Characterization of electron detectors by time-of-flight in neutron \b{eta} decay experiments
中子衰变实验的进展需要更好的方法来表征电子探测器。我表明，这种\b{eta}衰变的研究，电子飞行时间可以用于电子探测器的原位校准。能量分辨率下降到几个keV，可以达到较低的部分，在中子衰变的电子谱，传统的校准方法来他们的极限。新的飞行时间方法也可以用来执行一个完整的实验，从他们的探测器的电子背散射。
2016-11-01 nucl-ex physics.ins-det
A precise method to determine the activity of a weak neutron source using a germanium detector
用标准高纯锗探测器测量了一个弱铍铍-铍（AmBe）中子源的中子活度。γ射线是由中子分别在铝片和丙烯酸片上诱发的~（27）Al（n，n ′）、~（27）Al（n，γ）和~ 1H（n，γ）反应产生的。这些伽马射线使用HPGe探测器测量。鉴于非正统的实验安排，一个蒙特卡罗模拟开发的探测器系统，以确定从测量的伽马射线的中子活性的效率建模。我们的中子源的活性被确定为307.4 +/- 5.0 n/s，并且对于不同的中子感生伽马射线是一致的。
2016-07-28 nucl-ex physics.ins-det
Response of diamond detector sandwich to 14 MeV neutrons
本文介绍了50 $μ$ m薄金刚石探测器对14 MeV中子响应的测量。这种中子是在聚变反应堆中产生的，对ITER中子诊断特别感兴趣。在半导体探测器中，金刚石具有最适合于聚变反应堆的苛刻辐射和温度条件的特性。然而，在$10^{14}$ n/cm $^2$量级的中子注量下，300-500 μ m厚的金刚石探测器已经遭受显著的辐射损伤。预期50 $μ$ m厚的金刚石将承受$>10^{16}$ n/cm $^2$的能量密度。我们测试了两个50 $μ$ m厚的单晶CVD金刚石，堆叠形成一个“三明治”探测器的符合测量。探测器测量了撞击在一个金刚石上的14 MeV中子转化为$α$粒子的过程，该粒子在第二个金刚石中被探测到，与核反冲一致。对于$^{12}C(n,α)^{9}Be$反应，沉积在探测器中的总能量提供了初始中子能量值的访问。用有效面积为3 $\times$ 3 mm $^2$的探测器通过该反应测得的14 MeV中子探测灵敏度为$5\times 10^{-7}$计数cm $^2$ /n。该值与Geant 4模拟结果吻合良好。探测器的本征能量分辨率为240 keV半高宽，仅为ITER 14 MeV中子能量扩展的10%。
2015-11-02 nucl-ex physics.ins-det
Enhancing Neutron Measurement Accuracy with Bubble Detectors at Laser-Driven Neutron Sources
本文针对气泡探测器在激光驱动中子源测量中的能量相关响应问题，提出基于代理模型重建响应函数并与中子能谱卷积的方法，提高了中子通量测量精度，结果与模拟偏差小于10%。
2025-08-20 nucl-ex physics.ins-det
Characterization of a scintillating lithium glass ultra-cold neutron detector
利用Paul Scherrer研究所（PSI）的超冷中子源对为TRIUMF中子电偶极矩实验研制的$^{6}$ Li玻璃闪烁探测器进行了表征。该检测器的数据采集系统被证明在拒绝背景方面表现良好。估计背景抑制的绝对效率为$99.7\pm0.1$ %。对于可变的超冷中子速率（从$<$ 1 kHz变化到约100 kHz每通道）和在Paul Scherrer研究所看到的背景速率，我们估计绝对检测器效率为$89.7^{+1.3}_{-1.9}$ %。最后，在PSI的超冷中子源的West-2束线的特定设置与商业级联探测器进行了比较。
2016-11-08 nucl-ex physics.ins-det
DECal, a Python tool for the efficiency calculation of thermal neutron detectors based on thin-film converters
探测器效率计算器（DECal）是一系列Python函数和工具，旨在分析计算、可视化和优化基于薄膜转换器的热中子探测器的探测效率。本文中提出的实现特别关注基于10B的检测器。代码可以通过图形用户界面和命令行运行。源代码通过GitHub存储库向感兴趣的用户开放。
2018-01-22 physics.comp-ph physics.ins-det
A Background-Free Direction-Sensitive Neutron Detector2 A Background-Free Direction-Sensitive Neutron Detector
我们展示了一种新型探测器的数据，该探测器可用于确定快中子和热中子的中子通量、能量分布和中子运动方向。许多中子探测器受到来自X射线和伽马射线的大背景的困扰，并且大多数当前的中子探测器缺乏单事件能量灵敏度或关于中子方向性的任何信息。即使是最好的探测器也会受到宇宙射线中子背景的限制。所有应用（中子散射和射线照相术、太阳和宇宙射线中子通量测量、中子相互作用截面测量、核设施中子监测、石油勘探和寻找裂变大规模毁灭性武器）都将受益于该探测器改进的中子探测灵敏度和改进的中子特性测量。探测器不受X射线、伽马射线、β粒子、相对论性单电荷粒子和宇宙射线中子的背景影响。它对热中子、裂变中子和高能中子敏感，每个能量范围的探测特征都不同。它能够根据中子被氦核弹性散射的特性确定裂变中子源的位置。我们建造的探测器可以在不到一分钟的观察时间内，在一米远的地方识别一克反应堆级钚。
2009-06-22 physics.ins-det
Calibration of Time Of Flight Detectors Using Laser-driven Neutron Source
介绍了利用激光驱动中子源对飞行时间（TOF）装置中的EJ232Q、BC422Q和EJ410三个闪烁体的标定。三个塑料闪烁体探测器与伽马不敏感气泡探测器光谱仪，这是绝对校准的中子能量范围从亚MeV到20 MeV的宽范围内进行了校准。示出了由探测器同时获得的一组典型数据，测量从拍瓦激光照射的薄箔发射的中子谱。
2015-06-15 nucl-ex physics.ins-det
A backing detector for order-keV neutrons
基于\ce{^{6}Li}的中子俘获原理，我们设计并测试了一个大面积（0.15~ mPDMATHABMM）中子探测器。中子探测器的设计已被优化的目的标记的散射角的千电子伏尺度的中子。这些中子探测器将用于校准暗物质和相干弹性中微子核散射（CE $ν$ NS）探测器中的低能（$<$ 100 eV）核反冲。我们描述了原型的设计，构造和表征。原型设计为在相关$\mathcal{O}$（keV）中子能量下具有25%的$\sim$标记效率，平均捕获时间为$\sim$ 17 $~μ$ s。原型的特点是使用\ce{^{252}Cf}中子源和协议的模拟观察到在百分之几的水平。
2022-03-09 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
Optimising Scintillating Neutron Detectors for Cosmic Ray Soil Moisture Monitoring
宇宙射线中子传感（CRNS）是一种功能强大的技术，可以在与农业应用相匹配的长度尺度上对土壤水分进行非侵入性监测。限制在工业化农业环境中使用该技术的一个因素是通常用于地面中子监测的氦-3或BF 3管的初始成本高。本文讨论了Geant 4的使用，以优化一种替代闪烁体为基础的中子探测器，可能适用于成本是一个更高的驱动因素比时间分辨率的挑战。
2021-06-12 nucl-ex physics.ins-det
The $^{3}$He BF$_{3}$ Giant Barrel (HeBGB) Neutron Detector
$(α,n)$反应在核天体物理和应用中起着重要的作用，是中微子和暗物质探测器的重要背景源。采用直接中子探测的总$(α,n)$截面的测量通常具有与能量相关的中子探测效率和未知的初始中子能量分布相关联的相当大的系统不确定性。$^{3}{\rm He}\,{\rm BF}_{3}$巨型桶（HeBGB）中子探测器是在俄亥俄大学爱德华兹加速器实验室建造的，以克服这一挑战。HeBGB在0.01 MeV - 9.00 MeV的中子能量范围内提供了接近恒定的中子探测效率（$7.5\pm 1.2$）\%，消除了早期$(α,n)$截面测量中存在的系统不确定性的重要来源。
2022-04-06 nucl-ex physics.ins-det
Experimental research on the THGEM-based thermal neutron detector
为了满足下一代中子装置的需要，研制了一种新型热中子探测器，该探测器采用国产THGEM（厚气体电子倍增器）作为3 He的替代品。一种类型的Au涂层THGEM是专门为中子探测而设计的。研制了探测器样机，并进行了初步的实验测试，包括在Ar/CO2混合气体中工作的Au涂层THGEM的性能测试和252 CF源的中子成像测试，为今后的研究提供了实验数据参考。
2014-08-05 nucl-ex physics.ins-det
A comparison of the neutron detection efficiency and response characteristics of two pixelated PSD-capable organic scintillator detectors with different photo-detection readout methods
本研究对比了采用Anger逻辑的PMT基与独立像素读出的SiPM基两种像素化PSD塑料闪烁体中子探测器，经¹³⁷Cs和²⁵²Cf源校准测量，发现SiPM基探测器在均匀性和中子探测效率上更优，效率约为PMT基的两倍。
2024-01-29 nucl-ex physics.ins-det
A 4p BaF2 detector for (n,g) cross section measurements at a spallation neutron source
为改进先进反应堆概念的中子俘获截面、放射性废物的嬗变以及中子俘获核合成的天体物理学方案而进行的探索，激发了基于现代技术的新的实验努力。最近在keV区域的测量表明，4p BaF2探测器是一种精确和通用的仪器，用于此类研究。目前的工作涉及这样一个4p BaF2探测器的潜力结合spiritual中子源，提供大的中子通量在很宽的能量范围内。详细的蒙特卡罗模拟与GEANT包已经进行了调查的关键背景在spattered设施，优化探测器的设计，并讨论替代的解决方案。
2013-10-16 nucl-ex physics.ins-det
In-beam test results of an RPC-based module for position-sensitive neutron detectors with timing readout
本文报告了一种基于RPC和10B4C固体转换体的位置灵敏热中子探测器模块的首次束流测试结果，重点验证了中子飞行时间测量和沿束流方向俘获层识别能力。
2024-02-23 nucl-ex physics.ins-det
A First Comparison of the responses of a He4-based fast-neutron detector and a NE-213 liquid-scintillator reference detector
首次比较了新型$^{4}$氦基加压闪烁探测器和NE-213液体闪烁体参考探测器的脉冲形状鉴别特性，该探测器采用Am/Be混合场中子和γ射线源和高分辨率闪烁脉冲数字化仪。特别是，研究了两个快中子探测器区分中子和伽马射线的能力。NE-213液体闪烁体参比池响应于源的伽马射线场产生了宽范围的闪烁光产额。与此形成鲜明对比的是，由于$^{4}$ He气体体积的大小和压力，$^{4}$ He基探测器对相同的伽马射线场记录了750 keV $_{ee}$的最大闪烁光产额。脉冲形状的歧视粒子的闪烁光产额超过750 keV的$_{ee}$是优秀的情况下，$^{4}$氦基探测器。在750 keV以上的$_{ee}$，它的信号是明确的中子，使粒子识别完全基于闪烁光产生的量。
2015-04-27 nucl-ex physics.ins-det
A large area detector for thermal neutron flux measurements at the KamLAND site
基于0.32 mm厚的$^{6}$ LiF：ZnS（Ag）闪烁片，研制了大面积（0.5 m $\times$ 0.5 m）热中子探测器。该探测器是为测量地下深处低强度热中子通量的季节性变化而建造的。使用低强度$^{241}$ Am/ $^{9}$ Be（$α$，n）中子源研究了探测器对中子的响应。应用数字脉冲形状鉴别技术从闪烁体组件中铀和钍衰变链的$α$ -发射体痕量引起的背景中分离中子俘获事件。在基于数字脉冲形状鉴别方法的事件选择之前（之后），热中子探测效率为0.368 $\pm$ 0.018（0.155 $\pm$ 0.009）。在$^{6}$ LiF：ZnS（Ag）闪烁体中测得的$α$ -粒子背景事件率为（4.88 $\pm$ 0.06（统计））$\times$ 10 $^{-6}$ $α$ cm $^{-2}$ sec $^{-1}$。作为检测器性能的测试，我们测量了在Kamioka中微子天文台KamLAND地区的热中子通量，并将其与在Super-Kamiokande站点进行的中子通量测量结果进行了比较。KamLAND的热中子通量为（6.43 $\pm$ 0.50）$\times$ 10 $^{-6}$ n cm $^{-2}$ sec $^{-1}$，其中包括能量高于1 eV的中子的$\sim$ 10~\%贡献。在探测器的建设，我们确定了一个来源的高振幅噪声脉冲产生的5英…
2018-07-23 nucl-ex physics.ins-det
Neutron Energy Spectrum Measurements with a Compact Liquid Scintillation Detector on EAST
在EAST装置上采用EJ 301液体闪烁体中子探测器测量了D-D聚变等离子体的中子能谱。该探测器的特点是仔细在不同的准单能中子场产生的4.5 MV的范德格拉夫加速器。在最近的实验活动中，由于EAST的中子产额低，设计了一种新的屏蔽装置，并将其放置在尽可能靠近托卡马克的位置，以提高谱仪的计数率。用液体中子能谱仪测量了中子和γ射线的注量，与3 He正比计数器和NaI（Tl）γ射线能谱仪测量结果一致。等离子体离子温度值推导出从低杂波注入和离子回旋共振加热放电中的中子谱。用蒙特卡罗输运程序模拟了散射中子能谱，并通过低能脉冲高度测量得到了很好的验证。
2013-04-27 nucl-ex physics.ins-det
Development of a 3-D Position Sensitive Neutron Detector Based on Organic Scintillators with Double Side SiPM Readout
基于塑料闪烁体阵列的三维位置灵敏中子探测器正在研制中。使用双面SiPM读出来确定每个闪烁体单元中的相互作用深度（DOI）。在初步测试中，使用准直Co-60源在不同位置测量254 x 6 x 6 mm 3 SP101塑料闪烁体中的DOI。SiPM（KETEK PM 6660）信号由2.5GS/s数字示波器记录。使用幅度和时间信息两者来计算DOI结果。分别实现了2.5 cm和6.6 cm的位置分辨率（FWHM）。基于二维阵列的探测器能够记录入射中子的三维位置信息。三维探测器将与中子时间投影室一起用作定向快中子探测器。根据模拟结果，该相机的角分辨率（8度半高宽）远优于典型的中子散射相机。
2018-10-31 nucl-ex physics.ins-det
Particle Physics Readout Electronics and Novel Detector Technologies for Neutron Science
传统的热中子探测器是基于氦-3作为转换和探测材料，由于其大的中子截面。鉴于欧洲中子源（ESS）等几个中子散射设施的升级和建设，以及同时出现的氦-3短缺，已经引入了新的探测技术。最突出的一个是使用具有大的热中子截面的固体转换器，例如钆和硼。这些材料在受到中子撞击时会释放出带电粒子。然后，该技术依赖于带电粒子的检测和/或跟踪，如在粒子物理学的检测器中。同时，这需要将读出通道增加一个数量级，其优点是与传统的中子探测器相比还将位置分辨率增加相同的量。一个典型的例子是由欧洲核子研究中心气体探测器组和欧洲核子研究中心探测器组联合开发的用于欧洲核子研究中心NMX仪器的钆气体电子倍增器（GdGEM）探测器。在这方面的贡献，我们的一些努力转移粒子物理探测器和读出电子学中子科学将被提交。我们采用了VMM 3a芯片，最初设计的ATLAS新的小轮升级，读出基于GEM的中子探测器。Timepix 3芯片用于中子时间投影室以及读出中子敏感微通道板探测器。这些读出芯片集成到RD 51合作的可扩展读出系统中。
2022-07-13 hep-ex 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
Proton recoil telescope based on diamond detectors for measurement of fusion neutrons
金刚石是聚变反应堆等恶劣环境下中子诊断的理想材料。首先，这是因为它们的辐射硬度超过硅一个数量级。此外，与标准的在线中子诊断（裂变室、硅基探测器、闪烁器）相比，金刚石对$γ$射线不太敏感，而$γ$射线代表了聚变装置中的巨大背景。最后，它们在高温下的低漏电流抑制了探测器的固有噪声。本文提出了一种CVD金刚石基探测器，用于D-T聚变反应产生的14 MeV中子的测量。探测器被安排在一个质子反冲望远镜配置，具有在敏感体积的前面，以诱导（n，p）反应的塑料转换器。通过使用两个晶体实现的敏感体积的分割，允许在重合的情况下执行测量，这抑制了中子弹性散射背景。在FNG（Frascati中子发生器，ENEA）组装和测试了初步原型，在效率和能量分辨率方面显示出有希望的结果。
2015-05-23 nucl-ex physics.ins-det
Geant4 based simulations for novel neutron detector development
描述了一个基于Geant 4的Python/C++模拟和编码框架，该框架已被开发和使用，以帮助中子散射设施的热中子探测器的研发工作。它基于可配置的几何图形和生成器模块，集成了通用的面向对象的输出文件格式和元数据，旨在在设置和分析模拟时加快周转时间。还讨论了扩展到Geant 4已实施，以包括低能量的现象，如布拉格衍射的多晶支撑材料的检测器的影响。最后，简要介绍了该框架的一个应用实例。
2013-11-05 hep-ex nucl-ex physics.comp-ph
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
CR-39 track detector signatures of slow neutron like signals in Heavy-water electrolysis
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
利用硼涂层CR-39探测器在重水电解中检测到慢中子信号，通过对比未涂层对照探测器验证了慢中子通量，建立了低通量慢中子检测的实验协议。
2026-01-06 nucl-ex physics.ins-det
Registration of thermal neutrons using two-detector module based on silicon detectors and metallic gadolinium
热中子使用基于两个平面Si探测器的双探测器模块进行登记：具有来自天然金属Gd的中子转换器，并且没有转换器。为了获得热中子，我们使用了带有石蜡慢化剂的239 Pu-Be（α，n）快中子源。测量同时进行了两个探测器通过处理两个通道的注册与一个特殊的计算机程序。在实验中，伽马辐射没有被抑制。记录了核反应Gd（n，γe）Gd的转换电子。我们进行了登记的热中子与扣除背景辐射的可能性。
2018-09-24 physics.ins-det
Detection efficiency evaluation for a large area neutron sensitive microchannel plate detector
本文对大面积中子敏感微通道板探测器的探测效率进行了评价。以6LiF/ZnS探测器为基准探测器，同时测量了这两种探测器的飞行时间谱，并推导出能谱，计算出nMCP探测器的探测效率曲线。测试表明，该nMCP探测器对25.3meV热中子的探测效率为34%。
2015-12-04 physics.ins-det
Characteristics of a thermal neutrons scintillation detector with the [ZnS(Ag)+$^6$LiF] at different conditions of measurements
本文介绍了一种用[ZnS（Ag）+ $^6$ LiF]薄闪烁体构成的热中子探测器。给出了探测器脉冲源的来源和地面及地下条件下的脉冲特征的调查结果。对闪烁体自身的背景、配准效率和BNO INR RAS的不同对象处的中子通量进行了测量。并与$^3$ He正比计数器的测量结果进行了比较。
2015-10-30 nucl-ex physics.ins-det
Neutron detection efficiency of the Neutron dEtector with Xn Tracking (NEXT)
为了正确表征以$β-$缓发中子辐射为主的丰中子核衰变，需要一种具有良好能量分辨率的高效中子探测系统。设计了用于测量$β$ -缓发中子发射体的Xn跟踪中子探测器（NEXT）。通过沿着中子飞行路径分割探测器，NEXT减少了中子飞行时间测量中的相关不确定性，提高了能量分辨率，同时保持了探测效率。探测器原型是由光学分离段的中子-伽马鉴别塑料闪烁体耦合到位置敏感的光电倍增管。该探测器的首次性能研究表明，在保持良好能量分辨率的同时，可以实现高的本征中子探测效率。给出了利用直接反应中子进行效率测量的结果。
2021-07-23 physics.ins-det
Development of Neutron Detectors for the Next Generation of Radioactive Ion-Beam Facilities
目前正在开发下一代放射性离子束设施，这将使人们能够在实验中获得许多奇异的核。这些设施将使研究寿命很短的奇异核成为可能，这些核具有远离β稳定线的极端同位旋值。这种核将以非常低的截面产生，为了研究它们，正在开发新的探测器阵列。在GANIL的SPIRAL设施，有一个中子探测器阵列，即中子墙。在这项工作中，中子墙的特点是中子探测效率和中子和伽马射线之间的歧视。还研究了通过提高光电倍增管的高电压来提高效率的可能性。对于SPIRAL 2，正在开发中子探测器阵列NEDA。NEDA将在高伽马射线背景环境中运行，这对中子和伽马射线之间的区分质量提出了很高的要求。为了提高鉴别方法的质量，已经开发了利用数字电子学的脉冲形状鉴别技术，并就ADC的位分辨率和采样频率进行了评估。结论是，具有12位的位分辨率和100 MS/s的采样频率的ADC是足够的中子和γ射线的脉冲形状的歧视为0.3-12 MeV的中子能量范围。
2009-05-13 nucl-ex 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
YSO implantation detector for beta-delayed neutron spectroscopy
本研究开发了基于分段闪烁体的YSO植入探测器，用于研究奇异同位素发射的β延迟中子能量分布，其在RIKEN RIBF的78Ni区域测量中实现高β探测效率和亚纳秒时间分辨率，支持离子-β关联与飞行时间测量。
2024-12-04 nucl-ex physics.ins-det
Study of a high spatial resolution 10B-based thermal neutron detector for application in neutron reflectometry: the Multi-Blade prototype
虽然对于大面积探测器来说，由于3 He短缺，找到一种替代方法来探测热中子是至关重要的，但对于小面积探测器来说，情况并非如此。中子散射科学仍在不断提高其仪器的功率，探测器必须承受的中子通量也在不断增加。对于小面积探测器，主要的努力是扩大探测器的性能。在劳厄-朗之万研究所（ILL），我们开发了多叶片探测器，旨在提高3 He探测器的空间分辨率，以用于高通量应用。我们开发了一个高空间分辨率的原型适用于中子反射仪。它利用固体10 B-薄膜中采用的比例气体室。两个原型已建成在ILL和我们的单色测试光束线上获得的结果在这里。
2013-12-09 physics.ins-det
Neutron response of PARIS phoswich detector
我们研究了用于测量原子核高集体态衰变产生的高能（E $_γ$ = 5 - 30 MeV）$γ$射线的PARIS phoswich [LaBr $_3$（Ce）-NaI（Tl）]探测器的中子响应。利用飞行时间（TOF）和脉冲形状鉴别（PSD）技术测量了Phoswich探测器中LaBr $_3$（Ce）和NaI（Tl）晶体在E $_n$ = 1 ~ 9 MeV能量范围内的相对中子探测效率，并与基于GEANT 4的模拟结果进行了比较。结果表明，对于3 MeV的$_n$ $>$，在LaBr-$_3$（Ce）晶体中，有$\sim$ 95%的中子具有主要相互作用，表明即使在$\sim$ 15 cm的飞行路径上也能实现明显的$γ$分离.
2017-08-20 nucl-ex physics.ins-det
Fast-neutron induced background in LaBr3:Ce detectors
在能量范围En = 2-12 MeV内，测量了圆柱形1.5英寸LaBr_3：Ce晶体闪烁探测器对入射中子的响应。用脉冲质子束在Ep = 5- 14.6MeV辐照Li靶产生中子。利用靶与探测器之间的飞行时间信息，获得了LaBr_3：Ce探测器在4种不同中子能量下的快中子相互作用能谱。在附近的Ge探测器中以最低的质子束能量测量了LaBr 3：Ce晶体发射的中子诱导伽马射线。此外，我们还获得了大体积高纯Ge探测器和NE-213液体闪烁体探测器的中子辐照数据，这两种探测器都是实验中的监测探测器。对液体闪烁体、Ge和LaBr 3：Ce晶体中的中子相互作用进行了Monte-Carlo模拟，并与实测数据进行了比较。得到了与数据很好的一致性，我们提出了模拟的结果，以预测的响应，LaBr 3：Ce探测器的晶体尺寸范围内的能量范围En = 0.5-10 MeV的中子辐照
2015-12-01 astro-ph.IM nucl-ex physics.ins-det
The efficiency of moderating neutron detector: Monte Carlo simulation, experimental validation, and angular dependence
Ohio University（俄亥俄大学）
本文通过蒙特卡罗模拟与实验验证了4π聚乙烯慢化探测器的中子探测效率，并提出基于勒让德分解的新方法，以从单次模拟中提取效率对角度分布的依赖信息。
2026-09-30 nucl-ex physics.ins-det
Scattered neutron background in thermal neutron detectors
非弹性中子散射仪器需要非常低的本底;因此，抑制散射中子本底的适当屏蔽，无论是从弹性和非弹性散射是必不可少的。为了有效地抑制背景散射，需要对背景散射源有详细的了解。多栅极热中子探测器是一种Ar/CO $_{2}$充气探测器，在铝基板上涂有一个$^{10}$ B $_{4}$ C中子转换器。这是一个大面积探测器设计，将装备在欧洲中子源（ESS）的非弹性中子谱仪。为此，为多网格探测器构建了参数化的Geant 4模型。这是第一次在探测器响应的详细模拟中对热中子散射背景源进行建模。通过与ILL的IN 6仪器和SNS的CNCS仪器上安装的原型的测量数据进行比较，验证了该模型。源自检测器组件的散射的影响小于源自其他地方的影响。
2018-05-25 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
Geometric Optimization of a Neutron Detector for In-Flight Measurement of the Neutron Lifetime
最近用束流法测量的自由中子寿命与UCN测量值有8.7 s（4 $σ$）的差异。BL3实验的目的是改善这种测量的统计误差，并帮助排除系统不确定性作为差异的解释。由于中子通量线性地进入中子寿命，因此具有平坦响应的良好表征的中子通量探测器是必不可少的。我将提出一个新的探测器的几何优化与均匀接受高达六阶的中子位置。
2020-10-21 physics.ins-det
A Prototype Detector for Directional Measurement of the Cosmogenic Neutron Flux
介绍了一种新型定向中子探测器样机。低压时间投影室使用氦和CF4气体的混合物。该探测器重建了快中子反冲的能量和角分布。本文报道了使用α源的能量校准和使用准直中子源的角度重建研究的结果。最好的性能是用12.5%CF4气体混合物获得的。在低能量下，快速中子跃迁的目标主要是氦，而在较高能量下，氟作为目标。重建效率是能量和目标相关的。对于能量小于20 MeV的中子，氟反冲的重建效率约为40%，氦反冲的重建效率约为60%。
2013-01-17 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Simulation of the Response of the Solid State Neutron Detector for the European Spallation Source
固态中子探测器的特点，正在开发的中子散射测量在欧洲Spectrometer源，已被模拟与Geant 4为基础的计算机代码。该代码模拟了热中子和电离辐射在探测器的6Li掺杂的闪烁玻璃中的相互作用，闪烁光的产生以及光学闪烁光子通过闪烁体到所附多阳极光电倍增管的光电阴极的运输。比较了影响光学光子输运的因素，如表面光洁度、玻璃片的像素化、前反射器和光学耦合介质的设置。探测器响应的预测进行比较与中子和伽马射线源，准直α源和精细准直光束的2.5 MeV质子和氘的测量。
2021-03-11 physics.comp-ph physics.ins-det
A sealed ceramic GEM-based neutron detector
基于GEM的中子探测器在过去十年中蓬勃发展。然而，大多数GEM中子探测器都工作在流动气体模式下，由于大气压力和环境温度的动态变化，探测器的长期性能可能不稳定。本文介绍了中国空间中子源研制的灵敏面积为100 mm × 100 mm的密封陶瓷GEM中子探测器的性能，包括平台曲线、中子束流剖面、中子波长谱、空间分辨率等（FWHM：2.77 mm）、二维（2D）成像能力、中子探测效率和计数率不稳定性（相对标准偏差（RSD）：0.7%）。结果表明，该探测器在密封模式下具有良好的性能，可用于CSNS直接中子束流的测量。
2020-09-18 physics.ins-det
Simulation-based optimization of a multilayer 10B-RPC thermal neutron detector
对多层10 B-RPC热中子探测器进行基于蒙特卡罗模拟的优化，以提高计数率能力，同时保持对热中子的高（>50%）探测效率为目标。单个RPC的转换器层厚度针对包含10个双间隙RPC的堆叠的检测器的几种配置进行了优化。结果表明，它是可能的，以达到一个计数率的一个因素，这是一个高的8倍相比，只有一个双间隙RPC的检测器的速率。分析了探测器内部中子散射对背景的影响，并对在中子束下测试的第一个探测器原型提出了设计修改建议。
2020-02-18 physics.ins-det
Multi-Grid Boron-10 detector for large area applications in neutron scattering science
目前的3 He供应不再能够满足即将到来的ESS设施的探测器需求，并且在当前的中子源上继续进行探测器升级。因此，需要可行的替代技术来支持中子散射科学尖端仪器的发展。在这方面，ESS、ILL和林雪平大学正在合作开发基于10 B的探测器。本文介绍了该技术的进展及其在现代中子散射实验中的应用前景。该探测器由多个涂有B4 C的矩形气体计数管组成，富含10 B。阳极线读出每个管，从而给出在一个横向坐标中以及在探测器的深度中的转换位置。其余坐标中的位置分辨率通过分割阴极管本身来获得。林雪平大学生产了碳化硼薄膜，ILL制造了一个探测器。本文介绍了表征研究，包括效率的测量，填充气体种类和压力的影响，涂层厚度的变化对效率和γ射线的灵敏度。
2012-09-04 nucl-ex physics.ins-det
Development of a low-background neutron detector array
开发了一种低本底中子探测器阵列，用于测量中国锦屏地下实验室（CJPL）伽莫夫窗口（$E_{c.m.}$ = 190 $\pm$ 40 keV）中$^{13}$ C（$α$，n）$^{16}$ O反应的横截面，该反应是AGB星$s$过程的中子源。探测器阵列由24个嵌入聚乙烯立方体中的$^{3}$ He正比计数器组成。由于探测器阵列位于地下深处，周围有硼酸化聚乙烯屏蔽，因此本底值较低，为4.5（2）/小时。使用$^{51}$ V（p，n）$^{51}$ Cr反应来确定阵列对能量为$E_n$ $<$ 1 MeV的中子的中子探测效率。Geant 4模拟，这被证明是很好地再现实验结果，被用来外推的探测效率，以更高的能量为$^{13}$ C（$α$，n）$^{16}$ O反应中发射的中子。计算了$^{13}$ C（$α$，n）$^{16}$ O反应的理论角分布，并对该反应的检测效率的不确定度进行了估计.
2022-03-17 nucl-ex 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
Direct Neutron Detectors based on Carborane Containing Conjugated Polymers
Department of Physics and Astronomy, Queen Mary University of London（伦敦大学玛丽女王学院物理与天文系）；AWE（英国原子能管理局）
针对现有热中子探测器的原料与结构缺陷，本研究验证了含碳硼烷共轭聚合物及¹⁰B₄C敏化同类聚合物的热中子探测性能，证明该类有机半导体可用于制备低成本可加工的中子探测器。
2025-11-18 nucl-ex physics.ins-det
Boron-10 lined RPCs for sub-millimeter resolution thermal neutron detectors: Conceptual design and performance considerations
提出了一种基于薄间隙电阻板室（RPC）的位置灵敏热中子探测器的新概念，并讨论了其可行性。介绍了几种实现多层和倾斜几何结构的RPC堆栈的检测器架构。的蒙特卡罗模拟研究的结果表明，预期的探测效率和空间分辨率的主要探测器的设计参数的效果。
2018-06-19 physics.ins-det
A Prototype Neutron Veto for Dark Matter Detectors
对于直接的WIMP暗物质搜索来说，中子是一个特别危险的背景;它们与目标核的核反冲通常与WIMP-核碰撞产生的核反冲难以区分。在这项研究中，我们探讨了液体闪烁体中子否决探测器的概念，它将允许直接暗物质探测器以大于99%的效率潜在地拒绝中子。在这里，我们概述了一个小型原型探测器的建设和测试，以及这种技术对未来暗物质探测器的潜在影响。
2015-12-24 hep-ex physics.ins-det
NaI(Tl+Li) scintillator as multirange energies neutron detector
新型NaIL探测器（5 × 6英寸）的研究，在宽能量范围内的中子探测的目标。已经发现，探测器连同其已知的探测γ辐射的能力还允许以三种准独立的方式区分中子信号。它对低至$10^{-3}$ $cm^{-2}$ $s^{-1}$的中子通量敏感。在工作中，获得了NaIL探测器的本征α本底和中子探测效率。实验数据与Geant 4 Monte Carlo（MC）模拟结果进行了比较。
2021-12-10 physics.ins-det
Digital Data Acquisition For the Low Energy Neutron Detector Array (LENDA)
本文介绍了低能中子探测器阵列（LENDA）的数字数据采集系统（DDAS）。LENDA是由24个BC-408塑料闪烁体棒组成的阵列，旨在测量来自（p，n）型电荷交换反应的动能在100 keV至10 MeV范围内的低能中子。与以前的LENDA数据采集（DAQ）系统相比，DDAS提供了降低中子探测阈值，提高整体中子探测效率，减少系统死区时间，并允许轻松扩展阵列的可能性。在这项工作中使用的系统是XIA的数字伽马射线Pixie-16 250 MHz数字化仪。一个探测器有限的时间分辨率为400 ps，实现了一个单一的LENDA酒吧。使用DDAS，系统的中子探测阈值相比以前的模拟系统降低，现在达到100 keV以下。新的DAQ系统已成功地用于最近的电荷交换实验中使用的$^{16}$ C（p，n）反应在国家超导回旋加速器实验室（NSCL）。
2016-01-19 nucl-ex physics.ins-det
Effect of scintillator geometry on the energy resolution and efficiency of MAST neutron camera detectors
基于EJ-301型液体闪烁体的MAST中子相机探测器的效率和能量分辨率低于类似尺寸的圆柱形探测器。实验研究已经确定光衰减是这种恶化的主要原因。这一发现得到了Monte Carlo电子和光子输运计算的支持。
2022-11-09 physics.ins-det
Evaluation of the in-situ Performance of Neutron Detectors based on EJ-426 Scintillator Screens for Spent Fuel Characterization
在恶劣的伽马射线环境中可靠地探测中子是建立非破坏性乏核燃料定性方法的一个重要方面。在这项研究中，我们提出的结果，从扩展原位监测的探测器系统组成的市售组件：EJ-426，一个$^6$富锂固态闪烁体材料敏感的热中子，和两种不同类型的滨松光电倍增管（PMT）。在8个月的时间里，这些探测器在瑞典奥斯卡港临时储存设施CLAB储存的乏核燃料附近运行。在测量位置处，探测器连续暴露于估计的约为1000 μ m的中子通量。280 n/s $\cdot$ cm $^2$，伽马射线剂量率约为6 Sv/h。使用离线软件算法，在数据中识别出中子脉冲。在高达35千克的整个研究剂量范围内，探测器系统都在发挥作用，并发出可探测的中子信号。它们的性能由已识别中子的数量来衡量，下降到初始值的30%左右。辐照组件的调查表明，这种退化是由于所涉及的材料的光学透明度降低，以及由于连续的高电流的PMT增益的减少。通过所施加的高电压的升压来增加PMT的增益允许部分地补偿检测灵敏度的这种损失。在测量期间的积分中子注量被实验验证为在$5 \cdot 10^9$ n/cm $^2$的数量级。利用MCNP 6.2对装置和中子通量进行了模拟计算。
2021-09-30 nucl-ex physics.ins-det
