Design and Performance of a Hybrid Fast and Thermal Neutron Detector
我们报告了一个定制的混合探测器的性能和表征,包括BC 501 A液体闪烁体的快中子和BC 702闪烁体的热中子。对BC501A液体闪烁体探测器进行了标定和分辨。为了区分γ中子、快中子和热中子,发展了脉冲形状鉴别(PSD)技术。在GEANT 4中开发了蒙特卡罗模拟软件包,由测量的反冲能谱得到实际的中子能谱。用241AmBe(α,n)中子能谱的重建对所提出的方法进行了检验。
2016-12-02 physics.ins-det
Directional Fast Neutron Detection Using a Time Projection Chamber
利用氢气时间投影室测量反冲质子的三维轨迹和比电离,提供了入射快中子的方向信息。在这里,我们展示了定向快中子探测使用这样的设备。获得的宽视场和出色的伽马抑制表明,该设备非常适合于搜索特殊核材料等应用。
2010-10-07 physics.ins-det
High-frame rate, fast neutron imaging of two-phase flow in a thin rectangular channel
我们已经证明了在矩形截面的细通道中进行空气-水两相流的高帧频、快中子照相的可行性。这些实验是在联邦物理技术研究所的加速器设施中进行的。用11.5MeV的氘轰击厚Be靶产生了平均能量为6 MeV的多色高强度快中子束。使用在快中子共振成像背景下开发的快中子成像探测器获得了低至10毫秒曝光时间的图像序列。不同的两相流制度,如泡状段塞流和搅拌流已被检查。测量了气液两相流的体积含气率、气泡尺寸和气泡速度等参数。初步的结果是有希望的,对未来的实验改进进行了讨论。
2015-04-08 physics.ins-det
Concept of a fast neutron detector based on 10B-RPCs
提出了一种基于10 B-RPC(hybrid double-gap Resistive Plate Chamber with 10 B4 C neutron converter)的探测10-4 ~ 5 MeV能量范围内快中子的方法。探测效率作为中子能量的函数是在蒙特卡罗模拟中获得的,使用Geant 4工具包对几种探测器配置进行模拟。中子转换器的厚度被优化以获得最大效率。结果表明,对于这种类型的探测器,有可能获得大于50%的平均探测效率与中子能量的弱依赖性。还讨论了暗计数率和γ灵敏度。
2021-12-23 physics.ins-det
Verification of He-3 proportional counters fast neutron sensitivity through a comparison with He-4 detectors
在中子散射科学领域,各种各样的仪器都需要热中子和冷中子探测器。氦-3多年来一直是热中子和冷中子探测的主要元素之一。如今,世界各地的中子设施正在推动他们的技术,以增加仪器提供的可用通量,这使得一个全新的科学景观。随着可用通量的增加,更好的信号与背景比(S/B)能够执行新类型的测量。为了这个目的,这份手稿重新审视今天的“金标准”中子探测的背景灵敏度。快中子和γ射线是中子散射实验中的主要本底粒子。本文通过与氦-4计数器的比较,研究了氦-3探测器探测快中子、宇宙射线和γ射线的效率(灵敏度)。与氦-4的比较允许将热(和冷)中子与基于氦-3的计数器中的快中子贡献分开,否则它们是纠缠的;从间接方法验证先前的结果。此外,本文还对ESS地面宇宙中子注量(也是本底源之一)进行了估算。
2020-02-19 physics.ins-det
Study on the novel neutron-to-proton concept for improving the detection efficiency of triple GEM based fast neutron detector
介绍了一种基于三重气体电子倍增器(GEM)探测器的高效率快中子探测器样机,该探测器与一种新型的多层高密度聚乙烯(HDPE)作为中子-质子转换器相耦合,以提高中子探测效率。首先,利用$^{55}$ Fe X射线源对研制的三重GEM探测器进行了有效增益和能量分辨率的测试,以确保其具有良好的性能。获得的有效增益和能量分辨率分别为5.0 $\times$、10 $^{4}$和19.2%左右。其次,将新型的多层HDPE转换器与三重GEM探测器的阴极耦合,使其成为高效的快中子探测器。当转换器层数为38时,其有效中子响应比传统单层转换技术提高了4倍。
2014-03-14 physics.ins-det
The preliminary results of fast neutron flux measurements in the DULB laboratory at Baksan
地下物理实验(如太阳中微子通量、中微子振荡、无中微子双β衰变的研究,以及寻找每年和每天的冷暗物质粒子通量调制)的主要背景来源之一是来自周围岩石的快中子。本文介绍了位于水深4900米的新DULB实验室的快中子通量测量结果。在巴克桑中微子天文台进行了实验。研究了几种常见天然材料的中子屏蔽性能。本文介绍并讨论了用灵敏度约为10^(-7)中子/(cm ^2 sec)的高灵敏度快中子谱仪所获得的初步结果。
2000-01-04 physics.ins-det
A 2D pixelated stilbene scintillator detector array for simultaneous radiography with fast neutrons and gammas
为实现快中子与γ射线同时辐射的射线照相应用,我们研制了一种探测器,它由16个二苯乙烯晶体组成4 $\times$ 4二维阵列,间距为5 mm,深度为25 mm,晶体阵列由硅光电倍增器和定制的信号处理电路读出。探测器原型在Paul Scherrer研究所使用定制的D-D快中子发生器进行了测试。通过应用脉冲形状鉴别算法,探测器能够同时探测和区分快中子和伽马。对放置在源和探测器之间的不同材料和厚度的衰减样品进行了测试,并将测量的宏观快中子截面与预期进行了比较。在详细的Geant 4模拟的帮助下研究了偏差。对D-D快中子的探测效率约为10%。
2020-12-22 physics.ins-det
Improved Fast Neutron Spectroscopy via Detector Segmentation
有机稀释剂广泛用于快中子探测和光谱学。几种效应使基于这些材料的探测器的结果的解释复杂化。第一,快中子通常会在其所有能量沉积在探测器内之前离开探测器;第二,快中子通常会在探测器内多次散射,并且每次散射产生的闪烁光与能量之间存在非比例关系;因此,在观察到的闪烁光与沉积的中子能量之间不存在确定性关系。在这里,我们展示了一种硬件技术,以减少这两种影响。分段检测器的使用允许光输出非比例性的逐个事件校正,并且允许优先选择具有接近完全能量沉积的事件,因为这些事件通常将具有高的分段多重性。
2009-08-09 physics.ins-det
MeV Neutron Production from Thermal Neutron Capture in {6}^Li Simulated with Geant4
各种Li化合物通常在中子设施中用作中子吸收剂。这些化合物提供中子衰减与$γ$射线产生的最高比率之一。不幸的是,这些化合物的使用也可以引起能量高达近16 MeV的快中子发射。从历史上看,这种快中子产生机制中的一些细节可能在某些优化方案下的某些建模包中缺失。在这项工作中,我们测试了Geant 4,以评估这个模拟工具包的快中子产生机制的性能。我们与Geant 4进行的模拟结果进行比较,可用的测量。研究结果表明,Geant 4模拟结果与$^6$ Li快中子产生的测量结果吻合较好,适用于散在中子源中子仪器本底评价。
2015-10-27 physics.ins-det
Unfolding the fast neutron spectra of a BC501A liquid scintillation detector using GRAVEL method
中子能谱的精确知识在基础研究和应用中是有用的。介绍了用BC 501 A液体闪烁探测器测量和展开快中子能谱的全过程。实验测量了Am-Be中子的反冲质子谱。利用NND 7程序对探测器的响应矩阵进行了模拟。结合反冲质子能谱和响应矩阵,采用GRAVEL迭代算法对中子能谱进行展开。开发了基于GRAVEL方法的MatLab程序。成功地展开了Am-Be源的连续中子能谱和D-T源的单能中子能谱,并与标准参考谱符合良好。展开的Am-Be谱比近年来人工神经网络展开的Am-Be谱更精确。
2013-11-28 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
Performance and pulse shape discrimination of glass scintillator SG101 for neutron detection
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(中法核能源学院,中山大学);School of Science, Sun Yat-sen University(中山大学理学院);Beijing Hoton Technology Co.Ltd.(北京霍顿科技有限公司)
SG101玻璃闪烁体在中子探测中表现出高效率和良好的脉冲形状鉴别能力,适用于高精度事件标记应用。
2026-02-12 hep-ex physics.ins-det
Upgrade of Super-Kamiokande with Gadolinium
Okayama University(冈山大学);Kamioka Observatory, Institute for Cosmic Ray Research, University of Tokyo(东京大学宇宙射线研究所神冈观测站);Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), The University of Tokyo Institutes for Advanced Study, University of Tokyo(东京大学基础物理学与数学柯尔维特研究所(WPI))
SK-Gd 项目通过添加硫酸钆提升水纯度,提高了反β衰变事件识别能力,增强了探测弥漫超新星中微子背景的能力,并在中微子物理和天体物理领域带来新机遇。
2026-03-28 astro-ph.HE physics.ins-det
Experimental fast channel reactor operating in the traveling wave mode of nuclear fissions with a soft fast neutron spectrum
National Odessa National Polytechnic University(敖德萨国立理工大学)
本文介绍了一种在软快中子谱下运行的实验型快单通道反应堆原型设计,通过使用液压燃料处理系统减少中子对材料的冲击,采用铀二碳化物燃料实现旅行波裂变模式。
2026-03-30 physics.acc-ph 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
Fast neutron background characterization with the Radiological Multi-sensor Analysis Platform (RadMAP)
为了描述快中子辐射背景,在放射性多传感器分析平台(RadMAP)中安装了16个EJ-309液体闪烁体单元,以收集旧金山湾区的数据。每个快中子事件都与特定的天气指标(压力、温度、绝对湿度)和GPS坐标有关。快中子计数率对大气压力的预期指数依赖性得到了证明,事件率随后根据检测时的测量压力进行了调整。压力调整后的数据也被用来研究其他环境条件对中子本底率的影响。利用美国国家海洋和大气管理局(NOAA)沿海地区激光雷达数据,实现了一种算法来近似沿RadMAP路线的点的天空视图因子(可见天空的总分数)。在旧金山,奥克兰市中心和伯克利分析的三个地区都表现出超过50%的背景抑制率的范围内测量的天空视图因素。这种效应是由于周围建筑物对宇宙射线产生的中子的屏蔽,与在测量的压力范围内产生32%的计数率抑制的压力影响相当。
2016-11-15 physics.ins-det
Evaluation of a Positron-Emission-Tomography-based SiPM readout for Compact Segmented Neutron Imagers
特殊核材料(SNM)的伽马射线发射相对容易使用适量的高Z材料屏蔽检测。相比之下,快中子更具穿透力,可以在不损失大量能量的情况下逃离相对厚的高Z屏蔽。此外,快中子提供了SNM存在的清晰和明确的签名,几乎没有竞争的自然背景源。探测快中子的挑战是双重的。首先,来自SNM的中子通量只是相应伽马射线通量的一小部分。其次,快中子很难与伽马射线区分开来。区分伽马射线与中子的能力结合中子成像可以产生将局部SNM中子源与背景隔离的巨大益处。随着脉冲形状敏感的塑料闪烁器的最新发展,提供了出色的伽马射线/中子歧视,硅光电倍增器阵列结合高度可扩展和快速正电子发射断层成像(PET)多通道读出系统,现场部署的中子成像仪适用于SNM检测现在可能触手可及。在本文中,我们提出了一个表征的性能最近可用的商业PET扫描仪读出,包括其灵敏度之间的脉冲形状的差异快中子和伽马射线,能量和定时分辨率,以及线性和动态范围。我们发现,虽然脉冲形状的歧视是可以实现的芪,进一步改善的读出需要实现它与最好的塑料制冷剂。时间和能量分辨率似乎是足够的中子成像在某些情况下。
2022-02-15 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Effective exploitation of a geyser bubble-chamber equipment as a background-free fast neutron detector
MOSCAB设备是一种间歇泉概念的泡室,最初被认为是用于寻找WIMP形式的暗物质,现在被用来探测快中子。一旦确定了无背景操作条件,使得检测器仅对中子敏感,这在成核所需的中子能量阈值高于约2.5 MeV时发生,则使用AmBe中子源研究检测器对快中子的响应。然后通过蒙特卡罗模拟和后处理产生检测效率函数集,通过实验进行验证并进行讨论。最后,使用的探测器来测量非常弱的n-源在清洁的环境中的快中子活动,以及通过广泛的空气淋浴的中子组件来监测宇宙射线的变化,被认为是。
2021-06-25 hep-ex physics.ins-det
Proton discrimination in CLYC for fast neutron spectroscopy
针对CLYC闪烁体中质子与重带电粒子甄别难题,提出多门电荷积分算法,利用TOF数据验证,实现快中子谱学,并引入迭代减法抑制干扰。
2024-09-12 physics.ins-det
Time-resolved fast neutron imaging: simulation of detector performance
我们已经分析和比较了两种新的快中子成像方法与飞行时间光谱能力的性能。使用MCNP和GEANT代码模拟的中子和带电粒子在探测器中的传输,关键参数,如检测效率,在转换器中沉积的能量的量和空间分辨率的两个探测器的变体进行了评估。
2004-08-17 physics.comp-ph physics.ins-det
Analyzing the neutron and $γ$-ray emission properties of an americium-beryllium tagged neutron source
本研究通过三部分理论能谱模型结合实验测量,分析 AmBe 标记中子源的中子与 $γ$ 射线发射特性,并比较模拟与实测能谱及发射比例。
2023-09-17 astro-ph.IM physics.ins-det
Fast neutron sensitivity of neutron detectors based on boron-10 converter layers
在过去的几年中,许多用于热中子探测的探测器技术已经被开发出来,以面对3 He的短缺,3 He现在更难获得并且更昂贵。此外,基于3 He的探测器不能满足性能要求,例如新仪器所需的空间分辨率和计数率能力。基于硼-10的气体探测器已被提出作为合适的选择。ESS正在开发这种和其他替代技术。更高的强度意味着更高的信号,但也意味着更高的背景。信号背景比是研究的一个重要特征,特别是伽马射线和快中子的贡献。本文首次研究了10 B热中子探测器的快中子灵敏度。它提出了作为能量阈值的函数的探测器响应的研究和潜在的物理机制。后者解释的帮助下,理论的考虑和模拟。
2017-12-15 physics.app-ph physics.ins-det
Performance Characterization of a Plastic-Scintillator Sensor for Fast-Neutron, Thermal-Neutron, and Gamma-Ray Discrimination
Sun Yat-sen University(中山大学)
本研究表征了一种由EJ276或EJ200塑料闪烁体与EJ426热中子屏耦合、单光电倍增管读出的紧凑型传感器,通过康普顿边缘分析和脉冲形状甄别评估其对快中子、热中子和伽马射线的甄别能力。
2026-04-29 hep-ex physics.ins-det
Geant4 modeling of energy spectrum of fast neutrons source for the development of research technique of heavy scintillators
所提出的工作演示了创建和调查的快中子源的数学模型的结果。模型载体是在Linux操作系统环境中使用Geant 4工具包以C++编程语言开发的计算机程序。描述低能模型的所有必要类别都用于模拟中子通过探测器材料的过程。考虑了弹性散射、非弹性散射、辐射俘获和裂变。本文给出了用两种方法模拟的快中子源的能谱图。对所得能谱进行了分析。所建立的239 PuBe中子源模型可用于Bi_4Ge_3O_(12)、CdWO_4、Gd_2SiO_5等闪烁探测器的研究及其特性研究。利用所建立的模型,可以研究快中子登记过程中重氧化物扩散物质中的过程。结果表明,用Bi_4Ge_3O_(12)或CdWO_4中子计数器记录~(239)PuBe中子源的中子流较好。虚拟核物理实验的结果与已发表的实验数据相吻合。
2020-01-29 physics.comp-ph physics.ins-det
Measuring Fast Neutrons with Large Liquid Scintillation Detector for Ultra-low Background Experiments
我们开发了一个12升体积的中子探测器,充满了液体闪烁体EJ 301,测量中子在地下实验室,其中暗物质和中微子实验的位置。探测器目标是一个圆柱体,内部涂有反射涂料(95%反射率),可显著增加探测器的光收集。我们演示了几种校准技术,使用点源和宇宙射线μ子的能量高达20兆电子伏的大型液体闪烁探测器。首次使用大型液体闪烁体显示了使用脉冲形状鉴别的中子-伽马分离,其中几个MeV中子到数百个MeV中子。
2013-06-12 hep-ex physics.ins-det
Fast-Neutron Scintillation with Multi-Quantum-Well 2D Perovskites
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Seoul National University(首尔大学);Università degli Studi Milano - Bicocca(米兰比可卡大学);SN Display Co. Ltd.(SN显示有限公司)
本文报道一种可独立控制几何与相组成的二维钙钛矿闪烁体合成策略,其多量子阱结构实现中子-γ甄别,能量分辨率5.4%,品质因子3.51,为快中子探测提供可扩展平台。
2026-09-24 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.ins-det