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
Analytical description of the time-over-threshold method based on the time properties of plastic scintillators equipped with silicon photomultipliers
针对BM@N实验新型中子探测器的信号读出需求，提出基于配备硅光电倍增管的塑料闪烁体的过阈时间法解析描述，可建立ToT-幅度关系并实现70 ps量级时间分辨率。
2024-08-16 hep-ex physics.ins-det
Design and characterization of large-size monolithic layers of 3D-segmented plastic scintillator
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Institute for Scintillation Materials NAS of Ukraine (ISMA)（乌克兰国家科学院闪烁材料研究所）；University of Geneva（日内瓦大学）
本文开发并验证了一种将数千个塑料闪烁体立方体粘合成大型单片层的新技术，并成功扩展到48×48立方体尺寸，满足未来吨级中微子探测器和采样量热器的需求。
2026-09-18 hep-ex physics.ins-det
Intrinsic Energy Resolution of Plastic Scintillator Tiles: Muon Beamtest Results
本文基于CERN T10束流实验，研究塑料闪烁体瓦片用于缪子量能学的可行性，发现缪子能量与信号幅度峰值及展宽几乎无相关性，并揭示了温度对SiPM的影响及束流污染问题。
2025-02-04 hep-ex physics.ins-det
Light simulation in plastic scintillator strip with embedded wavelength shifting fiber
对塑料闪烁体的光产额和衰减进行了模拟研究。波长偏移光纤读出器嵌入在沿整个条表面加工的凹槽中。用辐射源{}^{90}Sr或宇宙μ子沿着和穿过闪烁体条照射闪烁体条。
2020-07-08 physics.ins-det
Performance Study of a Position-sensitive Plastic Scintillator Detector
针对闪烁体探测器空间分辨率弱及PMT成本高的问题，本研究开发基于闪烁体耦合SiPMs的探测器，利用传统光传播算法和CNN算法将位置分辨率提升至毫米级。
2025-04-27 hep-ex physics.ins-det
Advances in Additive Manufacturing of 3D-segmented Plastic Scintillator Detectors for Particle Tracking and Calorimetry
本文提出3DET合作组开发的增材制造方法，可整体制造三维颗粒塑料闪烁体探测器，5×5×5原型经宇宙射线和CERN束流测试验证了与传统方法相当的光产额和更低串扰，为下一代探测器提供了经济高效的制造方案。
2024-12-28 hep-ex physics.ins-det
A plastic scintillator array for reactor based anti-neutrino studies
印度反应堆反中微子闪烁体矩阵（ISMRAN）是一个塑料闪烁体阵列（10 $\times$ 10），正在建造中，用于反应堆监测应用的电子反中微子（$\overline\nuup_{e}$）探测。为了研究反应堆和非反应堆环境下的探测器响应、本底率和事件特性，建立了由16个ISMRAN的$\%$组成的小型ISMRAN原型探测器。基于波形数字化仪的数据采集系统用于脉冲处理和事件触发。利用GEANT 4进行基于蒙特卡罗的模拟，以优化铅（Pb）和硼化聚乙烯（BP）屏蔽的背景降低，并研究正电子，中子和$γ$ -射线响应的ISMRAN探测器。对具有已知放射源的塑料闪烁体探测器进行表征，以进行能量、定时和位置测量。利用能量求和和棒多重数选择，在非反应堆环境下重建了$\mathrm{{}^{60}Co}$衰变的符合事例。在反应器ON和OFF条件下，对使用各种检测器的背景测量结果进行量化。10 cm Pb和10 cm BP的屏蔽以及在多个棒中命中的要求，减少了反应堆开启条件下的不相关背景。
2018-12-06 hep-ex physics.ins-det
Brightness and uniformity measurements of plastic scintillator tiles at the CERN H2 test beam
我们研究的光输出，光收集效率和信号定时的各种有机制冷剂，正在考虑升级的强子量热计的CMS检测器。实验数据收集在欧洲核子研究中心的H2试验束区，使用150 GeV的μ子束。特别是，我们调查的使用过掺杂和绿色发光塑料闪烁体，两个解决方案，尚未被广泛考虑。我们提出了一个研究的能量分布在塑料闪烁体瓷砖，作为命中位置的函数的命中效率，和蓝色和绿色闪烁器的信号定时的研究。
2017-11-30 physics.ins-det
Beam test results of a fully 3D-printed plastic scintillator particle detector prototype
本文报道了一种全3D打印的5×5×5塑料闪烁体立方体阵列粒子探测器原型，通过CERN束流测试验证其光产额约27 p.e./通道、串扰4-5%、均匀性变化约7%，证明增材制造技术可用于高效生产高颗粒度闪烁体探测器。
2025-02-04 hep-ex physics.ins-det
Development of High Precision Timing Counter Based on Plastic Scintillator with SiPM Readout
基于塑料闪烁体和硅光电倍增器（SiPM）读出的高时间分辨计数器已被研制成功，用于高能物理实验中需要较大尺寸计数器的场合。我们已经研究了计数器的尺寸达到$120\times40\times5$ mm^3与串联多个SiPM，以增加敏感区域，从而实现更好的时间分辨率。模拟整形和数字波形分析的读出方案进行了优化，以实现最高的时间分辨率。定时性能测量使用电子从Sr-90放射源，比较不同的闪烁器，计数器尺寸，和类型的近紫外敏感SiPM。结果，对于计数器尺寸为$60\times 30 \times 5$ mm^3且闪烁体两端各有三个SiPM（每个$3\times3$ mm^2）的情况，在1 MeV能量沉积下获得$σ=42 \pm 2$ ps的分辨率。时间分辨率随着SiPM检测到的光子数而提高。来自Hamamatsu Photonics的SiPM提供了最佳的时间分辨率，因为它们在近紫外区域具有高光子探测效率。通过增加附着到闪烁体的SiPM的数量，可以进一步改进。
2014-08-11 hep-ex physics.ins-det
A time-resolution study with a plastic scintillator read out by a Geiger-mode Avalanche Photodiode
在这项工作中，我们试图建立最佳的时间分辨率与闪烁计数器组成的塑料闪烁体读出的盖革模式雪崩光电二极管。测得的时间分辨率与闪烁体中沉积的能量的平方根成反比，并且在1MeV下缩放到18ps（sigma）。这一结果与报道的光电倍增管的最佳结果相竞争。
2011-07-13 physics.ins-det
A new anti-neutrino detection technique based on positronium tagging with plastic scintillators
反β衰变反应中产生的正电子和中子的时空符合特性是反应堆中反中微子探测和地中微子实验的主要特征。这样的特征强烈地抑制背景，并且允许以相对高的信号背景比在地下执行测量。然而，在地上环境中，双重符合技术不足以有效地拒绝宇宙成因事件引起的高背景率。提高正电子-中子双重符合效率有可能为未来地面探测器用于反应堆监测铺平道路。我们提出了一种新的检测方案的基础上的三重符合，正电子电离，正电子偶素（o-Ps）衰变，和中子捕获，在夹层探测器与交替层的塑料闪烁体和气凝胶粉末。我们提出了一组专用的测量可实现的光产率和o-Ps的形成和寿命的结果。初步设计的检测器的信号检测和背景抑制的效率进行了讨论。
2015-06-30 hep-ex physics.ins-det
Measurement of ionization quenching in plastic scintillators
塑料辐射计广泛应用于高能和医学物理，通常用于测量电离辐射的能量。它们的主要缺点是对高电离辐射的非线性响应，称为电离猝灭。在需要精确能量测量的应用中，必须对这种非线性进行建模和校正。我们提出了一种新的实验技术，以粒度测量淬火的能量沉积密度的依赖性。基于这种方法，我们确定的参数为四个常用的淬火模型为两个常用的塑料制冷剂使用质子的能量为30 MeV至100 MeV的，并比较模型使用贝叶斯方法。我们还报告了第一个独立于模型的测量电离淬灭对能量沉积密度的依赖性，提供了一个纯粹的经验观点淬灭。
2020-11-12 hep-ex physics.ins-det physics.med-ph
Novel method for hit-position reconstruction using voltage signals in plastic scintillators and its application to Positron Emission Tomography
目前，无机闪烁体探测器用于所有商业飞行时间正电子发射断层扫描（TOF-PET）设备。J-PET合作研究了用塑料制造PET扫描仪的可能性，该扫描仪将允许对整个人体进行单床成像。本文介绍了一种新的方法，击中位置重建的基础上采样信号和一个例子的方法的应用程序的一个单一的模块与30厘米长的塑料带，读取两端的滨松R4998光电倍增管。介绍了用于生成具有关于四个用户定义幅度的PET事件波形的样本的向量的采样方案。实验装置提供了一个选定的位置在塑料闪烁体条与湮没γ量子的能量为511~keV的照射。在给定的位置测量矢量的多元正态（MVN）分布的统计检验，它表明，在电压域中的四个阈值采样的信号是近似正态分布的变量。利用本文提出的四阈值波形采样矢量分析方法，获得了约1cm的空间分辨率和约80 ps的时间分辨率
2014-07-31 hep-ex physics.ins-det
Application of WLS strips for position determination in Strip PET tomograph based on plastic scintillators
提出了一种利用波长移动（WLS）条矩阵确定塑料闪烁体块中γ量子吸收点的方法。应用这种方法，以提高位置分辨率的新提出的PET探测器的基础上塑料制冷剂。该方法能够减少在当前使用的正电子发射断层成像扫描仪中出现的图像重建中的视差误差。
2013-11-24 hep-ex physics.ins-det physics.med-ph
Nuclear Reactor Monitoring with Gadolinium-Loaded Plastic Scintillator Modules
在这项研究中，基于模拟的设计和优化研究的钆加载分段塑料闪烁体探测器的监测应用在土耳其的核反应堆使用反中微子。首次在文献中，多元分析技术被引入到这样的反应堆反中微子探测器抑制宇宙背景。
2019-12-24 physics.ins-det
Temperature dependence of plastic scintillators
塑料闪烁体探测器已被用作剂量计进行研究，因为它们提供了传统电离室的具有成本效益的替代方案。另一方面，一些文章报道了不期望的响应依赖于束能量和温度，这增强了确定适当的校正因子的必要性。在这项工作中，我们研究了四种塑料发光体（BCF-10，BCF-60，BC-404和RP-200 A）和两种透明光纤（BCF-98和SK-80）的光产额温度依赖性。使用50 kVp X射线束进行测量，以产生闪烁和/或放射性发光信号。对每个闪烁体扫描0至40度范围，并获得温度系数。
2017-11-03 physics.ins-det
Registration of reactor neutrinos with the highly segmented plastic scintillator detector DANSSino
DANSSino是反应堆反中微子固态探测器的简化试验版本（它正在DANSS项目中创建，并将安装在工业核电反应堆附近）。加里宁核电站3 GW（th）反应堆在距离堆芯11 m处进行的大量试验证明了所选设计的可操作性，并揭示了背景的主要来源。尽管它的尺寸很小（20x20x100 ccm），但试验探测器对反应堆中微子非常敏感，每天探测到约70个IBD事件，信号与背景比约为1。
2013-05-16 hep-ex physics.ins-det
Effects of neutron radiation on the optical and structural properties of blue and green emitting plastic scintillators
我们报告的光学和结构性能的塑料制冷剂照射的中子束产生的IBR-2反应堆的弗兰克实验室的中子物理在JINR，杜布纳。用10 $^{13}$至10 $^{17}$ n/cm $^2$的中子注量辐照蓝色UPS-923 A和绿色塑料灭菌器。辐照后观察到塑料灭菌器变色。通过光产额、光透射、光荧光和拉曼光谱研究了辐射损伤对样品光学和结构性质的影响。结果表明，中子辐照引起材料损伤。在1165.8、1574.7和1651.2 cm $^{-1}$的频率处，绿色荧光体中拉曼峰特征的消失揭示了由于中子轰击引起的显著的结构改变。观察到塑料发光器中荧光强度、光产额和透光率的损失。
2018-10-11 physics.ins-det
Time resolution of BC422 plastic scintillator read out by a SiPM
当需要精确的定时信息时，塑料扩散器被广泛用于粒子探测器。作为比较不同探测器的基础，我们使用这样一个特性作为每1MeV探测能量的时间分辨率，即假设闪烁体中的沉积能量等于1MeV并且所有闪烁光被收集到光电传感器的预期时间分辨率。在这项工作中，我们测量该参数与BC422塑料闪烁体读出不同的SiPM。获得的最佳值约为6ps，与我们2012年的早期结果相比几乎好了3倍。这种改进代表了这些年来在SiPM开发方面取得的进展，并且在这种进展的推动下，改进了关于这种探测器的知识和技术。
2021-06-13 physics.ins-det
Large Plastic Scintillator Panels with WLS Fiber Readout; Optimization of Components
结果的研发工作，设计和建造大尺寸否决面板，优化地下低背景实验，在最有效和最经济的方式使用市售组件。测试了各种塑料衰减器、光电倍增管、波长移动光纤和光反射器组合。这些研究的结果和性能的2.2米长的面板。
2014-04-19 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
Measurements with silicon photomultipliers of dose-rate effects in the radiation damage of plastic scintillator tiles in the CMS hadron endcap calorimeter
测量了CMS探测器强子端盖（HE）量热计中使用的塑料闪烁体瓦由于辐射损伤而导致的信号输出的减少。瓷砖暴露在质子-质子（pp）碰撞产生的粒子在欧洲核子研究中心大型强子对撞机与质心能量为13 TeV，对应于50 fb $^{-1}$交付的光度。的测量是基于读出通道的HE仪器与硅光电倍增器，并来自使用数据从几个来源：激光校准系统，一个可移动的放射性源，以及强子和μ子产生的PP碰撞。结果从几个辐照运动使用$^{60}$钴源进行了讨论。损伤呈现为剂量率的函数。在这些测量的范围内，对于固定剂量，损伤随剂量率的降低而增加。
2020-06-11 hep-ex physics.ins-det
Timing resolution of a plastic scintillator counter read out by radiation damaged SiPMs connected in series
本文讨论了SiPM的辐射损伤对具有串联SiPM读出的塑料闪烁体计数器性能的影响，重点是定时测量。由$120 \times 40 \times5~\mathrm{mm}^3$闪烁体瓦片组成的计数器的性能由两组六个SiPM从AdvanSiD串联连接在短边上读出，对于不同的SiPM组合在不同的辐照水平。首先，用来自$^{90}$ Sr源的电子以高达$Φ_\mathrm{e^-}\approx 3 \times 10^{12}~\mathrm{cm}^{-2}$的注量均等地照射六个SiPM。计数器的定时分辨率随着暗电流的增加而逐渐变差。当计数器从30 $^\circ$ C冷却到10 $^\circ$ C时，暗电流和劣化减小。其次，用反应堆中子照射33个SiPM。研究了非均匀损伤水平下串联SiPM读出计数器的特性。当SiPM的照射不均匀时，信号脉冲高度、时间响应和定时分辨率取决于计数器中的命中位置。
2020-10-09 hep-ex physics.ins-det
Study of timing characteristics of a 3 m long plastic scintillator counter using waveform digitizers
将尺寸为300 cm x 2.5 cm x 11 cm的塑料闪烁体棒暴露于聚焦μ子束，以研究其光产额和定时特性随位置和入射角的变化。通过光电倍增管在两端读出脉冲光，波形数字化器记录光电倍增管的脉冲形状。分析和比较了WAVECATCHER和SAMPIC数字化仪得到的结果。讨论了影响定时分辨率的各种因素。最后展望了塑料闪烁体技术在时间分辨率约为100 ps的大尺度粒子物理探测器中的应用前景。
2017-08-04 physics.ins-det
Plastic scintillator detector array for detection of cosmic ray air shower
在东喜马拉雅山（大吉岭）海拔2200米处建造了一个由七个塑料闪烁探测器组成的空气簇射阵列，并投入使用。自2018年1月底以来，使用该阵列连续测量淋浴率。本文介绍了测量方法和实验结果。
2018-07-13 physics.ins-det
Demonstrating a single-block 3D-segmented plastic-scintillator detector
三维细粒塑料闪烁体探测器在粒子探测器中具有许多优点，允许大规模的活动目标，从而能够高精度地跟踪相互作用产物、优异的量热法和亚纳秒时间分辨率。虽然这种探测器可以按比例放大到几吨，如未来中微子实验所需，但相对较长的生产时间，其中每个单个塑料闪烁体元件都是独立制造和加工的，加上组装中的潜在挑战，使其实现复杂化。在这篇手稿中，我们提出了一种新的设计，其中O（$1~\text{cm}^3$）立方体有效地胶合在一个单一的闪烁体块后，通过铸造聚合，这可以使快速和成本效益的检测器建设。这项工作对于下一代长基线中微子振荡实验的探测器，如DUNE，Hyper-Kamiokande和ESSnuB，可能特别相关。
2021-10-27 physics.ins-det
Additive manufacturing of fine-granularity optically-isolated plastic scintillator elements
塑料闪烁体探测器用于高能物理以及医学诊断成像、强子治疗的束流监测、μ子断层扫描、剂量测定和许多安全应用。为了将粒子追踪和量热法结合起来，有必要构建具有三维粒度的探测器，即相互光学隔离的闪烁体的小体素。最近，3DET合作展示了3D打印基于聚苯乙烯的照明器的可能性，其光输出性能接近标准生产方法。在这篇文章中，在提供了开发的闪烁体的进一步表征之后，我们展示了第一个由白色反射体材料光学分离的塑料闪烁体立方体矩阵，该材料完全是用熔融沉积建模3D打印的。这是迈向3D打印第一个真正的粒子探测器的重要里程碑。讨论的结果，以及在R&D的下一个步骤也提供。
2022-10-16 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
Development of novel plastic scintillators based on polyvinyltoluene for the hybrid J-PET/MR tomograph
研制了一种新型塑料闪烁体（J-PET闪烁体），用于数字化正电子发射断层成像（PET）。该概念的新颖性在于将2-（4-苯乙烯基苯基）苯并恶唑用作波长移位器。迄今为止，该化合物尚未用作闪烁体添加剂。波长移位器的作用是将闪烁光谱移向更长的波长，使其更适合于应用于长条几何形状的闪烁器（由于更大的衰减长度）和使用数字硅光电倍增器的光检测。本论文介绍了波长移位器的研制方法、性能表征以及新型波长移位器的合成方法。通过最大化光输出确定了新型波长移位器的最佳浓度。分析闪烁体的性能，考虑光发射光谱、光发射效率、闪烁脉冲的上升和衰减时间，并与现有技术的市售塑料闪烁体进行比较。对J-PET结晶器的结构进行了研究和讨论。
2017-10-23 physics.app-ph physics.ins-det
Development of an Organic Plastic Scintillator based Muon Veto Operating at Sub-Kelvin Temperatures for the NUCLEUS Experiment
NUCLEUS实验旨在使用低温量热计测量核反应堆反中微子离开原子核的相干弹性散射。在3m.w.e.的过载下运行，预期μ子诱导的背景是主要的。因此，开发一种有效的μ子否决是至关重要的，其检测效率超过99%。这将在NUCLEUS中通过塑料闪烁体面板的紧凑立方体组件实现。为了防止低温恒温器与屏蔽布置相交的大的未屏蔽区域而不不必要地增加感应的检测器死时间，已经研究了一种新颖的概念，其特征在于基于塑料闪烁体的主动μ子否决在亚开尔文温度下在NUCLEUS低温恒温器内部操作。这种低温μ介子否决探测器的关键物理方面的验证导致了在亚开尔文温度下首次报道的有机塑料制冷剂的测量。在这些温度下的有机塑料闪烁器的主要闪烁过程的功能已被证实。在此基础上，研制了一种装有波长移动光纤和硅光电倍增器的圆盘形塑料闪烁体，以引导和探测闪烁光。NUCLEUS低温μ子否决将是第一个在低于开尔文温度下运行的同类产品。
2022-05-03 physics.ins-det
Low Energy Light Yield of Fast Plastic Scintillators
正在设计使用双散射运动学重建的紧凑型中子成像仪，用于特殊核材料的定位和表征。这些中子成像系统依赖于作为检测介质的具有快速即时时间响应的闪烁体。由于n-p弹性散射是有机闪烁体中快中子相互作用产生光的主要机制，因此需要质子光产额数据来准确评估闪烁体性能。在美国劳伦斯伯克利国家实验室的88英寸回旋加速器上，用双飞行时间技术测量了一系列商用快速塑料有机质子发生器EJ-200、EJ-204和EJ-208的质子光产额。使用一个可调的氘核分裂中子源，目标闪烁体容纳在一个双光电倍增管配置，和一个阵列的脉冲形状判别观察闪烁体，快速塑料闪烁体光产额进行了测量，在一个广泛的和连续的能量范围内下降到质子反冲能量约50千电子伏。这项工作提供了关键的输入事件重建算法所需的利用这些材料在新兴的中子成像模式。
2020-09-15 physics.ins-det
Measurement of gamma quantum interaction point in plastic scintillator with WLS strips
我们证明了测量的γ量子相互作用点的轴向坐标的可行性，在一个塑料闪烁棒通过检测闪烁光子逃逸的闪烁体与一个阵列的波长移动（WLS）条。用一个BC-420闪烁体棒和16个BC-482 AWLS条阵列组成的测试装置，对$^{22}$ Na同位素的湮没光子的空间分辨率达到了~ 5.mm ~（$σ$）。所研究的方法可以用来提高空间分辨率的塑料闪烁体为基础的PET扫描仪，这是正在开发的J-PET合作。
2016-12-27 physics.ins-det
Plastic scintillators for positron emission tomography obtained by the bulk polymerization method
本文介绍了三种塑料发泡剂的生产方法。一种方法似乎适合于制造塑料闪烁体，揭示了满足基于塑料闪烁体的新型正电子发射断层成像扫描仪的要求的性质。确定并讨论了制造工艺的关键参数。
2015-04-26 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det physics.med-ph
Semiautomatic dimensional screening of plastic scintillator cubes using image analysis and robotics
Kyoto University（京都大学）；Tohoku University（东北大学）；High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构（KEK））
本文提出了一种半自动系统，用于对塑料闪烁体立方体进行尺寸筛选，以用于未来的中微子探测器，该系统结合图像分析和机器人技术，实现了高精度的尺寸和缺陷检测，提高了大规模粒子物理探测器的质量控制效率。
2026-06-04 hep-ex 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
Temperature Dependence of the Time Resolution in a SiPM-Readout Plastic Scintillator for Cosmic-Ray Applications
Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学物理研究所）
针对宇宙线探测中SiPM读出塑料闪烁体性能受温度影响的问题，构建TOF原型开展控温测试，验证其在-20至20℃范围内可实现稳定的160ps最优时间分辨率。
2025-11-13 physics.ins-det
Comprehensive study of timing resolution in plastic scintillator detectors with wavelength-shifting fiber and silicon photomultiplier readout
Washington University in St. Louis（华盛顿大学圣路易斯分校）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）
研究通过结合半解析框架、玩具蒙特卡罗验证及Geant4光学光子模拟，对基于波长转移光纤和硅光电倍增管读出的塑料闪烁体探测器时间分辨率展开全面研究，给出分析模型并验证，经参数扫描生成设计图和查找表以优化探测器。
2026-10-30 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
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
Microstructured Plastic Scintillators For Beam Profiling In Medical Accelerators
提出一种基于微结构闪烁树脂的束流轮廓仪，通过波导阵列实现高分辨率测量，实验与模拟一致，验证了其在医用加速器中的应用潜力。
2023-08-30 hep-ex physics.ins-det
MuonSLab: A plastic scintillator based detector for muon measurement in the deep ocean
本文介绍了基于塑料闪烁体和SiPMs的新型深海缪子探测器MuonSLab，其设计用于测量深海缪子通量以验证TRIDENT模拟并优化触发策略，实验结果证明了其探测敏感性与运行稳定性。
2025-05-01 hep-ex physics.ins-det
A new diffuse reflector filament for additive manufacturing of 3D printing finely-segmented plastic scintillator
Institute for Scintillation Materials NAS of Ukraine（乌克兰国家科学院闪烁材料研究所）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；CERN（欧洲核子研究组织）
本文提出了一种新型白色反射丝条，用于3D打印精细分段塑料闪烁体，通过优化材料组合和厚度，提高了反射性能和光子输出。
2026-10-30 physics.ins-det
Detailed investigation on the possibility of using EJ-299-33A plastic scintillator for fast neutron spectroscopy in large scale experiments
本文对具有脉冲形状鉴别（PSD）特性的新型塑料闪烁体（EJ-299- 33 A）进行了详细的表征。$\times$ 5英寸）。在中子能量E $_n$ =3、6和9 MeV的情况下，已报道了闪烁体对近单能中子的脉冲高度响应。检测器的重要特性（品质因数（FOM）、时间分辨率、检测效率）已经与通常使用的基于液体有机闪烁体的检测器进行了比较，所述基于液体有机闪烁体的检测器具有相同的尺寸，耦合到相同的PMT以用于比较中的均匀性。结果表明，塑料闪烁体探测器具有约12 $\%$的较好时间分辨率。然而，发现FOM和检测效率分别比液体闪烁体检测器低40 - 50 $\%$和$\sim $ 25 $\%$。指出了这种新型塑料闪烁体在大规模核物理实验中应用的可能性。
2020-12-07 nucl-ex physics.ins-det
Characterization of the performances of plastic commercial scintillators in cryogenic environments
本文测试了Eljen Technology商用塑料闪烁体在液氮和液氦低温环境下的性能，通过对比室温与低温数据估算了光产额变化，为其在稀有事件物理实验主动反符合探测器中的应用提供依据。
2023-05-26 nucl-ex physics.ins-det
Performance of plastic scintillator modules for top veto tracker at Taishan Antineutrino Observatory
本文研究了台山反中微子观测站顶部反符合跟踪器用塑料闪烁体模块的性能，通过三种触发模式验证批量生产质量，实现超过99.6%的μ子标记效率，为同类闪烁体探测器提供了基准。
2025-04-11 hep-ex physics.ins-det
Proton light yield of fast plastic scintillators for neutron imaging
塑料有机闪烁体的组成已经被定制，以实现超快的时间响应，从而能够设计和开发具有高时间分辨率的快中子探测系统。Eljen Technology的塑料有机发光体-- EJ-230、EJ-232和EJ-232 Q--是新兴中子成像系统的潜在候选者，在新兴中子成像系统中，快速计时至关重要。为了支持这些材料的中子响应特性，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-230、EJ-232和EJ-232 Q的相对质子光产额。使用宽谱中子源和双飞行时间技术，质子的光产额的关系，得到了超过约300千电子伏至4兆电子伏的质子反冲能量范围。EJ-230、EJ-232和EJ-232 Q制冷剂彼此之间以及与具有相同聚合物基材的其他塑料制冷剂之间表现出相似的质子光产额关系。比较了不同尺寸的圆柱形EJ-232和EJ-232 Q型质子发生器的相对质子光产额，结果也是一致的。这项工作为采用这些材料的中子探测技术的现实计算建模提供了关键的输入数据，从而为国家安全应用提供了近场放射性核素探测的新能力。
2021-07-12 physics.ins-det
Monitoring Reactor Anti-Neutrinos Using a Plastic Scintillator Detector in a Mobile Laboratory
为T2 K电磁量能器开发的技术已被改造成一种占地面积小、可靠的分段探测器，用于探测核反应堆发射的反中微子。该装置由利物浦大学开发和演示，并在英国安格尔西的Wylfa Magnox反应堆进行了现场测试。它位于一个20英尺ISO集装箱内，离地面约60米，距离1.5\，\GWt \反应堆堆芯。该装置基于T2 K近场探测器ECal的设计，利用挤压塑料闪烁体和滨松多像素光子计数器，通过反$β$ -衰变相互作用的独特延迟符合信号探测反中微子。
2018-11-02 physics.ins-det
A new diffuse reflector filament for additive manufacturing of 3D printing finely-segmented plastic scintillator
本研究开发了负载TiO₂和PTFE的PC/PMMA基白色反射丝材，采用FDM制备反射层，制成的3D分段塑料闪烁体原型光串扰更低、光产额更高，可用于制造性能对标标准探测器的紧凑型模块化3D打印闪烁体探测器。
2025-09-01 physics.ins-det
Simulation and Efficiency Studies of Optical Photon Transportation and Detection with Plastic Antineutrino Detector Modules
在这项工作中，光学光子的模拟是在一个由塑料闪烁体连接到光导和光电倍增管两端，这被认为是用于远程反应堆监测在核安全领域的反中微子探测器模块。使用基于蒙特卡罗（MC）的GEANT4模拟，研究了影响光收集的许多参数，从而研究了反中微子探测器模块的能量分辨率：例如，闪烁体表面粗糙度、反射体类型及其在闪烁体和光导表面上的应用方法、反射体的反射率、光导几何形状和光电阴极的直径。通过观察检测到的光谱，即每个沉积能量的光电子数量，来研究每个参数的影响。此外，平均光收集效率的检测器模块和它的空间变化计算每个模拟设置。根据模拟结果发现，光阴极尺寸、导光管形状、反射材料的反射率和包裹方式对光收集效率有显著影响，而闪烁体表面抛光程度和反射镜类型的选择对光收集效率的影响相对较小。研究表明，这些参数在塑料闪烁体反中微子探测器的设计中是非常重要的，以提高能量分辨率的效率。
2018-04-30 hep-ex physics.ins-det
Temperature dependence of the plastic scintillator detector for DAMPE
塑料闪烁体探测器（PSD）是暗物质粒子探测器（DAMPE）计划中的主要子探测器之一。它将在从- $10$到$30^{\circ}$ C的很大温度范围内工作，因此整个检测系统的温度效应需要详细研究。PSD系统的温度依赖性主要由塑料闪烁体棒、光电倍增管（PMT）和前端电子器件（FEE）这三部分组成。对这三个部分进行了详细的研究，得出并讨论了各部分的贡献。PMT的温度系数为$-0.320(\pm0.033)\%/^{\circ}$ C，塑料闪烁体棒的温度系数为$-0.036(\pm0.038)\%/^{\circ}$ C。该结果意味着在减去FEE基座之后，PMT-闪烁体系统的信号幅度由于温度的变化主要来自PMT，并且塑料闪烁体棒在操作范围内对温度不敏感。由于温度效应不可忽略，因此还研究了整个PSD的温度依赖性，并进行了校正以使这种影响最小化。校正结果表明，温度对PSD系统信号幅值的影响可以得到抑制。
2016-12-11 nucl-ex physics.ins-det
A prototype reactor-antineutrino detector based on $^6$Li-doped pulse-shaping-discriminating plastic scintillator
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；Illinois Institute of Technology（伊利诺伊理工学院）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；United States Naval Academy（美国海军学院）；Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）；Yale University（耶鲁大学）
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
On the level of background in underground muon measurements with plastic scintillator counters
在这个简短的说明中，我们介绍了在巴克桑地下实验室200米水深当量处使用聚苯乙烯基铸塑（12.0x12.0x3.0）cm ^3尺寸闪烁体计数器进行的背景测量结果，该计数器带有波长移动光纤和多像素盖革模式雪崩光电二极管读数。在该深度和对应于约0.37个最小电离粒子的阈值处测量的闪烁体计数器的总计数率约为1.3 Hz。
2008-10-14 physics.ins-det
