Precise Determination of the U-235 Reactor Antineutrino Cross Section per Fission
我们调查的反应堆反中微子通量从$^{235}\text{U}$,$^{238}\text{U}$,$^{239}\text{Pu}$,和$^{241}\text{Pu}$的裂变产物的衰变可能是负责反应堆反中微子异常,如果异常是由于反中微子通量的错误计算。我们发现,这是很有可能的,至少$^{235}\text{U}$通量的计算必须修改。从数据的拟合中,我们获得了每次裂变$^{235}\text{U}$截面的精确确定$σ_{f,235} = ( 6.33 \pm 0.08 ) \times 10^{-43} \, \text{cm}^2 / \text{fission}$,该值比计算值更精确,但与$2.2σ$的计算值不同。其他通量的每次裂变的截面具有很大的不确定性,实际上它们的值不能由拟合确定。
2016-11-28 hep-ex hep-ph nucl-ex
Reactor Fuel Fraction Information on the Antineutrino Anomaly
考虑到反应堆反中微子通量的理论不确定性,我们从短基线活动-无菌中微子振荡的角度分析了大亚湾反应堆中微子实验的演化数据。我们发现,振荡是不利的$2.6σ$相对于抑制的$^{235}\text{U}$反应堆反中微子通量和$2.5σ$相对于的$^{235}\text{U}$和$^{239}\text{Pu}$通量的变化。另一方面,对短基线反应堆中微子实验速率的分析有利于活跃-无菌中微子振荡,不利于$3.1σ$处$^{235}\text{U}$通量的抑制以及$2.8σ$处$^{235}\text{U}$和$^{239}\text{Pu}$通量的变化。我们还发现,大亚湾的演化数据和全球速率数据都很好地拟合了复合假设,包括$^{235}\text{U}$或$^{239}\text{Pu}$通量的变化,除了活跃的-不育的中微子振荡。综合分析大亚湾的演变数据和全球速率数据表明,$^{235}\text{U}$和$^{239}\text{Pu}$通量的变化有轻微的振荡倾向。然而,组合数据的最佳拟合由复合模型给出,优选具有增强的$^{239}\text{Pu}$通量和相对大的振荡的模型。
2017-08-03 hep-ex hep-ph nucl-ex
Can decay heat measurements tell us something about the Reactor Antineutrino Anomaly?
本文利用橡树岭衰变热测量和核数据库重构主要裂变核素的电子谱比值,以评估反应堆反中微子异常,并指出现有数据不一致、需开展新高精度实验。
2023-06-01 nucl-ex nucl-th
Predicting Reactor Antineutrino Emissions Using New Precision Beta Spectroscopy
提出了一种新的测量裂变产物β衰变谱的概念性实验方法。其目的是提供更多的信息有关的预测的反中微子发射光谱的裂变反应堆和协助评价反应堆中微子异常。
2013-04-15 nucl-ex
First-forbidden transitions in the reactor anomaly
在这里,我们描述的微观计算上占主导地位的禁戒跃迁反应堆反中微子光谱超过4兆电子伏使用核壳模型。通过考虑库仑修正的最完整的方式,我们计算的形状因子具有最高的保真度,并显示出强烈的偏差,从允许的近似和以前发表的结果。尽管在从头算电子累积光谱的小的差异,几个双折射的顺序上的大的差异被发现在反中微子光谱。基于数值计算的形状因子的行为,我们提出了禁戒谱的参数化。使用蒙特卡罗技术,我们得到了估计的光谱校正和不确定性,由于禁戒跃迁。我们建立了反应堆异常和光谱肩分析中禁戒跃迁的主导地位和重要性。基于这些结果,我们得出结论,禁戒跃迁的正确处理是必不可少的归一化异常和光谱肩。
2019-08-22 hep-ex nucl-ex nucl-th
Precise Determination of the U-235 Reactor Antineutrino Cross Section per Fission
我们认为反应堆反中微子异常是由于一个或多个$^{235}\text{U}$,$^{238}\text{U}$,$^{239}\text{Pu}$,和$^{241}\text{Pu}$反应堆反中微子通量的错误计算的可能性。从数据的拟合中,我们获得了每次裂变$^{235}\text{U}$截面的精确确定$σ_{f,235} = ( 6.33 \pm 0.08 ) \times 10^{-43} \, \text{cm}^2 / \text{fission}$,该值比计算值更精确,但与$2.2σ$的计算值不同。其他通量的每次裂变的截面具有很大的不确定性,实际上它们的值不能由拟合确定。我们的结论是,这是很有可能的,至少$^{235}\text{U}$通量的计算必须修改。
2017-02-14 hep-ex hep-ph nucl-ex
Analysis of the Daya Bay Reactor Antineutrino Flux Changes with Fuel Burnup
本文研究了大亚湾核电站最近的反中微子通量和谱随反应堆燃料燃耗变化的结果。我们发现,目前的模型预测和大亚湾的结果之间的差异可以追溯到原始测量的$^{235}$ U/ $^{239}$ Pu比的裂变β谱,被用作预期的反中微子通量的基础。反中微子谱的分析是基于所有裂变碎片β衰变的总和,使用核数据库的输入,解释了大亚湾演变数据中看到的所有功能。然而,这种求和方法仍然预测异常。因此,我们的结论是,目前还没有足够的信息来使用反中微子通量的变化,以排除可能存在的不育中微子。
2017-07-24 hep-ex hep-ph nucl-ex
Sensitivity of seismically cued antineutrino detectors to nuclear explosions
我们评估的灵敏度大,钆掺杂的水探测器的核裂变爆炸释放的反中微子,使用更新的信号和背景模型,并利用地震观测的能力,提供一个分析触发。在某些现实条件下,25万吨级纯裂变爆炸的反中微子特征可以在几百公里外的一个探测器中识别出来,这个探测器的大小相当于目前提出的用于基础物理实验的最大模块。原则上,这种观测可以迅速证实地震信号与裂变事件相吻合,这可能有助于对核武器试验进行国际监测。我们讨论了有限的潜力,地震提示的反中微子观测,以限制裂变产额,区分纯裂变聚变增强武器试验,表明爆炸的地震证据已被故意掩盖,或验证没有爆炸试验在目标区域。我们的结论是,在地震监测和中微子物理学的进步,使爆炸衍生的反中微子的检测比以前断言更有可能,但足够灵敏的探测器的大小和成本继续限制应用。
2018-09-11 hep-ex nucl-ex physics.app-ph
First-forbidden transitions in the reactor anomaly
我们研究了占主导地位的禁戒跃迁的裂变锕系元素的反中微子光谱从4 MeV起使用核壳模型。通过明确的形状因子的计算,考虑到库仑修正,我们显示了预期的变化,累积电子和反中微子光谱。与通常允许的近似相比,这导致电子光谱从4 MeV及以后略有减少,而在反中微子光谱中观察到几个百分点的增加。我们发现,尽管其数量有限,禁戒跃迁占主导地位的光谱通量的实验可访问的范围。基于壳模型的计算,我们尝试了禁戒跃迁的参数化,并提出了所有禁戒跃迁的光谱修正。我们使用求和+转换方法来强制与ILL数据集的对应关系。与现代反应堆中微子实验相比,观测到的光谱变化的幅度和形状与报道的光谱肩相当,大大降低了后者的统计意义。
2018-10-11 nucl-ex nucl-th
Improved Determination of the $^{235}\text{U}$ and $^{239}\text{Pu}$ Reactor Antineutrino Cross Sections per Fission
本文给出了反应堆反中微子率与大亚湾$σ_{f,235}$和$σ_{f,239}$测量的组合拟合结果。组合拟合导致更好地确定每次裂变的两个截面:以$10^{-43} \, \text{cm}^2 / \text{fission}$为单位的$σ_{f,235} = 6.29 \pm 0.08$和$σ_{f,239} = 4.24 \pm 0.21 $,其各自的不确定度约为$1.2\%$和$4.9\%$。由于每个裂变的理论截面的偏差分别为$2.5σ$和$0.7σ$,我们得出结论,如果反应堆反中微子异常不是由于活跃的无菌中微子振荡,它很可能是可以解决的$^{235}\text{U}$反应堆反中微子通量的重估。然而,具有较大不确定性的$^{238}\text{U}$、$^{239}\text{Pu}$和$^{241}\text{Pu}$通量也可能与理论预测显著不同。
2017-08-28 hep-ex hep-ph nucl-ex
Improved Calculation of Thermal Fission Energy
热裂变能是反应堆中微子实验中计算反中微子通量所需的基本参数之一。这对提高反应堆中微子热裂变能量的计算精度,以及今后更精确地确定中微子振荡参数的实验具有重要意义。本文给出了几种常用热堆燃料同位素热裂变能的新值,并在三个方面作了改进。一个是从更新的核数据库中获得的较新的输入数据。第二个问题是考虑四种主要燃料同位素中每一种的热中子和快中子的裂变碎片产额。最后一个是通过比较不同模型下的反中微子能谱,更细致地计算了热裂变中反中微子带走的平均能量。新的热裂变能值对计算的反中微子通量的影响约为0.32%,新值的不确定度约减小50%。
2013-06-30 hep-ex nucl-ex nucl-th
New antineutrino energy spectra predictions from the summation of beta decay branches of the fission products
在本文中,我们研究了最近测量的$^{102;104;105;106;107}$ Tc,$^{105}$ Mo,和$^{101}$ Nb核的β衰变特性的影响,在四个可裂变同位素$^{235, 238}$ U,和$^{239,241}$ Pu的反中微子能谱的更新计算。这些锕系元素是压水堆裂变过程的主要贡献者。发现上述Tc、Mo和Nb同位素的β馈送几率在$^{239}$ Pu衰变热的$γ$分量中起主要作用,解决了4 - 3000 μ s范围内的大部分$γ$差异。它们是使用总吸收技术(TAS)测量的,避免了混乱效应。计算是利用核数据库中现有的信息进行的,将裂变产物的β衰变分支的所有贡献相加。我们的结果提供了一个新的预测的反中微子能谱的$^{235}$ U,$^{239,241}$ Pu,特别是$^{238}$ U的测量尚未公布。我们的结论是,新的TAS测量是强制性的,以提高预测光谱的可靠性。
2012-09-13 hep-ex hep-ph nucl-ex
Particle physics origin of the 5 MeV bump in the reactor antineutrino spectrum?
中微子物理学中最令人困惑的问题之一是反应堆反中微子光谱中5 MeV过量的起源。本文研究了有机闪烁体探测器中通过反应$^{13}$ C $(\overlineν, \overlineν^\prime n)^{12}$ C $^*$产生的过量。$^{12}$ C $^*$的去激发产生瞬发$4.4$ MeV光子,而产物中子的热化引起质子反冲,这又产生具有有限宽度的额外瞬发能量贡献。这些效应可以共同模拟能量约为5 MeV的逆β衰变事件。我们考虑了几个非标准中微子相互作用产生这样一个过程,并发现大亚湾首选的参数空间是不利的中微子诱导氘衰变和相干弹性中微子核散射的测量。虽然非最小粒子物理方案可能是可行的,但这种异常的核物理解决方案似乎更有吸引力。
2019-03-28 hep-ex hep-ph nucl-ex
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
Prospects for Improved Understanding of Isotopic Reactor Antineutrino Fluxes
由于观测到的反β衰变(IBD)产额(称为“反应堆反中微子通量异常”)与预测值之间的差异,核反应堆中裂变同位素产生的反中微子通量的预测最近受到越来越多的关注。在本文中,全局拟合应用于现有的IBD产额测量,以产生对单个钚和铀裂变同位素产生反中微子的约束。我们发现,适合包括从高235铀富集堆芯的测量和适合包括大亚湾的新的燃料演变结果产生不一致的最佳拟合IBD产额为235 U和239钚。通过同时拟合239 Pu、235 U和238 U产率,可以在所有数据集的全局分析中缓解这种差异。在该分析中,测得的U238的IBD产额为(7.02 +/- 1.65)x 10^-43 cm 2/裂变,比现有预测值低了近两个标准差。未来的假设IBD产量测量短基线反应堆实验进行检查,以确定其可能的影响同位素IBD产量的全球理解。结果发现,未来改进的短基线IBD产额测量在高浓缩和低浓缩的核心可以显着提高约束235 U,238 U,和239钚,提供可比或更高的精度现有的转换和求和为基础的反中微子通量预测。这些未来的测量系统和实验要求进行了研究。
2017-09-28 hep-ph nucl-ex nucl-th
Reactor Antineutrino Spectral "Bump": Cumulative Fission Yields of Irradiated U-235 and Pu-239 Measured by HPGe Gamma-Ray Spectroscopy
本文通过HPGe伽马射线谱学测量辐照后U-235和Pu-239的裂变产额,检验反应堆反中微子能谱“凸起”是否源于特定裂变产物的产额偏差,发现Pu-239的Cs-140产额与JEFF3.3库存在潜在不一致,强调精确核数据库对反中微子能谱分析的重要性。
2023-08-10 nucl-ex physics.ins-det
Table of hyperfine anomaly in atomic systems -- 2023
本文汇编并更新了截至2022年12月原子与离子系统磁性超精细异常的实验数据表,并简要讨论其总体趋势与理论进展。
2023-04-24 nucl-ex physics.atom-ph
The Possible Origin and Implications of the Shoulder in Reactor Neutrino Spectra
我们在核数据库框架内分析肩在当前的反应堆实验中观察到的反中微子光谱。我们发现,ENDF/B-VII.1数据库预测,反中微子肩来自一个类似的肩在聚合裂变β谱。相比之下,JEFF-3.1.1数据库没有预测现代反应堆中微子实验中三分之二的肩,而JEFF-3.1.1预测的肩来自$^{238}$ U。我们考虑几种可能的起源的肩膀,并找到可能的解释。例如,测量的聚合β谱可能有问题,或者轻水反应堆中较硬的中子谱可能影响β衰变同位素的分布。除了裂变锕系元素,我们发现$^{238}$ U也可以在扭曲总的反中微子光谱中发挥重要作用。区分这些和量化是否有一个异常与测量反应堆中微子信号将需要新的短基线实验,无论是在热反应堆和反应堆具有相当大的超热中子组件。
2015-07-31 hep-ex nucl-ex nucl-th
Impact of reactor neutrino uncertainties on coherent scattering's discovery potential
针对反应堆反中微子能谱尚存的不确定性,本文研究其对CEνNS实验区分新物理信号能力的影响,发现不确定性量级与预计灵敏度相当,需开展逆β衰变阈值下的β能谱测量以提升发现潜力。
2024-06-23 hep-ph nucl-ex nucl-th
Evolution of the Reactor Antineutrino Flux and Spectrum at Daya Bay
大亚湾核电站的实验已经观察到反应堆堆芯燃料演化与反应堆反中微子通量和能谱变化之间的相关性。在大亚湾核电站和岭澳核电站的6个2.9 GW $_{\textrm{th}}$反应堆堆芯中,使用4个反中微子探测器在1230天的多个燃料循环中识别了220万次反β衰变(IBD)。大亚湾核电站利用探测器数据,测量有效$^{239}$钚裂变分数$F_{239}$(从0.25到0.35)的平均IBD产额$\barσ_f$($(5.90 \pm 0.13) \times 10^{-43}$ cm $^2$ /裂变)和IBD产额$dσ_f/dF_{239}$($(-1.86 \pm 0.18) \times 10^{-43}$ cm $^2$ /裂变)随燃料的变化。这一观测结果否定了在10个标准偏差下反中微子通量随$^{239}$ Pu裂变分数变化的假设。IBD产率的变化被认为是能量依赖性的,拒绝了在5.1标准偏差处恒定的反中微子能谱的假设。虽然IBD谱中的演变的测量显示与最近的反应器模型的预测大体一致,但在3.1 $σ$处测得的总IBD产率的演变与最近的预测不一致。这种差异表明,测量通量相对于预测的总体不足并不是由初级裂变同位素$^{235}$ U、$^{239}$ Pu、$^{238}$ U和$^{241}$ Pu的相等分数不足造成的。根据测得的IBD产额变化,已确定了两种主要裂变母同位素$^{23…
2017-06-20 hep-ex nucl-ex physics.ins-det