Nuclear Data to Reduce Uncertainties in Reactor Antineutrino Measurements: Summary Report of the Workshop on Nuclear Data for Reactor Antineutrino Measurements (WoNDRAM)
核反应堆中裂变碎片衰变产生的大量反中微子为研究这些粒子的性质和研究它们在反应堆监测中的用途提供了机会。反应堆的反中微子谱是用专门的大面积探测器测量的，这些探测器通过反β衰变、电子弹性散射或相干弹性中微子核散射来探测反中微子;尽管反β衰变是迄今为止唯一被证明的方法。反应堆监测利用铀和钚裂变产生的反中微子产额和光谱的差异，提供了估计反应堆中裂变材料成分的机会。最近的实验表明，测量和计算的反中微子通量和光谱之间的偏差，表明存在尚未发现的中微子物理，在反应堆源项计算的不确定性，不正确的核数据，或所有三个的组合。为了解决影响反中微子能谱计算和测量的核数据问题，一个由反中微子物理学、反应堆分析、探测器开发和核数据方面的180多名专家组成的国际小组在反应堆反中微子测量核数据讲习班期间聚集一堂，讨论核数据需求，并就一系列建议的核数据改进优先事项达成一致。三个专题会议提供了一个论坛，让与会者就最重要的数据改进达成共识，以实现两个目标：1）了解反应堆异常; 2）提高使用反中微子监测反应堆的能力。本报告总结了研讨会的讨论结果和减少反应堆反中微子测量不确定性的核数据工作建议。
2022-02-16 nucl-ex physics.ins-det
Reactor antineutrino monitoring with a plastic scintillator array as a new safeguards method
我们开发了一个分段的反应堆反中微子探测器的塑料制冷剂作为一种工具，在核保障监督检查的应用程序，并进行了大部分无人驾驶的现场操作在一个商业发电厂反应堆。在反应堆建筑物外的一个位置，我们测量了反应堆活跃和不活跃时地面上反应堆反中微子通量的差异。
2014-05-23 hep-ex physics.ins-det
Simulation of the SONGS Reactor Antineutrino Flux Using DRAGON
对于反应堆反中微子实验，彻底了解燃料成分和同位素演化对于$θ_{13}$的提取至关重要。为了实现这些目标，我们采用了确定性的晶格代码DRAGON，并分析了瞬时反中微子率从圣奥诺弗雷核发电站（SONGS）2号机组在加利福尼亚州的反应堆。DRAGON的能力，预测率为两个连续的燃料循环检查。
2011-08-16 hep-ex physics.ins-det
Analysis of reactor burnup simulation uncertainties for antineutrino spectrum prediction
本研究针对反应堆反中微子能谱高精度预测需求，通过Serpent蒙特卡罗模拟与压水堆乏燃料数据对比分析裂变份额精度，结合BetaShape软件与求和法评估模拟不确定性对能谱的影响，为JUNO、TAO实验提供支撑。
2024-10-30 physics.ins-det
Improving the Energy Resolution of the Reactor Antineutrino Energy Reconstruction with Positron Direction
在反应堆中微子实验中，通过精确测量反应堆反中微子能谱来确定中微子质量有序度，能量分辨率是至关重要的。反中微子能量分辨率中一个不可忽略的影响是反冲中子和相应正电子的动能的扩散，当通过反β衰变（IBD）反应检测反中微子时。利用IBD反应产生的正电子的发射方向可以估算中子的动能，从而提高重建的反中微子能量分辨率。为了证明该方法的可行性，我们在每MeV光电子产额为4500个的泰山反中微子天文台（TAO）等玩具液体闪烁体探测器中实现了一种简单的正电子方向重建方法。对5 MeV反应堆反中微子，TAO的能量分辨率可提高4%~ 26%。
2020-05-11 hep-ex physics.ins-det
Data Acquisition System for Segmented Reactor Antineutrino Detector
本文介绍了一种用于反应堆主动屏蔽反中微子分段探测器数据读出的数据采集系统。数据采集的理论方法进行了描述，并讨论了两种可能的解决方案，使用QDC和数字化仪。文中还介绍了DANSS在日常数据采集操作中的DAQ性能测试结果。DANSS（基于固体闪烁体的反应堆反中微子探测器）是一个旨在利用塑料闪烁体中的逆β衰变（IBD）测量反应堆反中微子光谱的项目。该探测器位于工业核反应堆堆芯附近，并由被动和主动屏蔽覆盖。预计每天约有15000次IBD相互作用。来自检测器的光由PMT和SiPM感测。
2016-05-18 nucl-ex physics.ins-det
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
High flux lithium antineutrino source with variable hard spectrum. How to decrease the errors of the total spectrum ?
所提出的高通量锂反中微子源是基于7 Li（n，g）8Li-激活和随后的快速β-衰变（0.84 s）的8Li同位素，发射能量高达13 MeV的硬反中微子。在所讨论的方案中，核反应堆被用作（n，g）-活化的强中子源。产生的8Li同位素在通道中高速传输到远程中微子探测器，并被移回用于下一次激活。反中微子源在闭环中连续循环工作。在源方案中使用8Li硬反中微子谱确保了在探测器位置处显著更硬的总反中微子谱（与反应堆谱相比）。对总反中微子谱（反应堆反中微子谱加上锂反中微子谱）的误差分析证实，由于锂的存在，总反中微子谱的误差可以减小一倍以上。误差分析的结果对寻找无菌中微子有重要意义，并讨论了实验的可能结构。
2017-01-29 physics.ins-det
Data processing and storage in the Daya Bay Reactor Antineutrino Experiment
大亚湾反应堆反中微子实验报告了利用前55天的数据首次观测到非零中微子混合角$θ_{13}$。它还提供了最精确的$θ_{13}$测量，数据扩展到621天。大亚湾核电站将继续运行三年左右。每年产生大约100 TB的原始数据，以及与每个副本的原始数据具有类似体积的重建数据的若干副本。原始数据传输到大亚湾现场和两个异地集群：北京的IHEP和加利福尼亚州的LBNL，延迟很短。在现场和场外集群都有准实时数据处理，目的是监测数据质量、校准探测器和进行初步数据分析。根据物理分析计划，物理数据生产每年进行几次。本文将介绍数据的移动与存储、数据的处理与监控以及标定的自动化。
2015-01-28 physics.ins-det
Measurement of the Reactor Antineutrino Spectrum from $^{235}$U Fission using PROSPECT
PROSPECT是一个短基线反应堆反中微子实验，旨在寻找短基线无菌中微子振荡，并对橡树岭国家实验室高通量同位素反应堆的$^{235}$ U反应堆反中微子谱进行精确测量。这一测量探索了我们对最近在反应堆反中微子中观察到的异常结果的理解。PROSPECT使用$\sim$ 4吨光学分段、$^{6}$锂负载液体闪烁体探测器，具有高光输出、世界领先的能量分辨率和出色的脉冲形状辨别能力。本文报道了在合肥红外实验室（HFIR）进行的$^{235}$ U裂变的最新反中微子谱测量结果。
2019-10-11 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Reference worldwide model for antineutrinos from reactors
核反应堆产生的反中微子构成了探测地中微子的一个严重的背景源，地中微子将整个地球的天然放射性信息带到地球表面。在这个框架内，我们提供了一个参考的全球范围内的反中微子从反应堆模型，鉴于反应堆的运行记录，每年由国际原子能机构（IAEA）公布。我们评估了正在进行的（KamLAND和Borexino），计划的（SNO+）和拟议的（朱诺，RENO-50，LENA和Hanohano）实验地点的商业反应堆的预期信号。与反应堆反中微子的生产，传播和检测过程的不确定性估计使用基于蒙特卡罗的方法，它提供了一个整体的网站依赖的不确定性的信号在地球中微子能量窗口的顺序为3%。我们还实施了非平衡校正的参考反应堆光谱与长寿命同位素，我们估计增加了2.4%的非振荡事件率在地中微子能量窗口，由于存储在冷却池中的乏核燃料。我们预测，研究堆的贡献小于0.2%的商业反应堆信号在调查的14个站点。我们使用在www.fe.infn.it/antineutrino上发布的综合数据库中收集的反应堆运行记录，对10年内的预期反应堆信号进行多时间分析。
2015-02-16 hep-ex physics.ins-det
Remote Reactor Ranging via Antineutrino Oscillations
本文研究利用反中微子能谱信息对核反应堆进行远程测距，提出两种互补分析方法，并在英国Boulby矿探测器及英法六座反应堆场景中验证了其测距潜力，同时指出探测器设计是主要限制因素。
2024-10-01 hep-ex physics.ins-det
CONFLUX: A Standardized Framework to Calculate Reactor Antineutrino Flux
针对反应堆反中微子过往模型难复现、结果难协调的问题，研究团队开发了标准化软件框架CONFLUX，它集成三种计算方法与核数据库，支持时变模型预测、数据调整和不确定性传递，推动相关研究与应用。
2025-03-21 hep-ex physics.ins-det
Observation of electron antineutrino disappearance by the Daya Bay Reactor Neutrino Experiment
本文介绍了大亚湾反应堆中微子实验中中微子混合参数sin ^2（2 θ_13）的测量结果。电子反中微子在距离一组六个反应堆约2公里处消失，其中反应堆通量受到附近探测器的限制，已被清楚地观察到。根据2011年12月24日至2012年5月11日之间139天的数据，根据观测到的反中微子与预期的反中微子比率，得出的结果是sin ^2（2 θ 13）= 0.089 +/- 0.010（stat.）+/- 0.005（系统）。预计今后将通过纳入更多数据、光谱分析和改进校准来提高灵敏度。
2013-09-30 hep-ex physics.ins-det
The Radioactive Source Calibration System of the PROSPECT Reactor Antineutrino Detector
精密反应堆振荡和光谱实验（英语：Precision Reactor Oscillation and Spectrum Experiment，缩写：PROSPECT）是一个反应堆中微子实验，旨在寻找质量在1 eV/c $^2$量级的无菌中微子，并测量来自高浓缩$^{235}$ U核反应堆的电子反中微子光谱。PROSPECT探测器由橡树岭国家实验室高通量同位素反应堆中的$^{6}$锂装载液体闪烁体中的11 × 14光学段阵列组成。反中微子事件通过逆β衰变来识别，并由位于每一段末端的光电倍增管读出。使用放射源校准系统表征探测器响应。本文介绍了PROSPECT源校准系统的设计、操作和性能。
2019-08-16 physics.ins-det
A Neutrino Detector Design for Safeguarding Small Modular Reactors
本研究针对小型模块化反应堆（SMR）的保障需求，通过分析方法探讨了反中微子探测器的最小深度和尺寸，并开发了一种远程监测设备设计。
2023-08-02 physics.app-ph physics.ins-det
JUNO: A Next Generation Reactor Antineutrino Experiment
质量分级和CP相是下一代中微子振荡实验的主要研究内容。江门地下中微子观测站（JUNO）作为一个中基线反应堆反中微子实验，可以独立于CP相测量中微子质量等级。对质量体系的物理势和其他测量方法进行了评述。给出了能量分辨率为$3\%/\sqrt{E_{vis}}$的20千吨探测器的初步设计方案。讨论了光电倍增管和闪烁体所面临的主要技术挑战，并提出了相应的研究开发工作。
2015-06-03 hep-ex physics.ins-det
Antineutrino monitoring for the Iranian heavy water reactor
在本说明中，我们讨论了作为一项不扩散措施对伊朗阿拉克的重水反应堆IR-40进行反中微子监测的可能性。我们证明，位于IR-40反应堆厂房外的地面探测器可以达到，在某些情况下，大大超过原子能机构确定的钚生产或从申报库存转移的核查目标。除了在运行期间监测反应堆外，观察长寿命裂变产物的反中微子排放也可以在反应堆关闭时监测反应堆。反中微子监测也可用于区分燃料浓缩的不同程度。最重要的是，这些能力将不需要完整的反应堆运行历史，并可提供一种手段，在必要时重新建立保障结论中知识的连续性。
2014-03-27 nucl-ex physics.ins-det physics.soc-ph
AGM2015: Antineutrino Global Map 2015
每一秒都有大于$10^{25}$的反中微子从地球辐射到太空，像一颗微弱的反中微子星一样闪闪发光。地下反中微子探测器揭示了核反应堆内迅速衰变的裂变产物，验证了我们星球内部长期存在的放射性，并为探索基础物理学的敏感实验提供了信息。绘制各向异性的反中微子通量和能谱，通过定义地球内放射性能量的数量和分布，同时严格评估地球的竞争成分模型，推进地球科学。我们提出了反中微子全球地图2015（AGM 2015），一个实验知情的模型，地球表面的反中微子通量在0至11兆电子伏的能谱，随着系统误差的评估。开源的AGM 2015为实验提供基本预测，协助战略探测器的放置以确定中微子质量等级，并帮助识别未申报的核反应堆。我们使用宇宙化学和地震通知模型的放射性岩石圈/地幔相结合的估计antineutrino通量，测量Kamland和Borexino，以确定地球的总antineutrino光度在$3.4^{+2.3}_{-2.2} \times 10^{25} \barν_e$。我们发现了一个占主导地位的地球中微子通量，预测次相等的地壳和地幔的贡献，与$\sim1\%$的总通量从人造核反应堆。
2015-09-13 physics.ins-det
The PROSPECT Reactor Antineutrino Experiment
精确反应堆振荡和光谱实验（PROSPECT）旨在对高浓缩铀反应堆的反中微子光谱进行精确测量，并通过在一米长的基线上寻找中微子振荡来探测eV级无菌中微子。PROSPECT利用分段式$^6$掺锂液体闪烁体探测器，通过逆β衰变反应和出色的背景辨别，有效探测反应堆反中微子。PROSPECT是一个可移动的4吨反中微子探测器，距离高通量同位素反应堆堆芯7米至13米。它将探测$\barν_e$消失实验的最佳拟合点在4 $σ$在1年内和有利的区域的不育中微子参数空间在3年内超过3 $σ$。PROSPECT将测试在最近的$θ_{13}$实验中观察到的光谱偏差的来源，寻找无菌中微子，并解决无菌中微子的假设作为反应堆异常的解释。本文介绍了PROSPECT的设计、建造和调试，并报告了PROSPECT反中微子探测器性能的第一批数据。
2019-08-21 physics.ins-det
The muon system of the Daya Bay Reactor antineutrino experiment
大亚湾核电站的实验由三个功能相同的反中微子探测器组成，探测器浸没在两个核反应堆附近三个分隔良好的地下实验大厅的超纯水池中。这些水池既可以作为屏蔽自然低能辐射的屏障，也可以作为切伦科夫水探测器，利用光电倍增管阵列有效地探测宇宙μ子。每个池都被一个平面的电阻板室覆盖，作为探测μ子的额外手段。这些μ子探测器的设计，建造，操作和性能进行了描述。
2014-11-28 hep-ex physics.ins-det
Reactor antineutrino shoulder explained by energy scale nonlinearities?
大亚湾、双中微子和RENO实验最近观察到，它们探测到的反应堆反中微子谱发生了显著的畸变，与目前的预测不一致。虽然这样的结果表明，重新审视目前的反应堆反中微子光谱建模，另一种情况下，这可能会解释这种异常，在这封信中进行了探讨。采用适当的统计方法，对大亚湾核电站实验的能量尺度进行了研究。虽然仍然与γ校准数据和硼12测量谱一致，但表明能量标度的O（1%）偏差再现了大亚湾谱中观察到的失真，保持在引用的校准不确定度范围内。最后讨论了这种偏差的潜在来源，这对这些探测器的能量校准提出了挑战。
2017-05-26 hep-ex physics.ins-det
Reactor antineutrino fluxes - status and challenges
在这篇文章中，我们描述了目前的理解反应堆反中微子通量，并指出一些最近的发展。本报告无意全面审查这一广泛专题，而只是选录一些意见和评论，尽管不完整，但将突出这一领域的现状和挑战。
2016-02-03 hep-ph nucl-th physics.ins-det
Detectability of Covert Fissile Material Production in Nuclear Fusion Reactors via Antineutrino Emissions
本文研究利用现场反中微子探测器监测聚变反应堆中秘密生产钚等裂变材料的可行性，发现小型探测器即可在30天内确认几千克钚的生产速率。
2025-08-22 nucl-ex physics.ins-det
Uncertainties analysis of fission fraction for reactor antineutrino experiments
反应堆反中微子实验用于研究中微子振荡，寻找非标准中微子相互作用的特征信号，以及监测反应堆的安全运行。反应堆模拟是反应堆中微子实验不确定性的重要来源。大亚湾中微子实验中裂变分数的计算采用了商用程序进行反应堆模拟，但由于商业机密，源程序不对研究人员开放。本文对DRAGON程序进行了改进，使之能够计算裂变中最重要的四种同位素$^{235}$ U、$^{238}$ U、$^{239}$ Pu和$^{241}$ Pu的裂变率，并在Takahama-3基准上进行了验证。裂变分数的结果与麻省理工学院的结果一致。利用改进后的DRAGON程序对大亚湾核电站堆芯裂变分率进行了计算，计算结果与SCIENCE程序的计算结果吻合较好。四种同位素的平均偏差均小于5%.利用DRAGON计算了$^{235}$ U、$^{238}$ U、$^{239}$ Pu和$^{241}$ Pu之间的相关系数矩阵，并利用相关系数矩阵计算了裂变分数对反中微子通量的不确定度。对大亚湾核电站反中微子实验，裂变分数模拟计算的反中微子通量的不确定度为0.6%/堆芯。裂变分数计算的不确定性来源有待于进一步研究。
2015-03-17 nucl-ex physics.ins-det
Intensive electron antineutrino source with well defined hard spectrum on the base of nuclear reactor and 8-lithium transfer. The promising experiment for sterile neutrinos search
讨论了未来短基线实验中反中微子源的新概念。来源确保：结果表明，该装置具有以下优点：1）探测器体积约为立方米，每天计数率大于~（1 E +2 - 1 E +3），计数误差小于1%。拟议的来源是基于反应堆活性区附近7 Li的（n，γ）激活以及快速β衰变的8 Li同位素向远程中微子探测器的传输并返回闭环。建议的实验允许检测（电子反中微子，p）的相互作用，具有高精度，并针对搜索无菌中微子与无菌和活性中微子之间的平方质量差~1 eV 2。对（3+1）和（3+2）无菌中微子模型的模拟结果指出了在谱误差范围外寻找电子反中微子消失的空间区域。
2018-10-24 hep-ex physics.ins-det
Search for Perturbations of Nuclear Decay Rates Induced by Reactor Electron Antineutrinos
我们报告了橡树岭国家实验室高通量同位素反应堆附近进行的实验结果，旨在解决反应堆产生的电子反中微子的通量是否可以改变Mn-54，Na-22和Co-60的弱核相互作用引起的衰变率的问题。这个实验虽然相当灵敏，但在反中微子通量为$3\times 10^{12}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$的情况下，在$β$衰变（或电子俘获）过程中，不能排除$10^4$中少于一个或两个部分的扰动。目前的实验方法适用于广泛的同位素。如果我们能够理解并减少主要的系统不确定性，在未来的实验中提高灵敏度是可能的。
2016-06-30 nucl-ex physics.ins-det
Leakage Tests of the Stainless Steel Vessels of the Antineutrino Detectors in the Daya Bay Reactor Neutrino Experiment
大亚湾反应堆中微子实验中的反中微子探测器是一种液体闪烁体探测器，用于探测反中微子相互作用中的低能粒子，具有高效率和低本底的特点。由于反中微子探测器将安装在水切伦科夫宇宙射线否决探测器中，并将运行3至5年，因此确保水密性对反中微子探测器的成功运行至关重要。我们选择了一种特殊的方法来密封探测器。为保证密封质量，采用了三种检漏方法。本文将描述密封方法和泄漏测试结果。
2012-03-02 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Sensitivity of an antineutrino monitor for remote nuclear reactor discovery
来自核反应堆的反中微子包含一个无法屏蔽的信号，它携带着关于核的信息。掺钆的水基切伦科夫探测器可以探测反应堆反中微子，用于不扩散应用的中远场远程反应堆监测。两个新的和独立的重建和分析途径已被开发和应用到一些有代表性的反应堆信号，以评估的千吨级，钆掺杂切伦科夫探测器作为远程监测器的灵敏度。四个探测器配置九个反应堆的信号组合的灵敏度进行了评估，位于博尔比矿，接近博尔比地下实验室在英国的探测器。结果表明，在当前反应堆环境下，一个22 μ m的探测器在$\rm \sim150~km$距下对$\rm \sim 3~GW_{th}$反应堆的探测灵敏度在两年内达到最大值。需要更大的探测器来实现更及时的探测或监测更小或更远的反应堆。
2023-02-27 hep-ex physics.app-ph physics.ins-det
Evaluating Reactor Antineutrino Signals for WATCHMAN
增加反中微子探测器能够监测已登记反应堆运行或发现秘密反应堆的距离，可加强《不扩散核武器条约》。本文介绍了在距离商用动力堆$\gtrsim10$ km的水基探测器中，由准弹性中微子-质子散射和弹性中微子-电子散射计算反应堆反中微子相互作用的方法。它分别计算来自近端反应堆的信号和来自所有其他注册反应堆的背景。主要结果是从准弹性和弹性过程的微分和积分相互作用率。有两个地下设施能够托管探测器（$\sim1$ kT H $_2$ O）项目，附近（$L\sim20$ km）有一个运行中的商业反应堆（$P_{th}\sim3$ GW）。这些反应堆-厂址组合是正在考虑用于“观察者”项目的，它们是美国伊利湖南岸的佩里-莫顿和英格兰北海西岸的哈特尔普尔-博尔比。在Morton站点，来自近端反应堆的信号速率大约是Boulby站点的5倍，这是由于反应堆站点间隔距离较短、反应堆热功率较大以及中微子振荡存活概率较大。尽管莫顿所有其他反应堆的背景速率都大于博尔比，但莫顿近端反应堆的信号速率比博尔比近端反应堆的小。此外，哈特尔普尔电厂有两个核心，而佩里电厂有一个核心。因此，博尔比场址提供了在比莫顿场址更严格的条件下远程监测反应堆堆芯开/关循环的机会。
2017-02-17 nucl-ex physics.ins-det
The antineutrino energy structure in reactor experiments
本文评述了最近在反应堆反中微子能谱中观测到的一种能量结构。大亚湾核电站、双中微子实验和RENO实验都报告了与通量预测相偏离的反中微子的持续过量，在4和6 MeV的正电子能谱之间，其局部显著性约为4 $σ$。在这项工作中的结构的可能原因进行了分析，随着不同的实验方法开发，以确定其起源。考虑到现有的数据和三个实验的结果，最有可能的解释涉及反应堆通量预测和相关的不确定性。因此，不同的电流模型进行了描述和比较。这种模型的不完整性或不准确性的可能来源进行了讨论，以及所需的实验数据，以提高其精度。
2015-12-28 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Reactor Antineutrino Signals at Morton and Boulby
增加反中微子探测器能够监测已登记反应堆运行或发现秘密反应堆的距离，可加强《不扩散核武器条约》。本报告介绍了反应堆反中微子相互作用的计算，从准弹性中微子质子散射和弹性中微子电子散射，在水基探测器操作>10公里的商业动力反应堆。它分别计算来自近端反应堆的信号和来自所有其他注册反应堆的背景。主要结果是带电轻子在准弹性和弹性过程中散射的相互作用率和动能分布。比较信号和背景分布评估反应堆监测能力。将结果缩放到不同尺寸、目标介质和间隔距离的探测器是简单的。计算是针对两个商业反应堆（P_th~3 GW）的例子，该反应堆在能够容纳探测器（~1 kT H2O）项目的地下设施附近（L~20 km）运行。这些反应堆-厂址组合是美国伊利湖南岸的佩里-莫顿和英国北海西岸的哈特尔普尔-博尔比。来自近端反应堆的信号在Morton站点比在Boulby站点大约大五倍，这是由于较短的反应堆站点分离距离、较大的反应堆热功率和较大的中微子振荡存活概率。在绝对相互作用速率方面，来自所有其他反应器的背景在Morton比在Boulby更大。然而，莫顿的总比率比博尔比小。此外，哈特尔普尔电厂有两个核心，而佩里电厂有一个核心。因此，博尔比场址提供了在比莫顿场址更严格的条件下进行远程反应堆监测的机会。
2016-11-05 nucl-ex physics.ins-det
Investigation of antineutrino spectral anomaly with reactor simulation uncertainty
最近，三个成功的反中微子实验（大亚湾，双中微子和RENO）测量中微子混合角theta_{13}，然而，显着的差异被发现，无论是在绝对流量和光谱形状。已作出大量努力，调查造成差异的可能原因。在这项研究中，基于蒙特卡罗抽样被用来评估裂变分数的不确定性。我们发现裂变截面的不确定性是$^{235}$ U、$^{239}$ Pu和$^{241}$ Pu的不确定性的重要来源，但对于$^{238}$ U，弹性和非弹性截面更重要。在与制造参数相关的不确定性中，燃料密度是主要的不确定性，但是，总的制造不确定性很小。通过四种同位素的原子密度不确定度，对燃耗引起的不确定度进行了评定。反应堆模拟的总裂变分数不确定度分别为0.83%，2.24%，1.79%，235 U，238 U，239 Pu和241 Pu，分别为2.59%，在燃料循环的中间。总的裂变分数不确定度小于以前导出的值5%。这些结果对研究反应堆反中微子异常和精确测量大亚湾反中微子实验中的反中微子能谱有一定的帮助。
2018-07-10 hep-ex physics.ins-det
Sensitivity and Discovery Potential of the PROSPECT Experiment
与模型预测相比，反应堆反中微子通量和光谱的测量结果显示，反应堆反中微子的相互作用速率明显不足，并且出现了意想不到的光谱偏差。PROSPECT，精确反应堆振荡谱测量，旨在对研究反应堆的反中微子谱进行精确测量，并寻找eV级无菌中微子的迹象。PROSPECT将位于橡树岭国家实验室的高通量同位素反应堆，并利用高浓缩铀反应堆测量纯U-235反中微子光谱。绝对测量这一光谱将约束反应堆模型，提高我们的理解反应堆反中微子光谱。此外，计划中的3吨锂掺杂液体闪烁体探测器非常适合搜索无菌中微子。本次演讲将重点介绍PROSPECT的灵敏度和发现潜力以及实现这些目标的探测器设计。
2015-10-31 hep-ex physics.ins-det
Determining reactor fuel type from continuous antineutrino monitoring
我们调查的能力的反中微子探测器，以确定燃料类型的反应堆。一个假设的5吨反中微子探测器被放置在离堆芯25米的地方，测量堆芯中裂变碎片发射的反中微子的光谱形状和速率，测量周期为90天。我们的研究结果表明，四种主要的燃料类型可以区分的裂变分数在辐照时间的变化，在95%的真阳性检测概率。此外，我们还证明了反中微子可以识别武器级混合氧化物（MOX）燃料将平均减少到反应堆级MOX的燃耗，从而保证钚处置目标得到满足。此外，我们还调查了有目的地从混合氧化物燃料和低浓铀燃料混合物中转移钚的去除方案。最后，我们讨论了我们的分析是如何影响的光谱失真约6MeV的商业动力反应堆测量的反中微子光谱中观察到的。
2016-12-21 hep-ex hep-ph nucl-ex
Development of PROSPECT detectors for precision antineutrino studies
精确反应堆振荡和光谱实验（PROSPECT）将使用两个分段探测器，放置在橡树岭国家实验室高通量同位素反应堆（HFIR）7-20米处，测量U-235反中微子光谱，并搜索短基线振荡作为eV级无菌中微子的特征。PROSPECT开发了装载Li-6的液体闪烁体探测器，用于有效识别反应堆反中微子，并测量了HFIR反应堆建筑中的反应堆和宇宙成因背景。在HFIR和其他地方已经建立、操作和表征了多个测试探测器，以了解闪烁体的光学性能和增强背景抑制的脉冲形状辨别能力。从这一R&D工作的结果进行了讨论，前景的设计和物理潜力的背景下。
2015-10-30 hep-ex physics.ins-det
Observation of Reactor Antineutrinos with a Rapidly-Deployable Surface-Level Detector
我们部署了一个小型的，80公斤，基于固体塑料闪烁体的反中微子探测器，称为MiniCHANDLER近三个月的距离25米的2.9GW的热电反应堆堆芯在北安娜核电站。我们报告的反中微子信号的检测，从逆β衰变在5.5西格玛的意义，没有过载和最小的屏蔽。该结果还表明，3D分割可用于显著提高信噪比，在这种情况下提高4倍。此外，这一测量代表了在一个小型的表面部署探测器中对正电子谱的观测;反应堆反中微子的观测是通过安装在一个普通的小型拖车中的移动中微子探测器实现的。
2020-03-10 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Reconstructing the direction of reactor antineutrinos via electron scattering in Gd-doped water Cherenkov detectors
以最近提出的WATCHMAN反中微子实验为基线模型，研究了在掺钆水切伦科夫探测器中反中微子电子弹性散射确定核反应堆反中微子通量方向的可能性.预期的散射率确定假设一个13公里的距离从3.758 GWt轻水核反应堆和探测器响应建模使用Geant 4为基础的模拟包。通过独立的模拟和缩放来自类似探测器的已发表测量结果来估计背景。背景贡献估计太阳中微子，错误识别的反应堆为基础的逆β衰变相互作用，宇宙成因放射性核素，水载氡，和伽马射线的光电倍增管（PMT），检测器的墙壁，和周围的岩石。我们表明，使用低背景PMT和足够的fiducialization，水载氡和宇宙成因放射性核素构成最大的威胁的敏感性。然后分析了方向灵敏度作为氡污染，探测器深度和探测器尺寸的函数。结果提供了一个列表的实验条件，如果在实践中得到满足，将使反中微子定向重建在3 $σ$的意义，在大型钆掺杂水切伦科夫探测器与大于10公里的距离从核反应堆。
2016-12-17 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
On possibility of realization NEUTRINO-4 experiment on search for oscillations of the reactor antineutrino into a sterile state
人们已经研究了在研究堆上进行中微子4实验以寻找反应堆中微子振荡进入无菌状态的可能性。模拟实验在PNPI的16 MW反应堆WWR-M上进行，目的是借助RIAR的100 MW反应堆SM-3实现全尺寸实验。在这两个反应堆进行这样一个实验的背景条件进行了检查。最后，对在RIAR SM-3反应堆上进行NEUTRINO-4全尺寸实验的可能性作了总结。
2014-02-04 hep-ph physics.ins-det
SoLid: Search for Oscillation with a 6Li Detector at the BR2 research reactor
在过去的几十年里，各种核反应堆中微子实验测量到，与理论计算相比，在反应堆-探测器距离较短的情况下，来自反应堆的反中微子通量不足。其中一个用来研究反应堆反中微子异常的实验是固体实验。它使用比利时莫尔SCK-CEN的紧凑型BR 2研究反应堆，在非常短的基线上进行反应堆反中微子通量测量。这些会议记录讨论了Solid实验的一般检测概念及其新颖的检测器技术。SoLid设计的性能通过对实验的第一个大规模测试模块SM 1收集的数据进行分析的一些结果得到了证明。
2016-05-01 hep-ex physics.ins-det
Antineutrino emission and gamma background characteristics from a thermal research reactor
研究反应堆的反中微子发射的详细了解是强制性的任何高灵敏度的实验，无论是基础或应用中微子物理，以及一个很好的控制反应堆操作引起的伽马和中子背景。在这篇文章中，与热研究反应堆：位于法国Saclay的OSIRIS反应堆，反中微子发射计算的第一部分。计算采用求和法进行，该方法将裂变产物的β衰变分支的所有贡献求和，首次与OSIRIS反应堆堆芯的完整堆芯模型耦合。使用MCNP Utility for Reactor Evolution代码，允许考虑堆芯中所有β衰变的贡献。这一计算代表了反中微子通量的同位素贡献，反中微子通量可在$^{235}$ U标准富集度为19.75%的研究堆中发现。此外，所需的非平衡修正适用于转换的铀和钚同位素的反中微子能谱。在第二部分中，提供了在堆芯一级发射的伽马能谱，并可用作安装在这种研究设施中的任何反应堆反中微子探测器的模拟输入。此外，已经开发了由池和反应堆的混凝土屏蔽包围的堆芯的模拟，以传播从堆芯发射的伽马射线和中子。这些伽马射线和中子的起源进行了讨论，并显示后的混凝土墙传输的光子的相关能谱。
2016-02-24 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Observation of Energy and Baseline Dependent Reactor Antineutrino Disappearance in the RENO Experiment
RENO实验分析了大约500个活日的数据，通过比较在两个相同的近和远探测器中测量的反应堆的瞬发信号谱，观察反应堆$\overlineν_e$的能量依赖性消失。在2011年8月至2013年1月期间，远（近）探测器观测到31541（290775）个电子反中微子候选事件，背景分数为4.9%（2.8%）。测得的提示光谱显示过量的反应堆$\overlineν_e$约5兆电子伏相对于最常用的模型的预测。在观察到的$\overlineν_e$数量的不足中观察到反应堆$\overlineν_e$的明显能量和基线依赖性消失。根据测量的瞬发光谱的远近比，我们得到了$\sin^2 2 θ_{13} = 0.082 \pm 0.009({\rm stat.}) \pm 0.006({\rm syst.})$和$|Δm_{ee}^2| =[2.62_{-0.23}^{+0.21}({\rm stat.}) _{-0.13}^{+0.12}({\rm syst.})]\times 10^{-3}$ ~eV $^2$。
2016-04-30 hep-ex physics.ins-det
Reactor antineutrino experiments
中微子是粒子物理学标准模型中的基本粒子。有三种中微子在它们之间振荡。它们的振荡可以用一个3 $\times$ 3酉矩阵来描述，该矩阵包含三个混合角$θ_{12}$、$θ_{23}$、$θ_{13}$和一个CP相位。$θ_{12}$和$θ_{23}$都是从先前的实验中已知的。$θ_{13}$在两年前还不为人所知。大亚湾核电站的实验在2012年给出了第一个确定的非零值。最近获得了一种改进的振幅测量方法$\sin^{2}2(θ_{13})$ = $0.090^{+0.008}_{-0.009}$和第一次直接测量$\barν_{e}$质量平方差$\mid$ $Δm^2_{ee}$ $\mid$ = $(2.59^{+0.19}_{-0.20})\times10^{-3} \rm eV^{2}$。$θ_{13}$的巨大价值推动了下一代反应堆反中微子实验的发展，这些实验旨在确定中微子质量等级，如JUNO和RENO-50。
2014-03-04 hep-ex physics.ins-det
Improved Sterile Neutrino Constraints from the STEREO Experiment with 179 Days of Reactor-On Data
STEREO实验是一个非常短基线的反应堆反中微子实验。它的目的是测试假设的轻不育中微子是赤字的原因，在短基线观测到的反中微子相互作用率相对于预测的速度，被称为反应堆反中微子异常。STEREO实验测量了六个相同的探测器单元中的反中微子能谱，这些探测器单元覆盖了ILL研究反应堆紧凑堆芯9米至11米之间的基线。在这篇文章中，从179天的反应堆打开和235天的反应堆关闭的结果报告在一个高度的细节。目前的结果包括改进的探测器的光学性能和伽马级联后，中子捕获钆，背景的处理，和振荡分析的统计方法的建模。使用所有细胞的反中微子光谱之间的直接比较，在很大程度上独立于任何通量预测，我们发现的数据与零振荡假设兼容。反应堆反中微子异常的最佳拟合点在大于99.9% C. L.时被拒绝。
2020-09-09 hep-ex physics.ins-det
Neutrino mass hierarchy determination at reactor antineutrino experiments
中微子混合角$θ_{13}$在反应堆反中微子实验中得到精确测量后，中微子质量等级是中微子物理学中最重要的未决问题之一。江门地下中微子观测站（JUNO）是在不考虑物质效应的情况下测定中微子质量等级（MH）的观测站。JUNO站点位置经过优化，以获得质量等级测定的最佳灵敏度。JUNO将在地下700米的实验室中使用20千吨液体闪烁体探测器。出色的能量分辨率和PMT覆盖范围将为我们提供前所未有的机会，以达到3-4 $σ$精度。本文将介绍JUNO探测器的设计和仿真工作。此外，另一个中程反应堆反中微子实验RENO-50也将进行类似的测量。在这些实验的努力下，很有可能在未来10年内确定中微子质量等级。
2016-04-30 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Far-Field Monitoring of Reactor Antineutrinos for Nonproliferation
许多实验工作表明，基于反中微子的监测提供了一种非侵入性手段，可用于估计核反应堆的裂变含量和相对热功率，以促进不扩散。到目前为止，还没有专门用于探索远程监测所需的大型探测器的不扩散潜力的实验性示范。先进仪器测试台（AIT）计划的目标是测试发现反应堆堆芯的新方法，特别是在中场到远场，超过200米，数十公里或数百公里，使用千吨级到兆吨级探测器。AIT的主要物理基础设施包括位于英格兰北部Boulby矿的地下实验室。该场址位于距离哈特尔普尔反应堆综合体26公里的地方，该反应堆综合体设有两个1.5千兆瓦的先进气冷反应堆。第一个部署在AIT的探测器是反中微子的WATER CHerenkov监视器（WATCHMAN）。WATCHMAN将使用约6，000吨掺钆水，以每周从哈特尔普尔反应堆综合体中检测一些反应堆反中微子。观察员将重点了解信号效率、放射性背景和反应堆运行状态。在这里，防扩散目标是了解在一个反应堆存在的情况下发现另一个反应堆的敏感性，发现任何反应堆在一个众所周知的背景之上运行的敏感性，以及确认两个反应堆宣布的运行周期的敏感性。独特的是，AIT-WATCHMAN还提供了一个灵活的平台，可以在现实世界的条件下测试水基闪烁体和快速光电倍增管等新兴技术。介绍了AIT-WATCHMAN的程序和现状。
2019-07-21 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Upper limit on the cross section for reactor antineutrinos changing 22Na decay rates
在本文中，我们提出了在核裂变反应堆的存在下，22钠衰变的长期观察结果。这些测量是在南非开普敦附近的Koeberg核电站的安全壳墙外和下面进行的。在此期间，反中微子通量的范围在5*10^11 ~ 1.6*10^13 cm^-2 s^-1之间。我们发现，符合求和技术提供了一个敏感的工具来测量的总衰减常数的变化，以及EC和β +衰变22 Na的第一个激发态在22 Ne之间的分支比。我们观察到反应堆开启和反应堆关闭之间计数率的相对变化等于（-0.51+/-0.11）*10^-4。在评估了可能的系统不确定性后，我们得出结论，这种效应要么是由于一个隐藏的仪器原因，要么是由于反中微子和22 Na核之间的相互作用。由于反中微子相互作用，22 Na衰变率的上限为~0.03 barn。
2014-09-23 astro-ph.HE nucl-ex physics.ins-det
Antineutrino reactor safeguards - a case study
反中微子作为反应堆保障措施的一种手段已经提出了30多年，在中微子探测方面取得了令人印象深刻的实验进展。在本文中，我们进行，第一次，反中微子保障措施的应用到一个现实世界的情况下，在1994年的朝鲜核危机的案例研究。我们得出的检测极限，部分或全部核心放电在1989年的基础上，实际原子能机构的保障访问，并发现，两个独立的方法会产生积极的证据，第二个核心具有很高的信心。为了推广我们的研究结果，我们提供了详细的估计灵敏度的钚含量的各种类型的反应堆，包括大多数类型的钚生产反应堆，详细的反应堆模拟的基础上。这项研究的一个关键发现是，热功率小于0.1-1千兆瓦时的各种反应堆都可以得到保障，实现原子能机构在反应堆建筑物外使用探测器的定量灵敏度和及时性目标。这种类型的保障措施不依赖于知识的连续性，并实时提供有关堆芯库存和动力状态的信息。
2014-02-13 hep-ex hep-ph nucl-ex
Reactors as a source of antineutrinos: the effect of fuel loading and burnup for mixed oxide fuels
在装有一系列铀和钚基燃料混合物的常规轻水反应堆中，反中微子生产在整个循环中的变化反映了初始堆芯裂变存量及其演变。在恒定的热功率的假设下，我们计算的反中微子从不同燃料的核心发射的速率，以及该速率的演变，由一个有代表性的吨级反中微子探测器测量。我们发现，反中微子通量减少与燃耗的低浓铀核心，增加全混合氧化物（MOX）的核心，并没有明显的变化与MOX分数约为75%的核心。考虑到裂变产率的不确定性，在发射的反中微子光谱，和探测器的响应函数，我们表明，在核心范围内的混合氧化物分数的差异至少小到8%，可以区分使用假设检验。该测试比较了反中微子速率相对于初始值在部分或全部周期内的演变。相对速率的使用降低了测试对独立热功率测量的灵敏度，使结果对可能的对策更加稳健。与依赖于使用反中微子光谱的方法相比，这种仅速率方法还提供了降低用于验证转移的反中微子探测器的成本和复杂性的潜在优势。一个可能的应用是核查核反应堆中剩余钚的处置情况。
2016-12-05 nucl-ex nucl-th physics.ins-det
Long term remote reactor power and fuel composition monitoring using antineutrinos
本研究利用DANSS探测器在加里宁核电站长期监测反应堆功率，并通过反中微子反贝塔衰变谱首次重建钚-239和铀-235裂变份额，与官方数据在3%精度内一致，验证了远程监测新方法的可靠性。
2025-05-22 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Comparison of Plastic Antineutrino Detector Designs in the Context of Near Field Reactor Monitoring
我们比较现有的分段塑料反中微子探测器与我们的新的几何改进设计的反中微子检测和光收集效率。本研究的目的是确定最合适的设计风格的远程反应堆监测的背景下，核保障。使用Monte Carlo的GEANT4模拟包，我们进行探测器模拟的基础上两个突出的实验：塑料反中微子探测器阵列（熊猫）和反应堆反中微子探测器（Cormorad）的核心监测。除了这两个著名的设计，另一个概念，熊猫2，可以通过使熊猫检测器的一个小的变化，也被认为是在模拟中。结果表明，Cormorad的光收集效率相对于其他两个探测器要低得多，而Cormorad和Panda2的反中微子探测效率最高。此外，作为替代这些设计选择，这是由一个阵列的相同的矩形形状的模块，我们建议结合规则的六边形形状的模块，最大限度地减少了整个检测器的表面积，从而大大减少了光学读出通道的数量。通过这种方法，可以获得相对于Panda设计具有略高检测效率的检测器配置，并且与Cormorad设计相比具有更好的能量分辨率检测器。
2019-02-20 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Antineutrino flux from the Laguna Verde Nuclear Power Plant
我们提出了一个计算的反中微子通量的反应堆在墨西哥的Laguna Verde核电厂，在反应堆堆芯中的主要同位素的裂变碎片的衰变链中产生的反中微子光谱的基础上，和他们的裂变率，已使用DRAGON模拟代码计算。我们还提出了一个估计的数量的预期事件在探测器的塑料闪烁体的质量为1吨，在100米的反应堆堆芯。
2015-09-09 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Search for eV Sterile Neutrinos -- The STEREO Experiment [Blois 2019]
STEREO实验的目的是检验轻无菌中微子是反应堆反中微子异常的原因的假设。它测量ILL研究反应堆紧凑堆芯的反中微子能谱，使用6个相同的探测器单元，覆盖9至11米的基线。报告了反应器开启119天和反应器关闭211天的结果。使用中微子之间的相互作用率的所有细胞，独立于任何通量预测的直接比较，我们发现与零振荡假设的兼容性。反应堆反中微子异常的最佳拟合点在99% C. L时被拒绝。
2019-09-03 hep-ex physics.ins-det
Investigating the Spectral Anomaly with Different Reactor Antineutrino Experiments
在最近的实验中测得的反应堆反中微子的光谱形状与中微子参考光谱相比显示出异常。需要对反应堆中微子谱进行新的精确测量，并在核数据库中进行更完整的输入，以解决模型和实验结果之间观察到的差异。本文提出了在反应堆中的实验相结合，这是高度富集在${}^{235}$ U与商业反应堆通常较低的浓缩，以获得新的见解异常中微子光谱的起源。所提出的方法澄清，如果光谱异常是单独或根本不相关的预测${}^{235}$ U谱。考虑到目前的能量尺度的不确定性的改进，目前的实验，可以达到三西格玛和以上的意义。作为一个例子，我们讨论了一个直接比较的测量形状在当前运行的双Doppler近检测器和即将到来的立体实验的选项。定量的可行性研究强调，在最近和下一代的实验调查光谱异常的能量尺度系统学的精确理解是一个至关重要的先决条件。
2016-12-21 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
