Large-scale Gadolinium-doped Water Cerenkov Detector for Non-Proliferation
特殊核材料(SNM)的裂变事件,如高浓缩铀或钚,可以产生多个中子和高能伽马射线的同时发射。观察到这些粒子之间的时间相关性是裂变物质存在的重要指标。宇宙生成过程也可以模拟这些类型的相关信号。然而,如果背景足够低并且被充分表征,则在存在感兴趣目标的情况下相关事件率的显著变化构成SNM存在的稳健特征。由于裂变辐射是各向同性的,因此对这些多重性的足够灵敏度需要相对于靶具有大立体角的高效率探测器。当需要大立体角覆盖时,水切伦科夫探测器是一种具有成本效益的选择。为了表征大规模水切伦科夫探测器的中子探测性能,我们设计并建造了一个3.5 kL的基于水切伦科夫的伽马射线和中子探测器,并在Geant 4 [1]中建模了探测器响应。我们报告的位置依赖的中子探测效率和能量响应的探测器,以及模拟的基本特性。
2011-05-11 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Comparison of Lithium Gadolinium Borate Crystal Shards in Scintillating and Nonscintillating Plastic Matrices
我们提出了一种方法,用于检测中子使用的硼酸钆锂晶体碎片在塑料基体中,同时保持高的γ抑制。我们采购了两个圆柱形检测器,5”\times 5”,含有1%质量晶体。晶体碎片的典型尺寸为1 mm。一个探测器由可固化塑料制成,另一个由不可固化塑料制成。脉冲形状分析用于剔除伽马射线背景。经测量,闪烁探测器的固有快裂变中子效率为0.4%,伽马灵敏度小于2.3 \times 10-9,而非闪烁探测器的中子效率为0.7%,伽马灵敏度为(4.75 \pm 3.94)\times 10-9。我们确定,增加中子探测效率的一个因素,2将使检测器与缓和3 He管的竞争力,我们讨论了几个简单和直接的方法,获得或超越这样的改进。最后,我们讨论了可能的应用,无论是塑料和非塑料探测器。
2011-09-16 nucl-ex
Measurement of the fast neutron background at the China Jinping Underground Laboratory
本文报道了在中国锦屏地下实验室(CJPL)用掺0.5%钆的液体闪烁体探测器测量的环境快中子本底通量和能谱。一个即时的核反冲的签名,随后延迟的高能量$γ$ -射线级联被用来识别中子事件。来自钆上的$(n, γ)$反应的延迟$γ$ -射线的大能量沉积,连同优异的n- $γ$辨别能力一起提供了强大的背景抑制,其允许测量低强度中子通量。根据356天的数据,测量了CJPL A厅1 - 10 MeV能区$(1.51\pm0.03(stat.)\pm0.10(syst.))\times10^{-7}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$的中子通量。在相同的能量区域中,用放置在一米厚的聚乙烯室中的相同的探测器进行测量,得到了174天数据的明显较低的$(4.9\pm0.9(stat.)\pm0.5(syst.))\times10^{-9}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$通量。这是在进行额外的实验特定衰减之前,对世界上地下实验室中最低环境快中子本底的测量。利用GEANT 4模拟软件对A厅和聚乙烯室的快中子能谱进行了重建。
2017-10-17 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Quadrupole-hexadecapole correlations in neutron-rich samarium and gadolinium isotopes
本文利用 Gogny 能量密度泛函与 sdg 相互作用玻色子模型映射方法,研究了富中子 Sm 和 Gd 同位素的四极-十六极关联,发现较轻核中存在显著十六极效应,并验证了该方法的可靠性。
2025-02-07 nucl-ex nucl-th
Insight into nuclear midshell structures by study of $K$-isomers in rare-earth neutron-rich nuclei
受新发现的稀土丰中子核同质异能态的启发,在推转壳模型(CSM)框架下,采用粒子数守恒(PNC)方法处理对关联,研究了丰中子钐和钆同位素的高$K$同质异能态. PNC-CSM计算很好地再现了实验多粒子状态能量和转动惯量。高阶形变$\varepsilon_{6}$的显著影响被证明。基于占据概率,将构型分配给观察到的高$K$异构态。$^{158}$ Sm中较低的$5^-$异构态优选为具有构型$π\frac{5}{2}^{+}[413]\otimesπ\frac{5}{2}^{-}[532]$的双质子态。预测了更多的低位两粒子态。研究了钕、钐、钆和镝同位素以及$N=96,98,100,102$同位素链的电子四极跃迁几率、$B(E2)$值的系统学,揭示了中壳层集体性。
2018-08-12 nucl-ex nucl-th
A Comparison of the Effects of Neutron and Gamma Radiation in Silicon Photomultipliers
测量了γ射线对硅光电倍增器(SiPMs)的辐照损伤效应,并与中子辐照损伤作了比较。在布鲁克海文国家实验室和匈牙利德布勒森核研究所的固态伽马射线辐照设施(SSGRIF)中,将来自滨松的几种MPPC暴露于伽马射线和中子。伽马射线暴露范围为1 krad至1 Mrad,中子暴露范围为10 $^8$ n/cm $^2$至10 $^{12}$ n/cm $^2$。伽马射线损伤的主要影响是增加噪声和泄漏电流的照射设备,类似于从中子损伤所看到的,但损伤的水平是相当少的在相当高的曝光水平。此外,伽马射线的损伤在几百krad后饱和,而中子的损伤没有显示出饱和的迹象,这表明两种情况下的不同损伤机制。还测量了由于辐射导致的SiPM的窗口材料中的光吸收的变化。进行这项研究,以评估使用SiPM的粒子物理应用与中等水平的辐射暴露。
2019-04-07 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Time-of-flight discrimination between gamma-rays and neutrons by neural networks
在伽马射线光谱学中,许多中子与伽马射线一起从原子核发射,这些中子影响伽马射线光谱。分离中子和伽马射线的一个显而易见的方法是基于飞行时间(tof)技术。本文利用前馈人工神经网络(ANN)获得γ射线和中子的tof分布。结果表明,人工神经网络能够正确地对伽马和中子事件进行分类。在实验数据上对训练好的网络进行的测试清楚地显示了对伽马射线和中子的区分。
2012-08-13 nucl-ex physics.ins-det
Comparative Study of Gamma to Neutron Ratios of various (alpha, neutron) Neutron Sources
γ-中子比的测量通过脉冲形状歧视(PSD)的钚铍(PuBe)源和一个基本的构造的钋铍(PoBe)源使用一个有机液体闪烁体探测器和数字信号处理。此外,两个有机液体闪烁体探测器和数字信号处理被用来进行符合计数的PoBe源。测量数据与文献进行比较。发现PuBe和PoBe源的伽马与中子源的比率分别为3.67 +/- 0.14和1.13 +/- 0.05。两个比率均高于相应中子源的文献值。符合计数分析表明,PoBe源发射两个或更多个符合的伽马射线或中子,置信水平为91.77%,使用40 ns的符合窗口和1 mm的探测器源距离。
2021-10-19 nucl-ex physics.ins-det
Scalable Terbium-149 Production from Highly Enriched Gadolinium-150 Targets
Marathon Fusion(马拉松融合公司)
提出两阶段法利用高富集钆-150靶材规模化生产铽-149,以解决靶向α疗法供应瓶颈,通过中子或质子途径实现临床级产量。
2026-09-23 nucl-ex physics.plasm-ph
Gamma Rossi-alpha, Feynman-alpha and Gamma Differential Die-Away concepts as a potential alternative/complement to the traditional thermal neutron based analysis in Safeguards
本文提出了一种基于热中子相关和多重数测量的新概念。该概念的主要思想包括使用源自1H(n,gamma)2D反应的2.223 MeV伽马(或1.201 MeV,DE),而不是使用传统的热中子计数。本文的研究结果表明,热中子俘获反应产生的γ射线在同一时间尺度上保留了热(快)中子的相关特性信息。因此,代替热中子探测器(或作为补充),可以使用传统且廉价的伽马探测器,诸如NaI、BGO、CdZnTe或任何其他伽马探测器。在这项工作中,我们使用D8 × 8 cm 2碘化钠闪烁体来测试的概念。因此,新方法有助于解决更换3 He计数器的问题以及与直接在乏燃料池中的乏核燃料的具体测量有关的问题。它对核保障和核安全特别重要。总的来说,这项工作代表了概念研究的证明,并报告了热中子俘获伽玛可用于相关性和多重性测量的实验和数值证据。对252 Cf相关中子源和241 Am-Be随机中子源进行了研究。本文还对Gamma微分消失方法的相关思想进行了数值研究,并将在未来的工作中进行实验验证。
2015-07-20 nucl-ex physics.ins-det
Lithium-loaded scintillators coupled to a custom-designed silicon photomultiplier array for neutron and gamma-ray detection
能够探测中子和伽马射线的闪烁体引起了相当大的兴趣。特别地,这种具有硅光电倍增器(SiPM)的放大器的使用使得能够实现低功率和紧凑几何形状的应用。三种类型的锂负载的制冷剂,CLYC,CLLB,和NaIL,已经用定制设计的SiPM阵列在-20至50 $^{\circ}$ C之间的温度下进行了测试。该阵列由4个6 × 6 mm $^2$ SiPM以2 × 2结构排列组成。脉冲形状鉴别用于中子和伽马鉴别。由于脉冲形状随温度变化,中子和伽马鉴别的质量随温度变化。此外,在高温下SiPM中较大的暗电流导致较差的能量分辨率和中子-伽马鉴别。将讨论耦合到定制SiPM阵列的三个闪烁器的能量分辨率和中子-伽马鉴别的比较。
2017-11-27 nucl-ex physics.ins-det
Separation of gamma-ray and neutron events with CsI(Tl) pulse shape analysis
快中子是测量从激发核发射的伽马射线的大背景,使得能够有效区分两者的探测器是必不可少的。在本文中,我们描述了分离的γ射线从中子与CsI(Tl)闪烁体的脉冲形状信息,使用快中子束和几个γ射线源。我们发现,优化的品质因数,这种分离需要在5和10兆电子伏之间的电子等效沉积能量,最感兴趣的核去激发伽马射线的研究区域的大而稳定的值(近4)。因此,这项工作证明了CsI(Tl)闪烁器在这些能量下拒绝中子背景的伽马射线测量的能力。
2018-05-12 nucl-ex physics.ins-det
Demonstration of Laser-produced Neutron Diagnostic by Radiative Capture Gamma-rays
本文报道了一种新的飞行时间(TOF)技术方案,即在高强度激光诱导的恶劣环境中,在毫秒时间窗内同时记录快中子和延迟γ射线信号。延迟的伽马信号,到达时间远远晚于原始的快中子,以前往往被忽略,被确定为热化中子的辐射捕获的结果。γ光子数与快中子产额之间的线性关系表明,这些缓发γ事件可以用于中子诊断。该方法可以有效降低瞬发高通量γ辐射引起的探测效率下降问题,为强激光与靶相互作用实验中的中子诊断提供了一种新的方法。
2017-09-19 nucl-ex 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
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
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
New lower background and higher rate technique for anti-neutrino detection using Tungsten 183 Isotope
本文提出利用钨183同位素进行反中微子探测的新延迟符合技术,其具有大相互作用截面和73 keV特征伽马脉冲,能以更低本底噪声识别反中微子,从而减少探测器屏蔽需求。
2024-06-17 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
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
Gamma and neutron separation using emission wavelengths in Eu:LiCaI scintillators
闪烁体长期以来一直被称为辐射探测器,并且仍然在各种应用中使用。近来,含有$^6$ Li的中子探测器已经被开发出来并引起了关注。$^6$ Li吸收热中子并发射$α$ + $^3$ H,如果它可以与背景伽马射线分离,则作为中子探测器很有前途。为此,我们一直在开发基于Eu:LiI-CaI $_2$的发光剂(Eu:LiCaI)。在闪烁体探测器中,波形信息通常用于区分诸如中子和伽马射线的粒子。提出了一种利用发射波长信息的粒子识别方法。在这项研究中,实验进行了使用Eu:LiCaI晶体,多像素光子计数器光学传感器,和长波长截止滤波器,以验证所提出的方法。辐照$^{252}$ Cf中子源和$^{60}$ Co γ射线源的结果表明,有无滤波器的输出信号比与粒子有关。这意味着不同类型的辐射粒子具有不同的发射波长。这是基于波长的颗粒识别方法的第一次演示。
2023-01-06 nucl-ex physics.ins-det
Evaluation of a Positron-Emission-Tomography-based SiPM readout for Compact Segmented Neutron Imagers
特殊核材料(SNM)的伽马射线发射相对容易使用适量的高Z材料屏蔽检测。相比之下,快中子更具穿透力,可以在不损失大量能量的情况下逃离相对厚的高Z屏蔽。此外,快中子提供了SNM存在的清晰和明确的签名,几乎没有竞争的自然背景源。探测快中子的挑战是双重的。首先,来自SNM的中子通量只是相应伽马射线通量的一小部分。其次,快中子很难与伽马射线区分开来。区分伽马射线与中子的能力结合中子成像可以产生将局部SNM中子源与背景隔离的巨大益处。随着脉冲形状敏感的塑料闪烁器的最新发展,提供了出色的伽马射线/中子歧视,硅光电倍增器阵列结合高度可扩展和快速正电子发射断层成像(PET)多通道读出系统,现场部署的中子成像仪适用于SNM检测现在可能触手可及。在本文中,我们提出了一个表征的性能最近可用的商业PET扫描仪读出,包括其灵敏度之间的脉冲形状的差异快中子和伽马射线,能量和定时分辨率,以及线性和动态范围。我们发现,虽然脉冲形状的歧视是可以实现的芪,进一步改善的读出需要实现它与最好的塑料制冷剂。时间和能量分辨率似乎是足够的中子成像在某些情况下。
2022-02-15 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
A comparison of untagged gamma-ray and tagged-neutron yields from 241AmBe and 238PuBe sources
测量了241 AmBe和238 PuBe混合场源的未标记γ射线和标记中子产额。从1 - 5 MeV的伽马射线光谱测量进行了在开放的环境中使用CeBr 3探测器和相同的实验条件下,两个源。分布的形状非常相似,与以前的数据吻合得很好。使用NE-213液体闪烁体中子探测器和YAP(Ce)探测器在屏蔽环境中进行2 - 6 MeV的标记中子测量,以标记与12 C的第一激发态的去激发相关的4.44 MeV伽马射线。同样,相同的实验条件用于两种来源。这些分布的形状也非常相似,并且与以前的数据、彼此以及ISO建议非常一致。我们的238 PuBe源在标记中子能量范围内提供了大约2.6倍的4.44 MeV伽马射线和2.4倍的中子,后者与原始的全谱源校准测量在其采集时进行了合理的一致性。
2017-06-14 nucl-ex physics.ins-det
Improvement studies on neutron-gamma separation in HPGe detectors by using neural networks
重离子聚变-蒸发(HIFE)反应中发射的中子与γ射线一起在γ射线谱中产生不需要的背景。特别是在使用相对论离子束的核反应中,这些中子是一个严重的问题。为了获得更清晰的伽马射线峰值,必须将它们剔除。在这项研究中,辐射能量和三个标准,这是以前确定的分离之间的中子和γ射线的HPGe探测器已被用于人工神经网络(ANN)的分解能力的改善。根据人工神经网络方法得到的初步结果,中子截留率提高了1.27倍,γ射线损失率降低了0.50倍。
2013-04-11 cs.NE nucl-ex physics.ins-det
The neutron-gamma Feynman variance to mean approach: gamma detection and total neutron-gamma detection (theory and practice)
本文分别推导和比较了仅γ探测和全γ探测的两种中子γ方差均值公式(Feynman-alpha方法或Feynman-Y函数)。新公式对于探测器的伽马光子或探测器敏感的中子和伽马辐射具有特别重要的意义。如果应用于塑料或液体闪烁探测器,则总中子-伽马探测费曼-Y表达式对应于在中子和伽马粒子之间不进行区分的情况。当使用仅伽马辐射的探测器或在高计数率下与组合的中子-伽马探测器一起工作时,伽马方差与平均值的公式是有用的。理论推导是基于查普曼-柯尔莫哥洛夫方程,包括一般反应和中子和γ的通过强度,但只包括瞬发反应。一个能量群近似被认为是。两种不同的理论的比较是通过使用MCNPX模拟中得到的反应强度与两个闪烁探测器和一个252 Cf源封闭在一个钢容器中的简化的几何形状。此外,方差均值比,中子,γ和总中子-γ,实验评估为弱252 Cf中子-γ源在钢容器中,137 Cs随机γ源和22 Na相关γ源。由于重点是使用中子伽马方差的可能性,意味着理论的反应堆和保障应用,我们限制了目前的研究,费曼-Y公式的一般解析表达式。
2015-01-23 nucl-ex nucl-th
ELIGANT-TN -- ELI Gamma Above Neutron Threshold: The Thermal Neutron setup
Extreme Light Infrastructure-Nuclear Physics (ELI-NP), Horia Hulubei National Institute for Physics and Nuclear Engineering (IFIN-HH)(极端光基础设施-核物理(ELI-NP),霍里亚·胡鲁贝伊国家物理与核工程研究所(IFIN-HH));Department of Nuclear Physics (DFN), Horia Hulubei National Institute for Physics and Nuclear Engineering (IFIN-HH)(霍里亚·胡鲁贝伊国家物理与核工程研究所(IFIN-HH)核物理系);Department of Physics, Faculty of Science, Istanbul University(伊斯坦布尔大学理学院物理学系);Department of Physics, Indian Institute of Technology(印度理工学院物理学系);Applied Nuclear Physics Department (DFNA), Horia Hulubei National Institute for Physics and Nuclear Engineering(霍里亚·胡鲁贝伊国家物理与核工程研究所应用核物理系);National Physical Laboratory(英国国家物理实验室);L.N. Gumilyov Eurasian National University(L.N. 古米廖夫欧亚国立大学)
本文介绍ELI-NP的ELIGANT-TN热中子计数器的设计、器件与信号处理方案,通过模拟与中子源测试验证其性能,并给出用于测量相关核反应截面分支比的在束实验分析流程。
2025-12-09 nucl-ex physics.ins-det
Quantitative imaging of 478-keV prompt gamma rays from boron neutron capture reactions
本文提出专为BNCT设计的伽马射线成像探测器,通过富硼体模实验验证478-keV瞬发伽马射线成像及与硼浓度的线性关系,并在实际治疗设施中证明其可用于中子照射期间的硼剂量分布监测。
2025-08-30 nucl-ex physics.ins-det physics.med-ph
Study of gamma cascades of 59Ni by thermal neutron reaction
量子特性对研究原子核结构具有重要意义。能量、自旋、宇称、跃迁序等是人们感兴趣的研究对象。在这个实验中,59 Ni被热中子在大叻核反应堆的第三水平通道上激活。
2013-10-07 nucl-ex
Determination of the cross sections of (n,2n), (n,gamma) nuclear reactions on germanium isotopes at the energy of neutrons 13.96 MeV
用活化法测量了中子能量为13.96(6)MeV的~(70)Ge(n,2n)~(69)Ge,~(72)Ge(n,2n)~(71)Ge,~(76)Ge(n,γ)~(77)(g+0.21 m)Ge,~(76)Ge(n,2n)~(75)Ge核反应的反应截面。
2007-01-23 nucl-ex
Neutron-neutron scattering length from the reaction gamma d --> pi^+ nn employing chiral perturbation theory
讨论了从γ d -> pi^+ nn反应的实验谱中提取中子-中子散射长度a_{nn}的可能性。跃迁算符是由手征微扰理论计算的。我们认为,适当选择的运动学,该方法的理论不确定性可以低至0.1调频。
2007-04-03 nucl-ex nucl-th
Impact of a low-energy enhancement in the gamma-ray strength function on the radiative neutron-capture
最近在~ 3 He诱发的反应中观察到几个轻核和中质量核的γ射线强度函数的低能增强。这种增强对(n,γ)截面的影响进行了研究稳定和不稳定的富中子Fe,Mo和Cd同位素。我们的结果表明,辐射中子俘获截面可能会大大增加,由于低能量增强接近中子滴线。这可能对r-过程核合成计算产生不可忽略的影响。
2012-11-27 nucl-ex
Verification of the content, isotopic composition and age of plutonium in Pu-Be neutron sources by gamma-spectrometry
本文介绍了一种非破坏性的γ能谱方法,用于检验Pu-Be中子源中钚含量。本文还指出,在这些源的强中子场中,可以用“多群分析”方法确定钚的同位素组成和年龄。在样品的远场中获取伽马光谱,样品被假定为圆柱形。钚的同位素组成和年龄是使用多组分析算法的商业实现来确定的。源的钚含量是根据239钚的伽马峰的计数率来评估的,这依赖于伽马射线彼此平行到达探测器的假设。文中还讨论了中子比产额的确定和中子对探测器的损伤问题。
2005-08-29 nucl-ex
Discrimination of gamma rays due to inelastic neutron scattering in AGATA
为了降低高纯锗晶体中中子非弹性散射的本底,研究了AGATA γ射线跟踪谱仪区分中子和γ射线的可能性。这种背景可能会成为一个严重的问题,特别是在实验中与中子丰富的放射性离子束。使用Geant 4工具包和基于前向跟踪算法的跟踪程序进行了模拟,从AGATA中心发射中子和伽马射线。为了找到探测器中中子相互作用点的“指纹”,开发并测试了三种不同的方法。在同时发射6个能量在1-5 MeV范围内的中子和10个能量在150和1450 keV之间的伽马射线的模拟中,在中子排斥后,伽马射线能量为1.0 MeV的峰-本底比提高了2.4倍,而1.0 MeV的峰效率仅降低了1.25倍。
2009-06-10 nucl-ex
Calculation of the total gamma-spectra of the fast neutrons capture in the isotopes 117,119Sn for the different parameters of cascade gamma-decay
计算了不同能级密度和辐射强度函数的γ谱。如果不考虑核子库珀对破缺过程对任何核级联γ衰变参数的影响,就不可能充分精确地再现实验。
2008-09-15 nucl-ex
Neutron-induced gamma-ray production cross sections for the first excited-state transitions in Ne-20 and Ne-22
背景:中子诱发反应是需要极低水平放射性背景的实验的一个重要问题。在很宽的能量范围内测量γ射线产生的截面将有助于预测和识别这些实验中的中子本底。目的:确定天然氖中中子诱导反应的部分γ射线产生截面。方法:采用美国洛斯阿拉莫斯中子科学中心(LANSCE)的宽谱中子束进行测量。中子诱发反应产生的伽马射线是用中子诱发激发锗阵列(GEANIE)探测的。结果:测量了Ne-20和Ne-22第一激发态跃迁的部分γ射线截面。将测量的截面与TCHS和CoH 3核反应代码进行比较。结论:这是氖的(n,n ')反应的首次实验数据。除了提供数据来帮助低背景实验中的中子背景预测和识别之外,这些新的测量还将有助于改进模型未受到良好约束的质量区域的横截面预测。
2012-10-03 nucl-ex
Gamma ray production in inelastic scattering of neutrons produced by cosmic muons in $^{56}$Fe
本文报道了中子在$^{56}$ Fe中非弹性散射后发射的几条γ谱线的强度研究。中子是由宇宙μ子通过放置在地球表面的20吨重的铁立方体产生的,铁立方体被用作HPGe探测器的被动屏蔽。用$^{252}$ Cf中子在同一铁屏蔽中收集的结果与探测到的γ线的相对强度作了比较。对已公布的数据,从中子散射实验在能量高达14兆电子伏的评估也提供。
2010-03-19 nucl-ex physics.space-ph
Quenching of gamma0 transition results from p-wave neutron inducing doorway mechanism
γ强度函数从本质上区分了带电粒子非弹性反应和中子俘获反应的反应机制,反映了中子俘获到低能态跃迁的比率。首次观察到3s区核57 Fe中p波中子共振反应γ 0跃迁的异常猝灭,这是由于未形成的2 p-1h门口态激活使γ 1和γ 2的强强度升高所致。中子俘获反应中低能γ强度函数的增强并不是由于低能态级联跃迁而不是初级跃迁的布居引起的。从~(57)Fe的全中子俘获截面和部分中子俘获截面中提取的天体物理反应速率,可以用来约束s过程中后续较重同位素的丰度。
2019-09-11 nucl-ex nucl-th
A measurement of parity-violating gamma-ray asymmetries in polarized cold neutron capture on 35Cl, 113Cd, and 139La
为了测量极化冷中子俘获后γ射线发射的宇称破坏不对称性,我们建造了一个装置,作为即将在LANSCE进行的n+p->d+ γ实验设计的1/10尺度测试。介绍了极化中子束的组成部分,包括极化~ 3 He中子自旋过滤器和射频中子自旋旋转器。使用CsI(Tl)探测器和光电二极管电流模式读出,测量了中子捕获后的γ射线发射的不对称性35 Cl,113 Cd,和139 La的目标。所有三个靶点的奇偶校验允许的不对称性$s_n \cdot (k_γ \times k_n)$的上限均设定为7 x 10^-6。在35 Cl和139 La中观察到宇称违背的不对称性$s_n \cdot k_γ$,A_gamma =(-29.1 +- 6.7)x 10^-6,A_gamma =(-15.5 +- 7.1)x 10^-6,数值与之前的测量结果一致。
2004-01-08 nucl-ex
Shell Inhomogeneities of the Single-Particle Level Spectra in the Practical Model of the Gamma-Decay of Neutron Resonance
本文在Dubna建立的中子共振γ衰变实用模型中考虑了单粒子能级谱的壳层不均匀性。所获得的数据证实的依赖性的破断阈值库珀对的形状的研究核-一种现象注意到较早,没有考虑到壳的不均匀性。
2018-04-26 nucl-ex
Structure in the Event-by-Event Energy-Dependent Neutron-Gamma Multiplicity Correlations in $^{252}\text{Cf}$(sf)
裂变碎片发射的中子和伽马射线揭示了有关裂变后碎片性质的重要信息。最初的碎片属性,碎片之间的相关性,和排放竞争引起的相关性,在中子-γ发射。中子-伽马相关性在不扩散应用中很重要,因为可裂变样品的特性取决于对测量辐射中特征的识别。此外,最近的理论和实验进展提出了解释裂变中角动量产生的机制。在本文中,我们提出了一种新的分析方法的中子和γ射线发射的裂变碎片,使我们能够辨别所观察到的相关性的结构。我们分析了在洛斯阿拉莫斯中子科学中心的Chi-Nu阵列上收集的\ce{^{252}Cf}(SF)数据。通过我们的能量微分中子-伽马多重性协方差的分析,我们已经观察到增强的中子-伽马相关性,对应于旋转带伽马射线跃迁,在伽马射线能量为$0.7$和$1.2$ MeV。为了阐明这种结构的起源,我们将实验数据与三种模型计算的预测进行了比较。观察到的相关结构的起源被理解为裂变角动量产生中的正自旋-能量相关。
2021-04-14 nucl-ex nucl-th
In-beam gamma-ray spectroscopy of very neutron-rich nuclei: Excited states in 46S and 48Ar
我们报告的第一个在束γ射线能谱研究非常丰富的中子核46 S。N=30的同位素46 S和48 Ar是以一种新的方式在两个步骤中产生的,这两个步骤都必须涉及核子交换和中子拾取反应,分别是在85.7 MeV/u中靶能量下的9 Be(48 Ca,48 K)X和在87.0 MeV/u中靶能量下的9 Be(48 K,48 Ar + γ)X以及9 Be(48 Ca,46 Cl)X和9 Be(46 Cl,46 S + γ)X。结果进行了比较,大规模的壳模型计算在sdpf壳使用的SDPF-NR有效的相互作用和Z-依赖的修改。
2009-04-05 nucl-ex
Comment on "187Re(gamma,n) cross section close to and above the neutron threshold"
Müller等人的工作[Phys. Rev. C 73,025804(2006); astro-ph/0512603]提供了关于187 Re光致衰变中子发射的有趣实验数据。然而,与理论的比较和讨论的Re/Os时钟的影响需要相当大的修改。
2006-04-11 astro-ph nucl-ex
Study of neutron response and n-gamma discrimination by charge comparison method for small liquid scintillation detector
用数字电荷比较法研究了(18 × 26 × 8)mm ~ 3小型液体闪烁体BC 501 A(Bicron)探测器的中子响应和n-γ鉴别。三个范围的中子能量被使用:均匀分布从0.95 MeV到1.23 MeV,连续谱AmBe源和单能16.2 MeV中子。在相同的中子能量下,将所得结果与圆柱形液体闪烁探测器(直径40 mm,长60 mm)的结果进行了比较。测量了16.2MeV中子能量下400 keVee小探测器的中子响应函数的急剧下降。对于(0.95 - 1.23)MeV的中子能量范围,这种下降发生在260 keVee。与16.2MeV中子能量相比,两种探测器在(0.95 - 1.23)MeV中子能量下的中子轨迹斜率更大,这是由于(0.1-1.23)MeV能量范围内质子反冲产生的脉冲尾部更长。
2003-11-24 nucl-ex
Correlations of neutron multiplicity and gamma multiplicity with fragment mass and total kinetic energy in spontaneous fission of 252Cf
本文用Mg/ν和Mg(ν)的形式研究了~(252)Cf自发裂变中子多重数ν和γ射线多重数Mg的关联与碎片质量A ~* 和总动能TKE的关系。我们第一次证明了Mg和ν对于重碎片质量具有复杂的相关性,而对于轻碎片质量和近对称质量分裂,Mg(ν)具有正相关性。Mg/ν比在中子幻数N = 50时表现出强烈的壳效应,在Z = 50和N = 82时接近双幻数壳封闭。γ射线多重数Mg在TKE = 165-170 MeV时最大。在170 MeV以上,Mg(TKE)近似为线性,而在较低的TKE下,它明显偏离线性关系。平均中子和γ射线多重性之间的相关性可以部分地由模型计算再现。
2015-11-29 nucl-ex
Partial gamma-ray production cross sections for (n,xng) reactions in natural argon from 1 - 30 MeV
背景资料:中子诱导的本底是需要极低放射性本底的实验的重要关注点,例如直接暗物质搜索和无中微子双β衰变实验。在蒙特卡罗模拟中,未测量的中子散射截面常常被错误地计算。目的:确定入射中子能量在1和30 MeV之间的天然氩中(n,xng)反应的部分γ射线产生截面。方法:采用美国洛斯阿拉莫斯中子科学中心(LANSCE)的宽谱中子束进行测量。使用飞行时间确定中子能量,并使用用于中子诱导激发的锗阵列(GEANIE)检测中子诱导反应产生的伽马射线。结果:测量了Ar-40中6个激发态和Ar-39中2个激发态的部分γ射线截面。测量的(n,xng)截面进行了比较,TCHS和CoH 3核反应代码。结论:这些新的测量将有助于确定无中微子双β衰变和暗物质实验中的潜在背景,这些实验使用氩气作为检测介质或屏蔽。测量还将有助于通过检测(n,xng)反应产生的伽马射线来识别这些实验中的中子相互作用。
2012-07-10 nucl-ex
Creation of super-high-flux photo-neutrons and gamma-rays > 8 MeV using a petawatt laser to irradiate high-Z solid targets
研究利用Texas Petawatt激光辐照高Z固体靶,在巨偶极共振区通过(γ,n)反应产生超高通量>8 MeV γ射线和光生中子,为核反应研究及核能应用提供极端脉冲源。
2025-02-15 nucl-ex physics.app-ph
Identification and rejection of scattered neutrons in AGATA
252 Cf自发裂变后释放的伽马射线和中子是在意大利国立科学院的AGATA实验中测量的。该装置由四个AGATA三重簇探测器(12个36倍分段高纯度锗晶体),放置在距离源50厘米,和16个HELENA BaF2探测器。该实验的目的是研究中子在AGATA的分段式高纯锗探测器中的相互作用,并研究用伽马射线跟踪技术区分中子和伽马射线的可能性。BaF2探测器用于飞行时间测量,这给出了中子和伽马射线的独立区分,并用于优化基于伽马射线跟踪的中子抑制方法。有人发现,标准的伽马射线跟踪,没有任何额外的中子排斥功能,有效地消除了大部分的相互作用点,由于反冲Ge核弹性散射后的中子。标准的追踪也拒绝了大量的事件,由于非弹性散射的中子在锗晶体。通过对以下量设置条件来获得中子排斥的进一步增强,这些量通过跟踪算法针对每个事件进行评估:第一和第二相互作用点的能量、伽马射线的计算入射方向的差异、品质因数值。中子排斥跟踪的实验结果与Geant 4模拟结果吻合较好。
2013-06-12 nucl-ex
Differential cross section of gamma n to K+ Sigma- on bound neutrons with incident photons from 1.1 to 3.6 GeV
用Jefferson实验室的CLAS探测器测量了γ d到K+ Sigma-(p)反应的微分截面,入射光子的能量在1.1和3.6 GeV之间。这是第一套完整的涵盖广泛角度范围的中子奇异光生数据。在接近阈值的能量和高达E_gamma ~ 1.8 GeV,角分布的形状是暗示的s-通道的产生机制的存在。当E_γ> 1.8GeV时,出现了一个明显的正向峰,并随着光子能量的增加而变得更加突出,表明t沟道产生机制的贡献。这些数据可用于限制该反应的未来分析。
2010-02-03 nucl-ex
Multi-quasiparticle gamma-band structure in neutron-deficient Ce and Nd isotopes
采用新发展的多准粒子三轴投影壳模型方法研究了缺中子偶偶Ce和Nd同位素的高自旋能带结构。据观察,伽玛带是建立在每个三轴平均场变形的本征配置。由于三轴组态是几个K态的叠加,这些态的投影导致了几个来自同一本征组态的低能带。这将基于基态的形变核表面γ振荡的概念推广到了基于多准粒子组态的γ带。这一新的特征为134Ce中两个I=10的取向态的观测提供了另一种解释,这两个取向态都表现出中子特征。
2009-04-14 nucl-ex nucl-th
Enhanced Gamma-Ray Emission from Neutron Unbound States Populated in Beta Decay
总吸收光谱被用来研究β衰变强度的状态以上的中子分离能量,然后在87,88 Br和94 Rb的γ射线发射。由于对系统误差的仔细控制,获得了准确的结果。在所有三种情况下,都观察到一个出乎意料的大伽马强度,远远超出了激发能区域,在该区域中子穿透受到低中子能量的阻碍。将作为激发能的函数的γ分支与Hauser-Feshbach模型计算进行比较。对于87 Br和88 Br,γ支化分别达到57%和20%,并且可以解释为原子核结构效应。在子体中的一些状态只能通过发射具有强烈降低的势垒穿透性的大轨道角动量中子来衰变。在富含中子的94 Rb的情况下,所观察到的4.5%的分支比用标准核统计模型参数进行的计算要大得多,即使在对个别跃迁宽度的波动效应进行适当校正之后。通过引入光子强度与中子强度之比的一个数量级的增强,可以调和这种差异。对于非常富中子的核,光子强度函数的这种量级的增加,如果被证明是正确的,会导致(n,γ)截面的类似增加,这将对r-过程丰度计算产生影响。
2015-05-20 nucl-ex
Using chiral perturbation theory to extract the neutron-neutron scattering length from pi- d -> n n gamma
为了方便地提取中子-中子散射长度(a_nn),用手征微扰理论计算了反应pi- d -> nn-γ.时间复杂度为O(Q^3)。这包括基本π- p -> gamma n振幅和两体图中的回路效应,这两者在先前的计算中都被忽略。我们发现,在末态中子能谱中,准自由峰(QF)与末态相互作用峰(FSI)之比的手征展开收敛得很好。我们对全光谱的三阶计算已经精确到5%以上。因此,在± 0.8fm水平上,使用我们在其现阶段的计算从整个π- d -> nn γ谱的形状中提取a_nn是可能的。仅对FSI峰的拟合将允许提取理论不确定度为+-0.2 fm的a_nn。影响,有助于这些错误的酒吧进行了调查。$nn$再散射波函数中的不确定性占主导地位。这表明,最近的π- d -> n n γ测量的引用的理论误差± 0.3 fm可能是乐观的。简要讨论了约束神经网络再散射波函数在我们的计算中使用更紧密,从而减少误差的可能性。
2005-12-08 nucl-ex nucl-th
Reconstruction of high-energy part of gamma-ray spectrum in thermal neutron capture by $^{113}$Cd
以mb/MeV为单位评估热中子俘获在$^{113}$ Cd中之后的平均伽马射线谱$^{114}$ Cd。两种方法被认为是估计的平均γ射线谱与实验数据的归一化:平均谱的所有γ能量被发现通过平均频率多边形的实验数据直方图,和平均谱估计的组合在低γ射线能量的理论值和平均实验数据在高能量范围。实验谱由Mheemeed等人[A. Mheemeed等人,Nucl.Phys.A412(1984)113]和Belgya等人[T. Belgya等人,EPJ Web of Conf.146(2017)05009]。将它们归一化为使用EMPIRE和TPERS代码计算的平均理论光谱。描述了光谱的高能部分的归一化过程。给出了热中子诱导的$^{113}$ Cd(n,{x $γ$ })反应的$γ$ -谱估计.
2022-02-28 nucl-ex nucl-th