Development of Indigenous Pulse-Shape Discrimination Algorithm for Organic Scintillation detectors
本研究开发了一种基于尾部面积与总面积的脉冲形状甄别算法，无需可编程硬件即可实现中子与γ射线甄别，经测试与电荷积分方法结果一致性好，是兼具成本效益、灵活性与准确性的替代方案。
2023-07-20 physics.ins-det
Pulse-shape discrimination and energy quenching of alpha particles in Cs$_2$LiLaBr$_6$:Ce$^{3+}$
Cs $_2$ LiLaBr $_6$：Ce $^{3+}$（CLLB）是一种钾长石闪烁体，具有出色的线性度和伽马射线能量分辨率，对热中子具有灵敏度，并具有执行脉冲形状鉴别（PSD）以区分伽马和中子的能力。我们对CLLB的研究表明存在固有放射性α背景，我们已确定其来自镧组分的锕污染。我们测量了伽马、热中子和α事件的脉冲形状，并确定可以执行PSD以分离α背景，其具有0.98的中等品质因数。我们还测量了CLLB中α粒子的电子等效能量，并模拟了$^{227}$ Ac的本征α背景，以确定α粒子的猝灭因子。在α粒子能量高于5 MeV时，发现了线性猝灭关系$L_α = E_α \times q + L_0$，猝灭因子为$q = 0.71$ MeVee/MeV，猝灭因子为$L_0 = - 1.19$ MeVee。
2016-09-27 physics.ins-det
Signal recognition efficiencies of artificial neural-network pulse-shape discrimination in HPGe $0νββ$-decay searches
采用基于人工神经网络的脉冲形状判别方法，对锗探测器内不同背景、信号和类信号相互作用的模拟脉冲进行了判别。模拟脉冲被用来调查效率的变化作为所使用的训练集的函数。结果表明，神经网络适用于高纯锗同轴探测器背景脉冲的识别。利用校准测量得到的类信号评价样本对信号识别效率的系统不确定度估计为5%。这种不确定性是由于信号和校准样品之间的差异。
2015-07-21 nucl-ex physics.ins-det
Positional Dependence of Pulse Shape Discrimination (PSD) in a Monolithic CLLB Crystal
我们报告的结果的位置相关的脉冲形状歧视（PSD）参数内观察到的单片CLLB闪烁晶体。CLLB是一种相对新颖的无机闪烁晶体，能够在γ射线、中子和α粒子之间进行PSD。在这项工作中，我们观察到的脉冲形状的伽玛射线诱导的事件可区分的差异。用于该实验的CLLB晶体为5cm（直径）× 10cm（长度）。通过使用单能2.614 MeV的光子从一组钍焊条和执行准直扫描沿晶体的长度，我们发现，PSD分布的质心移动作为位置的函数。利用位置相关PSD，可以获得单片闪烁晶体内的相互作用位置的更准确的知识。这些结果可以导致采用表现出这种行为的闪烁晶体的成像系统中的改进的角分辨率。最后，对PSD作为位置的函数的依赖性的理解可以使制造商更好地理解晶体性质，并提供对晶体内的内部污染物和掺杂剂的分布的洞察。
2020-12-15 physics.ins-det
Performance Evaluation of Pulse Shape Discrimination Capable Organic Scintillators for Space Applications
具有脉冲形状鉴别（PSD）能力的闪烁体在科学界的许多领域都引起了极大的兴趣。使用PSD从中子辨别伽马射线的能力在不同类型的闪烁体材料和掺杂剂之间变化。研究了具有PSD性能的新一代有机闪烁体材料，以确定其对电离和非电离辐射的辐射硬度。四种类型的有机闪烁体的PSD能力，平均脉冲形状，和光输出的特点之前和之后的中子和γ射线照射。这项研究的主要目标是研究在空间应用中可能经历的长期辐照对每种材料的光输出和粒子识别能力的影响。测试了EJ-270、EJ-276、有机玻璃和二苯乙烯。在高达$2.56\times10^{11}$ n/cm $^2$的任何发光体中均未观察到非电离（中子）辐射引起的损伤，但二苯乙烯除外，其光输出出现小幅（12 $\%$）降低。电离（γ射线）照射后，所有发光剂的光输出均有所减少，在100 kRad后立即观察到17个$\%$（EJ-276和OGS）、32个$\%$（EJ-270）和42个$\%$（二苯乙烯）减少。
2021-11-17 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
Pulse Shape Discrimination in liquid argon and its implications for Dark Matter searches using depleted argon
简要介绍了利用液氩技术进行的暗物质探测实验。本文介绍了脉冲形状背景鉴别法（PSD），并给出了它在2.3lR &D探测器中的应用实例。本文讨论了计算暗物质探测器灵敏度的方法，并用来估计引入同位素贫化的液态氩后灵敏度的可能提高。
2012-10-03 astro-ph.IM physics.ins-det
Pulse Shape Discrimination and Exploration of Scintillation Signals Using Convolutional Neural Networks
我们演示了使用卷积神经网络来执行中子-伽马脉冲形状鉴别，其中网络的唯一输入是由6LiF：ZnS（Ag）闪烁体和PVT塑料制成的双闪烁体探测器元件的原始数字化SiPM信号。通过将检测器暴露于AmBe源来创建现实的标记数据集以训练网络，并且使用利用单独PMT的数据驱动方法来为记录的信号分配标签。将该方法与电荷积分和连续小波变换方法进行比较，发现其提供了更高水平的区分度，实现了0.995 +/-0.003的AUC。我们发现，神经网络能够直接从原始数据中提取可解释的特征。此外，通过使用t-SNE算法可视化网络的高维表示，我们发现这种方法不仅对训练数据集的轻微错误标记具有鲁棒性，而且可以识别超出原始标记的信号中的底层子结构。这种技术可以用于以一种新的方式探索和聚类复杂的原始检测器数据，这种方式可能比标准分析方法揭示更多的见解。
2018-07-18 physics.ins-det
CsI(Tl) Pulse Shape Discrimination with the Belle II Electromagnetic Calorimeter as a Novel Method to Improve Particle Identification at Electron-Positron Colliders
本文介绍了在Belle II电磁量能器上实现CsI（Tl）脉冲形状鉴别的方法和性能，这是CsI（Tl）脉冲形状鉴别在正负电子对撞机粒子鉴别中的首次应用。描述了Belle II量热计应用的脉冲形状表征算法。$γ$、$μ^+$、$π^\pm$、$K^\pm$和$p/\bar{p}$的对照样品用于证明CsI（Tl）脉冲形状鉴别提供的对量热计簇的次级粒子组成的显著洞察。与模拟的比较，并提供新开发的碘化铯（铊）闪烁响应模拟技术，它与GEANT4模拟时，允许粒子依赖的碘化铯（铊）的闪烁响应进行建模的进一步验证。数据和模拟之间的比较也表明，脉冲形状歧视可以是一个新的工具，以确定改进的来源，在模拟材料中的强子相互作用。的$K_L^0$效率和光子作为强子假率的多变量分类器，训练使用脉冲形状歧视和比较的一个基于形状的方法。CsI（Tl）的脉冲形状歧视示出减少光子作为强子假率超过3倍，在光子能量为0.2 GeV和超过10倍，在光子能量为1 GeV。
2020-09-05 hep-ex physics.ins-det
Pulse-Shape Discrimination of CaF2(Eu)
用一种新的拟合方法测量了CaF_2（Eu）中电子和核反冲产生的闪烁脉冲的衰减时间。在反冲能区5-30 keVee，我们发现电子和核反冲事件的衰变时间存在差异。在反冲能大于20 keVee的区域，我们发现衰变时间与反冲能无关。
2010-07-28 astro-ph.IM physics.ins-det
Pulse-Shape discrimination with the Counting Test Facility
脉冲形状鉴别（PSD）是液体澄清器最显著的特征之一。自从闪烁技术被引入粒子探测领域以来，人们已经进行了许多研究来表征最常见的液体闪烁体混合物在这方面的本征性质。已经开发了几种能够实现最佳鉴别性能的应用方法和算法。然而，这些研究中的绝大多数都是在小尺寸的样品上进行的。计数测试设施，太阳中微子实验Borexino的原型，作为一个4吨球形闪烁探测器浸泡在1000吨屏蔽水，代表了一个独特的机会，扩大小样本PSD研究到大容量的设置。具体而言，在这项工作中，我们考虑两种不同的液体闪烁混合物中采用CTF，说明无论是通过最佳加蒂的方法，或通过一个更传统的方法的基础上的闪烁尾部的电荷含量的闪烁波形的处理获得的PSD表征结果。这项研究的结果，而有趣的本身，也是至关重要的，鉴于预期Borexino探测器的性能，PSD将是一个必不可少的工具，在框架内的背景抑制策略需要实现所需的灵敏度的太阳中微子信号。
2007-05-02 physics.ins-det
Pulse Shape Discrimination Techniques in Scintillating CsI(Tl) Crystals
最近人们对用于暗物质实验的CsI（Tl）晶体感兴趣。关键的优点是能够区分核反冲（nr）签名从背景$β/ γ$ -事件由于环境放射性的基础上，他们的不同的脉冲形状。其中一个主要的实验挑战是在光输出接近检测阈值的偏振限制域中执行这样的脉冲形状分析。利用低能$γ$和中子弹性散射引起的核反冲的测量数据，证实了$β/ γ$事件之间的脉冲形状是不同的。研究了几种脉冲形状识别方法，并比较了它们的优缺点。脉冲波形的完全数字化对于实现良好的鉴别是至关重要的。先进的软件技术，平均时间，神经网络和似然比产生令人满意的性能，并优于传统的双电荷法通常应用于更高的能量。脉冲形状鉴别在约20个光电子的光产额开始变得有效。在实际实验中，这对应于约5 keV电子当量能量或40 $-$ 50 keV反冲动能的检测阈值。
2003-10-22 physics.data-an physics.ins-det
Pulse-shape discrimination and energy resolution of a liquid-argon scintillator with xenon doping
液氩闪烁探测器用于基础物理实验，并正在考虑用于安全应用。先前的研究已经表明，添加少量的氙掺杂剂改善了光或信号产率、能量分辨率和粒子区分方面的性能。在这项研究中，我们研究了探测器的响应氙掺杂剂浓度从9 +/- 5 ppm到1100 +/- 500 ppm氙（按重量计）在6个步骤。3.14升检测器使用四苯基丁二烯（TPB）波长移位器与双光电倍增管，并在单相模式下运行。使用掺杂剂后，γ射线相互作用信号产率从4.0 +/- 0.1光电子/keV提高到5.0 +/- 0.1光电子/keV。掺杂后662 keV能量分辨率从（4.4 +/- 0.2）%（σ）提高到（3.5 +/- 0.2）%（σ）。脉冲形状歧视性能大大降低，在第一次加入掺杂剂，略有改善，与额外的添加，然后迅速改善我们的掺杂剂范围的末端附近，与性能变得比纯氩在最高测试掺杂剂浓度略好。观察到随着掺杂剂浓度的增加中子闪烁效率降低的一些证据。最后，TPB区域外的波形形状进行了讨论，这表明氙产生的光的波形的贡献主要是在慢分量的最后一部分。
2014-04-21 physics.ins-det
Energetic neutron identification with pulse shape discrimination in pure CsI crystals
本文研究了在粒子物理实验中用纯CsI分离器进行脉冲形状鉴别的方法，以分离高能中子和光子的能量沉积。使用欧洲XFEL XS 1束窗附近收集的中子数据的脉冲形状歧视能力的纯CsI的研究和比较CsI（Tl）使用接近相同的检测器设置，这是并行操作。100MeV中子的非弹性相互作用被观察到产生一个慢闪烁发射在纯CsI相对于能量存款从宇宙μ子。通过采用电荷比的脉冲形状表征的方法，脉冲形状歧视与纯CsI被证明是有效的识别能量存款从中子与宇宙μ子，但是，纯CsI是不能解决的特定类型的中子非弹性相互作用，可以与CsI（Tl）。使用脉冲形状歧视，在纯碘化铯探测器的高能中子相互作用率测量作为时间的函数，并显示与欧洲XFEL束功率。结果表明，脉冲形状歧视与纯碘化铯有显着的潜力，以改善电磁与强子簇射识别在未来的粒子物理实验。
2022-07-07 hep-ex physics.ins-det
Discrete Fourier Transform Method for Discrimination of Digital Scintillation Pulses in Mixed Neutron-Gamma Fields
本文提出了一种鉴别有机闪烁探测器中子和γ射线信号的离散傅里叶变换方法。该方法基于使用正弦和余弦傅立叶变换结合离散傅立叶变换将信号变换到频域。该方法在很大程度上受益于相当大的差异，通常是可用的正弦和余弦的零频率分量和中子和伽马射线信号的DFT的振幅的范数之间。此外，在频域中工作自然导致对各种噪声源的不想要的影响的相当大的抑制，这在时域方法中被期望是有效的。所提出的方法也可以假设为广义非线性加权方法，可以导致一类新的脉冲形状判别方法，超出DFT的定义。通过与传统的电荷积分法（CIM）、频率梯度分析法（FGAM）和小波包变换法（WPTM）的比较，验证了该方法在实际应用中的适用性和有效性。总的来说，该方法在弱光输出和所研究能量域的平均值上都显示出更好的区分度品质因数（FoM）。对所有上述方法进行了噪声分析。这表明频域方法（FGAM和DFTM）对噪声影响不太敏感。
2016-11-02 physics.ins-det
Precision measurements of the scintillation pulse shape for low-energy recoils in liquid xenon
我们目前的测量闪烁脉冲形状的液体氙核反冲（NR）和电子反冲（ER）在0至0.5 kV/cm的电场能量$<$ 15 keV和$<$ 70 keV电子当量，分别。平均脉冲形状由具有两个指数衰减分量的有效模型很好地描述，其中两个衰减时间是拟合参数。我们发现，由于延迟发光的复合过程中的ER的脉冲显着增宽。除了有效模型外，我们还拟合了一个描述零场下ER复合发光的模型，并得到了很好的一致性。我们估计的最佳性能相结合的S2/S1和脉冲形状ER/NR歧视，并表明，即使与2纳秒的时间分辨率，改善S2/S1歧视是边际，使脉冲形状歧视将可能不会是有用的，为未来的双相液体氙实验寻找弹性暗物质反冲相互作用。
2018-05-23 physics.ins-det
Neutron-gamma discrimination by pulse analysis with superheated drop detector
用252 Cf裂变中子源和137 Cs γ源分别辐照由过热卤烃液滴组成的过热液滴探测器（SDD）。中子和伽马射线敏感温度信号的脉冲高度分析为中子和伽马射线诱发事件的识别提供了强有力的信息。
2010-07-02 hep-ex physics.ins-det
Single OR multi-site event discrimination of strip multi-electrode high purity germanium detector via pulse shape analysis method
为了抑制0ν \b{eta} \b{eta}等稀有事件探测实验中的本底，本文发展了一套适用于条形多电极高纯锗探测器的单/多位事件脉冲形状甄别方法。在228 Th的模拟中，该方法在2103 keV下实现了SEP事件的7.92倍抑制，在1592 keV下DEP事件的存活率为57.43%。利用自行研制的条形多电极高纯锗探测器原型测量系统对57 Co和137 Cs源进行了实验研究，并与模拟结果进行了比较。结果表明，PSD方法对实验波形的分辨效果与仿真波形的分辨效果较为一致。用PSD方法鉴别了~（76）Ge的0ν \b{eta} \b{eta}本底事件。0ν \b{eta} \b{eta}事件的存活率为49.16%，而主要本底事件68 Ge和60 Co的存活率分别为36.23倍和31.45倍。~（232）Th和~（238）U的本底抑制效应分别为4.79倍和5.06倍。结果表明，条形多电极高纯锗探测器可用于单/多位事例鉴别和本底抑制研究。该方法有望在中国锦屏地下实验室0ν \b{eta} \b{eta}等稀有事件的测量中得到应用。
2023-03-18 physics.ins-det
Technique for the measurement of intrinsic pulse-shape discrimination for organic scintillators using tagged neutrons
利用基于飞行时间的中子标记技术和逐个事件的波形数字化，对有机液体稀释器NE 213 A和EJ 305进行了快中子/γ射线脉冲形状鉴别。伽马射线源和基于Geant 4的模拟被用来校准闪烁光产额。通过对数字化波形的选定部分进行积分以产生中子/伽马射线分离的品质因数，来分析中子和伽马射线事件的脉冲形状差异。该品质因数已被映射为探测器阈值和从飞行时间确定的中子能量的函数。它清楚地表明，NE 213 A的脉冲形状识别能力优于EJ 305。中子标记技术提供的额外信息导致对这些有机发光器的脉冲形状辨别能力的更详细的评估。
2022-06-02 nucl-ex physics.ins-det
Value-assigned pulse shape discrimination for neutron detectors
利用数字电子学系统的波形，发展了一种脉冲形状鉴别（PSD）的离线分析技术，以改善NE-213闪烁体中的中子-γ分离，该闪烁体两端耦合一个光电倍增管（PMT）。新的改进方法，称为“赋值PSD”（VPSD），为每个波形分配一个归一化的拟合残差作为PSD值。然后，该过程便于并入闪烁体的纵向位置依赖性，这进一步增强了探测器系统的PSD能力。在本文中，我们使用从AmBe中子源发出的辐射来证明，所得到的中子-伽马识别相比，传统的技术，使用的光输出的几何平均值从两个光电倍增管已大大改善。新方法也被修改并应用于国家超导回旋加速器实验室（NSCL）最近的一项实验，该实验使用模拟电子系统。
2021-06-18 physics.ins-det
Enabling pulse shape discrimination with commercial ASICs
提出基于商用 ASIC Citiroc1A 整形电路的脉冲形状甄别方法，用两种整形时间计算参数，实现中子与伽马射线有效甄别，支持高通道密度系统直接部署。
2024-03-25 physics.ins-det
Pulse Shape Discrimination of Fast Neutron Background using Convolutional Neural Network for NEOS II
脉冲形状鉴别在通过去除快中子提高近地天体分析中的信号背景比方面发挥着关键作用。通过观察波形的尾部来识别粒子已经成为一种有效且可行的脉冲形状识别方法，但在分选低能粒子时存在局限性。作为一种很好的替代方法，卷积神经网络可以扫描整个波形，以识别脉冲的特征并对近地天体数据进行形状分类。这个网络为所有能量范围提供了一个强大的识别工具，并有助于寻找前所未有的低能量现象，几个MeV或更少的中微子。
2020-09-28 hep-ex physics.ins-det
Neutron-$γ$ discrimination with organic scintillators: Intrinsic pulse shape and light yield contributions
采用相同的装置和数字电子学，对中子- $γ$脉冲形状鉴别（PSD）与七种有机吸收器进行了比较研究。这些反应器包括塑料（EJ-299-33和塑料原型）、单晶（芪和最近掺杂的$p$ -三联苯）和液体（BC 501 A、NE 213和氘代液体BC 537）。首先，不同的屏蔽器的整体PSD性能进行比较，并确定阈值中子能量为一个给定的歧视质量。然后，使用统计参数，两个内在的贡献的PSD能力的封装材料被解开：光产额和特定的脉冲形状引起的中子和$γ$ -射线。这种分离提供了更多的洞察力的行为的有机澄清剂，并允许详细比较的歧视性能的各种材料。在此分析的基础上，目前的有机制冷剂和最近提出的替代制冷剂的局限性进行了讨论。
2020-05-12 nucl-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
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
Phonon Pulse Shape Discrimination in SuperCDMS Soudan
SuperCDMS是低温暗物质搜索实验的下一阶段，该实验测量锗靶物质中粒子反冲产生的声子和电荷信号。电荷信号被用于基准体积的定义和电子反冲背景事件的拒绝。或者，由载流子产生的声子也可以用于相同的两个目的。本文介绍了初步的努力，观察和量化这些贡献的声子信号，然后用它们来拒绝背景事件。仅使用一个脉冲形状参数的简单分析表明，体电子反冲与体核反冲的鉴别达到1：10^3的水平（受数据统计的限制），在反冲能量至少为7 keV时，鉴别能力几乎没有下降。这种仅声子的区分可以为标准区分方法提供有用的交叉检查，并且它还指向针对仅声子测量优化的设备的潜力。
2011-09-20 astro-ph.IM physics.ins-det
Scintillation decay time and pulse shape discrimination in oxygenated and deoxygenated solutions of linear alkylbenzene for the SNO+ experiment
SNO+液体闪烁体实验正在加拿大的SNOLAB设施进行。该实验的成功依赖于液体闪烁体线性烷基苯（LAB）的准确表征。在本文中，闪烁衰减时间的α和电子激发在LAB与2 g/L PPO的含氧和脱氧的解决方案。虽然脱氧有望改善液体净化器中的脉冲形状辨别力，但文献中通常没有证明这一点。本文表明，线性烷基苯，脱氧提高了电子和α激发在闪烁体之间的歧视。
2011-02-03 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Improved Pulse Shape Discrimination in EJ-301 liquid scintillators
数字脉冲波形鉴别技术已成为区分闪烁探测器中的核反冲和电子反冲事件的有效手段。我们评估数字实现的脉冲形状歧视算法在文献中讨论，即电荷比较法，脉冲梯度分析，傅立叶级数和标准事件拟合。此外，我们提出了一种新的算法的基础上的拉普拉斯变换。而不是减少这些算法的性能，以一个单一的数字的优点，我们评估它们作为反冲能量的函数。具体而言，使用商业EJ-301液体sctillators，我们检查在给定的拒绝水平的电子反冲，以及所选择的核反冲事件样品的纯度的核反冲的结果接受。我们发现，无论是标准事件拟合和拉普拉斯变换可以用来显着提高整个能量范围内的歧视能力。此外，我们表明，电荷比较法在准确识别核反冲方面表现不佳。
2017-05-12 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Pulse Shape Simulation and Discrimination using Machine-Learning Techniques
Saha Institute of Nuclear Physics（萨哈核物理研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国家研究所）；Purdue University（普渡大学）
针对稀有事件搜寻实验中低能量沉积下传统脉冲形状甄别效率不足的问题，研究了稠密神经网络和循环神经网络两种机器学习方法的脉冲甄别效果，验证其优于传统技术。
2024-05-15 cs.LG physics.ins-det
Characterisation of the Spatial Resolution and the Gamma-ray Discrimination of Helium-3 Proportional Counters
讨论了几种氦-3正比管的能量分辨率。氦-3探测器的能量分辨率与可以实现的伽马射线和中子之间的区分密切相关。我们还讨论了不同的贡献的能量分辨率，这些提供有关如何氦-3计数器操作的信息。我们测量了位置敏感氦-3探测器的空间分辨率，以量化和了解这种技术可以实现的极限。伽马射线灵敏度是将伽马射线脉冲误计为中子脉冲的效率。这个量对于确定探测器的性能至关重要，文献中描述的伽马射线灵敏度测量都没有涉及氦-3探测器。我们测量了几个氦-3探测器的伽马射线灵敏度，为替代技术提供了一个有用的比较术语。我们研究了不同的贡献，引起的伽玛射线探测器的灵敏度。为了更好地理解这些贡献，我们进行了几次蒙特卡罗模拟。为了提高γ射线探测灵敏度，我们测试了利用脉冲形状鉴别（PSD）技术抑制γ射线脉冲的可行性。在证明其可行性的同时，我们量化了氦-3管中伽马射线抑制的幅度。还研究了PSD技术在氦-3探测器上的实现，以便为PSD在硼-10探测器上的实现设置一个可能的起点。
2020-10-21 physics.ins-det
2 inch Molecular Organic Glass Scintillator for Neutron-Gamma Discrimination
在这篇手稿中，我们报告了新型有机玻璃闪烁体的闪烁特性和脉冲形状鉴别（PSD）性能。测试了两个尺寸为2x2英寸的圆柱形样品。此外，这两个样品用于堆叠配置，以测量尺寸为2x 4英寸的样品的PSD特性。这项研究包括测量中子/伽马鉴别能力、发射光谱、光电子产额和分析伽马射线和快中子相关事件产生的光脉冲形状。将结果与先前使用EJ-276塑料闪烁体、EJ-309液体闪烁体和二苯乙烯单晶记录的数据进行比较。
2023-01-17 physics.ins-det
Studies in Pulse Shape Discrimination for an Optimized ASIC Design
随着硅光电倍增器（SiPM）的不断发展，当其与闪烁体耦合时，可作为低反冲能量的快中子与γ相互作用的脉冲形状鉴别（PSD）光电传感器。同时，典型阵列中的大量通道要求开发低成本和低功率的电子器件。定制集成电路（ASIC）是实现此目的的理想解决方案。为了评估这种ASIC的要求，使用两个耦合到来自Onsemi的6x 6 mm SiPM的二苯乙烯和EJ-276的混合器进行研究。我们证明，这两个reflectators是可行的执行PSD的相互作用能从100千电子伏到几兆电子伏，同时优化的集成周期中使用的PSD度量。这些测量为正在开发的ASIC的设计参数提供信息。
2022-12-21 nucl-ex physics.ins-det
Search for Dark Matter with Liquid Argon and Pulse Shape Discrimination: Results from DEAP-1 and Status of DEAP-3600
在过去的十年中，直接暗物质搜索已经成为一个非常活跃的研究计划，在世界范围内产生了数十个项目，并导致了相互矛盾的结果。正是在这个阶段，液态氩和脉冲形状鉴别（DEAP）的暗物质实验即将进入。该装置采用3600 kg液氩靶和1000 kg基准质量，设计3年无本底运行，对100 GeV的WIMP质量达到了前所未有的10 $^{-46}$ cm $^2$的灵敏度。为了实现这一令人印象深刻的壮举，合作遵循了双管齐下的方法：仔细选择进入探测器结构的每一种材料，以抑制背景，并最佳使用脉冲形状鉴别（PSD）技术将核反冲与电子反冲分离。利用从7公斤原型DEAP-1获得的经验，SNOLAB（加拿大萨德伯里）正在完成一个3 600公斤的探测器，预计将于2014年年中开始采集数据。
2014-06-02 astro-ph.IM physics.ins-det
Pulse Shape Discrimination of low-energy nuclear and electron recoils for improved particle identification in NaI:Tl
NaI：Tl晶体中的闪烁机制产生不同的脉冲形状，这取决于入射粒子的类型。来自核反冲事件的闪烁光的时间分布比电子反冲事件衰减得更快，并且这种差异可以使用各种脉冲形状辨别（PSD）技术来分类。在这项研究中，我们测量了原子核和电子反冲在碘化钠：铊晶体，与电子的等效能量在2和40千电子伏之间。我们报告一个新的PSD方法，基于事件类型的可能性，这优于电荷加权平均时间，这是传统的度量PSD在碘化钠：铊。此外，我们表明，这两种方法的线性组合提高了在这些能量的辨别力。
2022-05-18 physics.acc-ph physics.ins-det
Comprehensive characterization of a YAG:Ce scintillator: light yield, alpha quenching and pulse-shape discrimination
University of Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）
本文全面表征了YAG:Ce晶体在γ和α辐射下的闪烁性能，包括光产额、衰减时间、α猝灭因子及脉冲形状甄别能力，展示了其在粒子识别和稳定响应方面的潜力。
2026-06-19 physics.ins-det
Digital pulse-shape discrimination of fast neutrons and gamma rays
本文用数字脉冲处理技术研究了液体闪烁体探测器探测快中子和γ射线的鉴别。使用具有252 Cf源、BC-501液体闪烁体探测器和BaF 2探测器的实验装置，以100 Ms/s、14位采样ADC收集波形。将三个相同的ADC组合以将采样频率提高到300 Ms/s。四种不同的数字脉冲形状分析算法的开发和相互比较，并获得与模拟中子伽马歧视单位的数据。其中两种数字算法基于电荷比较法，而模拟单元和另外两种数字算法基于零交叉法。两个不同的数字的优值参数，量化的中子-伽马歧视的属性，进行了评估，所有四个数字算法和模拟数据集。所有的数字算法给出了类似或更好的品质因数值比与模拟设置所获得的。作为采样频率和ADC的位分辨率的函数的歧视属性进行了详细的研究。结果表明，具有12位的位分辨率和100 Ms/s的采样频率的采样ADC足以实现具有0.3-12 MeV的沉积中子能量的动态范围的脉冲的最佳中子-伽马鉴别。研究了采样频率对时间分辨率的影响。在100 Ms/s时，半高宽为1.7 ns。
2008-05-06 nucl-ex physics.ins-det
Optimization and first electronic implementation of the Constant-Fraction Time-Over-Threshold pulse shape discrimination method
本文优化了恒比时间过阈（CF-ToT）脉冲形状甄别方法，确定20%恒比分数为最优，并证明其在100 keVee能量阈值下优于电荷比较方法，同时完成了适用于多通道架构的首次电子学实现。
2022-12-19 physics.ins-det
Hadronic vs Electromagnetic Pulse Shape Discrimination in CsI(Tl) for High Energy Physics Experiments
研究了利用CsI（Tl）双光子晶体鉴别中性强子粒子的脉冲形状方法，并着重讨论了其在高能正负电子对撞机实验中的应用。通过使用TRIUMF收集的中子和质子数据分析光子和强子能量沉积物的闪烁脉冲之间的脉冲形状差异，结果表明，强子观察到的脉冲形状变化可以使用CsI（Tl）的第三个闪烁分量建模，除了标准的快和慢分量。用于计算强子脉冲的振幅和形状变化的技术的开发和它示出的额外的闪烁分量的强度可以计算从相互作用的粒子的电离能损失。这些脉冲建模和模拟方法集成GEANT 4模拟库和预测的脉冲形状CsI（Tl）晶体中的$5 \times 5$阵列的$5 \times 5 \times 30 \text{ cm}^3$晶体研究强子簇射从0.5和1 GeV/c $K_L^0$和中子粒子。使用晶体水平和集群水平的光子与强子集群分离的方法，我们证明了在高能电子-正电子对撞机实验中使用CsI（Tl）脉冲形状歧视中性强子检测的概念验证。
2018-03-28 hep-ex physics.ins-det
Study of digital pulse shape discrimination method for n-γ separation of EJ-301 liquid scintillation detector
建立了一个基于可编程模块NI-5772的数字脉冲形状鉴别系统，并在EJ-301液体闪烁探测器上进行了测试。该模块通过LabVIEW开发的程序运行，采样频率高达1.6GS/s。用~（22）Na、~（137）Cs和~（60）Co三种标准γ源对EJ-301型液体闪烁探测器进行了刻度，得到了γ响应函数。提出了电荷比较法和过零法的数字算法。实验结果表明，这两种数字信号处理（DSP）算法可以区分中子和γ射线。此外，过零方法在80 keVee和更低时显示出更好的n-γ分辨力，而电荷比较方法在更高的阈值时给出更好的结果。此外，在9个能量阈值下提取了两种不同尺寸探测器的优值，发现小尺寸探测器对裂变中子的n-γ分离性能较好。
2015-02-06 nucl-ex physics.ins-det
Pulse shape discrimination studies with a Broad-Energy Germanium detector for signal identification and background suppression in the GERDA double beta decay experiment
首次研究了宽能锗（BEGe）探测器的事件鉴别。一种新的脉冲形状的方法，利用BEGe探测器内的特征电场分布，允许有效地识别单站点事件和拒绝多站点事件。第一种是典型的无中微子双β衰变（0-nu-2-β），后者是来自γ射线相互作用的背景。在能量接近Q（76 Ge）= 2039 keV的背景下，60 Co、226 Ra和228 Th的本底存活概率分别为0.93%、21%和40%。这种背景抑制实现了89%的接受228 Th双逃逸事件，这是由单网站的相互作用为主。对于0-nu-2-β-衰变事件，预期接受度大致相等。准直束和康普顿符合测量表明，歧视是在很大程度上独立于晶体内的相互作用的位置，并验证了脉冲形状切割的能量范围内的Q（76 Ge）。目前正在研究将BEGe探测器应用于GERDA和Majorana双β衰变实验。
2009-09-22 nucl-ex physics.ins-det
Effect of large-angle incidence on particle identification performance for light-charged ($Z \le 2$) particles by pulse shape analysis with a pad-type nTD silicon detector
本研究通过束流测试发现，大角度入射导致pad型nTD硅探测器最大电流下降，影响轻带电粒子鉴别性能，且该下降与粒子穿透深度相关。
2023-08-31 physics.ins-det
Pulse-shape discrimination potential of new scintillator material: La-GPS:Ce
(Gd，La）$_2$ Si $_2$ O $_7$：Ce（La-GPS：Ce）是一种新型闪烁体材料，具有高的光输出、高的能量分辨率和快的衰减时间。此外，闪烁体即使在高温（高达150 $^\circ$ C）下也具有良好的光输出，并且本质上不吸湿;因此，它特别适合于地下资源勘探。粒子识别极大地扩展了闪烁体的应用范围。对于资源勘探，颗粒识别应仅在单个脉冲中完成。确认了闪烁体的脉冲形状辨别。我们比较了两种方法：一种是双门方法，一种是数字滤波方法。使用数字滤波器方法（形状指示器），在0.66 MeVee下获得用于评估$α$和$γ$颗粒之间的分离的F-测量为0.92。
2019-06-11 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Performance Calculation of Pulse Shape Discrimination Based on Photoelectron Quantity
本文通过测量载钆液体闪烁体衰减时间并建立波形模拟，量化PSD性能随光电子数的变化，发现至少需49 PE才能在97.8%伽马效率下达到90%中子剔除率。
2024-10-28 hep-ex physics.ins-det
Pulse-shape discrimination in water-based scintillators
这项工作描述了一类主要含有水（>50重量%）的液体净化器。%），并且可以区分由中子和伽马射线引起的相互作用。通过平衡制剂组分之间的界面相互作用，这些乳化剂形成了化学稳定的乳液。这种方法考虑了称为亲油-亲油差异的量，需要考虑盐度和温度以及表面活性剂和油相的表征。首先对由水和各种油组成的乳液进行了表征。在此基础上，考虑了染料在油相中的分散作用，绘制了乳液的部分相图。对于单相的透明水包油乳状液，测量了其闪烁光产额和脉冲形状分辨特性。性能最好的澄清剂含有33 wt. %的乳化油相，并且表现出光产率高达不含水的市售液体闪烁体（EJ-309）的光产率的18%。这些水基液体稀释器在约1500 keVee下表现出高达1.79的中子/伽马射线鉴别的品质因数。
2022-02-15 nucl-ex physics.ins-det
Neutron-Gamma Pulse Shape Discrimination for Organic Scintillation Detector using 2D CNN based Image Classification
本研究提出基于2D CNN的中子-伽马脉冲形状甄别方法，以BC501A探测器原始信号快照为输入，通过Cf-252源数据训练，独立数据集准确率达99%，计算效率更高且适配多类中子探测器。
2023-06-10 nucl-ex physics.ins-det
Pulse shape discrimination in an organic scintillation phoswich detector using machine learning techniques
针对形状相似、衰减时间短的有机闪烁体信号难甄别的问题，研究开发机器学习算法用于单读出磷光探测器的脉冲形状甄别，其提升决策树算法在950 keV区间达3.02±0.85标准差的最大甄别能力，为自屏蔽及增强辐射探测能力提供高效方案。
2024-03-06 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Particle identification using digital pulse shape discrimination in a nTD silicon detector with a 1 GHz sampling digitizer
在500~ $μ$ m厚的中子嬗变掺杂（nTD）硅探测器上，利用自行研制的基于FPGA的12位分辨率、1GHz采样数字转换器，进行了数字脉冲波形分析的粒子束流测试实验。在低场注入装置中使用nTD Si探测器探测了$\sim$ 5 MeV/A、$^{7}$ Li和$^{12}$ C束与不同靶反应产生的轻重离子。从高带宽电荷电流灵敏前置放大器的数字化电荷输出中获得了脉冲高度、上升时间和电流最大值。在轻重离子的情况下，仅使用数字化电荷输出就实现了良好的同位素分离。该装置可用于涉及库仑势垒能附近的轻重离子的核反应中的带电粒子谱。
2018-04-05 nucl-ex physics.ins-det
The Digital discrimination of neutron and γ ray using organic scintillation detector based on wavelet transform modulus maximum
研究了一种基于小波变换模极大值（WTMM）的有机闪烁中子和γ射线鉴别新算法。用快速数字取样示波器记录了BC501A有机液体闪烁探测器在混合辐射场中产生的电压脉冲。在闪烁探测系统中，大多数利用脉冲时域特征的脉冲形状鉴别方法的性能都受到噪声的强烈影响。然而，基于频域特征的WTMM方法对噪声具有很强的不敏感性，可以根据尺度空间平面上正模极大值曲线和负模极大值曲线的渐近衰减趋势不同来区分中子和γ射线事件。该技术已被验证了相应的混合场数据评估的飞行时间（TOF）方法和频率梯度分析（FGA）方法。结果表明，基于WTMM的中子和γ鉴别方法与TOF方法具有一致性，优于FGA方法。此外，由于WTMM方法本身就是一种消除噪声的方法，因此不需要对脉冲进行任何预处理。
2013-04-17 nucl-ex physics.ins-det
Light Output Quenching in Response to Deuterium-ions and Alpha Particles and Pulse Shape Discrimination in Deuterated Trans-stilbene
我们的特点是光输出响应的一个新的140厘米3的芪-d12晶体高达14.1 MeV的中子能量使用符合中子散射系统。我们还描述了它的光输出响应的α粒子在5至6~MeV的能量范围内。二苯乙烯-d $_{12}$探测器的优异PSD能力使我们能够选择由电离密度增加的粒子（即电子、质子、氘离子和α粒子）产生的光脉冲。随着晶体中粒子的电离密度增加，光脉冲的测量快衰减分量越来越猝灭。与这一发现相一致的是，伯克斯α粒子的猝灭参数大约是中子散射相互作用产生的氘离子猝灭参数的8.5倍。报告的实验特性将允许高保真度建模的探测器，使其应用程序的快中子探测和光谱在核物理，辐射防护，核安全和不扩散。
2021-12-22 nucl-ex physics.ins-det
Comparative pulse shape discrimination study for Ca(Br, I)$_2$ scintillators using machine learning and conventional methods
在粒子物理实验中，脉冲形状鉴别（PSD）是消除信号中主要背景的有力工具。然而，分析方法一直是提高PSD性能的瓶颈。在这项研究中，两种机器学习方法-多层感知器和卷积神经网络-应用于PSD，并将其PSD性能与传统的分析方法进行了比较。用垂直布里奇曼-斯托克巴杰法生长了三种钙基卤化物晶体，并用于评价PSD。与传统的分析方法相比，机器学习方法获得了更好的PSD性能为所有的调制器。对于具有低光输出的照明器，机器学习方法在低能量区域比传统方法更有效地提高PSD精度。
2022-11-04 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Optimal Design of Waveform Digitisers for Both Energy Resolution and Pulse Shape Discrimination
快速数字化器和数字脉冲处理技术因其体积小、触发速率高、离线分析等优点而被广泛应用于光谱应用和脉冲形状鉴别（PSD）。同时，由于本征能量分辨率差，有机、塑料或液体闪烁体具有PSD能力，其读出电子学的噪声通常很小。然而，LaBr 3（Ce）因其优异的能量分辨率而被广泛使用，并且已被证明对α/γ粒子具有PSD能力。因此，设计一种既具有最佳能量分辨率又具有良好PSD性能的LaBr_3（Ce）等吸收剂的数字采集系统是值得的。已经在采样率和垂直分辨率方面进行了几项关于液体蒸发器的数字化器特性选择的实验研究。波形数字化器的影响，即快速放大器（可选），采样率和垂直分辨率，在这两个应用的定量分析仍然缺乏。本文提供了定量分析这些因素，因此，根据噪声分析的时变门控电荷积分的能量分辨率和PSD应用的数字化器的优化设计的一般规则。
2021-12-20 nucl-ex physics.ins-det
Pulse shape discrimination performance of Inverted Coaxial Ge detectors
我们报告的两个倒置的同轴锗探测器的特性的背景下，在未来的$^{76}$锗无中微子双β（$0νββ$）衰变实验。与目前在GERDA $0νββ$衰变实验中使用的平面宽能Ge探测器（BEGe）相比，这样的探测器可以用更大的Ge质量来生产，这是一个优点。由于电缆、电子器件和支架的减少，这将导致搜索$0νββ$衰减的背景降低。在$^{76}$ Ge Q值附近的2039 keV测量分辨率为2.5 keV，它们的脉冲形状特性与BEGe探测器相似。得出的结论是，这种类型的Ge探测器适合用于$^{76}$ Ge $0νββ$衰变实验。
2017-11-04 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
A Method for Neutron-Gamma Pulse Shape Discrimination of CLYC Detector Based on a Gated Residual-Linear Attention Network
Northeast Normal University（东北师范大学）；Jilin Jianzhu University（吉林建筑大学）
针对传统算法抗噪弱、特征提取有限和实时性差的问题，提出一种增强型递归门控循环残差稀疏线性注意力网络，在CLYC探测器实验平台上实现中子-伽马脉冲形状甄别，达到98.7%的分类准确率和99.4%的召回率，并具有良好的抗噪性能和实时性。
2026-05-25 nucl-ex physics.ins-det
Baseline drift effect on the performance of neutron and gamma ray discrimination using frequency gradient analysis
频率梯度分析（FGA）通过检测光电倍增管阳极信号的频域特征，有效地鉴别中子和γ射线。这种方法对噪声不敏感，但不可避免地受到基线漂移的影响，类似于其他脉冲形状鉴别方法。基线漂移效应是由电源线波动、暗电流、噪声干扰、嗡嗡声和前端电子学中的脉冲拖尾等因素引起的。在可以估计基线偏移并从捕获的信号中去除之前，需要阐明和量化这种影响。因此，本文研究了基线漂移对FGA有机闪烁探测器分辨中子和γ射线性能的影响。推导了基线漂移与FGA鉴别参数之间的关系，并通过由铍-镅源、BC 501 A液体闪烁探测器和5GSPS 8位示波器组成的实验系统进行了验证。理论和实验结果都表明，对基线漂移的估计是必要的，从脉冲波形中去除基线漂移可以提高FGA的鉴别性能。
2013-05-08 nucl-ex physics.ins-det
