Nuclear reactor fissile isotopes antineutrino spectra
在1988-1990年的中微子探测实验中,我们测量了质子反β衰变反应的正电子能谱。测量的光谱具有最大的统计数据和最低的能量阈值,与当时在核反应堆进行的其他中微子实验相比。根据正电子能谱恢复了典型反应堆燃料成分的标准反中微子能谱。在所提出的分析中,使用特定方法提取形成该标准光谱的部分光谱。它们可用于在任何堆芯燃料成分下进行的中微子实验数据分析。
2012-07-30 hep-ph nucl-ex nucl-th
Model-Independent Determination of Isotopic Cross Sections per Fission for Reactor Antineutrinos
模型无关的反应堆同位素截面每次裂变的反应堆反中微子数据的全球拟合确定从高浓缩铀(HEU)反应堆率,低浓缩铀(LEU)反应堆率,和反应堆燃料演化数据。考虑到低浓铀堆数据中$^{239}\rm{Pu}$和$^{241}\rm{Pu}$裂变分数之间的隐式准线性关系,得到了可裂变同位素$^{235}\rm{U}$、$^{238}\rm{U}$和Pu的反β衰变(IBD)产额及其关联式。数据驱动的同位素IBD产量提供了一个异常的反应堆同位素截面每裂变,其中预期的反应堆IBD产量的精度优于1%的模型,可以实现为未来的实验。
2022-03-10 hep-ex hep-ph nucl-th
Deuteron disintegration by reactor antineutrinos
电子中微子和核子之间存在一种新的相互作用,这种相互作用已经通过与太阳中微子有关的所有可观测过程的理论和实验结果之间的良好一致得到了令人信服的证实,这种相互作用也不可避免地表现在反应堆反中微子中性流引起的氘衰变中。在本文中,这样的蜕变的分析和数值特性。注意力被提请到寻找中子登记效率的问题,讨论了在萨德伯里中微子天文台的实验准备和一些特殊的研究,淬火气体的作用,正比计数器与氦-3和三个进行反应堆实验重水。
2019-12-24 hep-ph nucl-th
Neutron capture and the antineutrino yield from nuclear reactors
我们确定了一个新的,通量相关的修正反中微子光谱在核反应堆中产生的。某些衰变链产生反中微子的核素的丰度高于反β衰变的阈值,与绝大多数产生反中微子的核素不同,它们的衰变率与裂变率直接相关。我们已经确定了这些所谓的非线性核素中的四种,并确定它们在低于3.2MeV的低能量下导致反中微子过剩,这取决于反应堆热中子通量。我们开发了一个分析模型的校正的大小,并将其与各种真实的现有反应堆的详细反应堆模拟的结果进行比较,跨越3个数量级的中子通量。在典型的压水反应堆中,所得到的校正可以达到低能通量的0.9%,这在大小上与其他已知的来自乏核燃料的低能校正和非平衡校正相当。对于舰用反应堆,非线性校正可达10%。
2015-10-30 hep-ex hep-ph nucl-ex
Reevaluating Reactor Antineutrino Anomalies with Updated Flux Predictions
使用两个更新的预测裂变产生的反中微子通量的核反应堆中存在的不育中微子的提示重新检查。这些新的预测分歧,在他们的偏好率赤字异常,相对于以前的分析,但异常的比例测量反中微子光谱仍然存在。我们评论即将进行的实验和他们的能力,探测的首选区域的无菌中微子参数空间中的电子中微子消失通道。
2019-09-20 hep-ex hep-ph nucl-ex
Reactor Neutrino Spectra
本文综述了反应堆发射的反中微子谱。了解这些及其相关的不确定性对于中微子振荡研究至关重要。迄今为止使用的光谱已经通过将测量的电子光谱转换为反中微子光谱或通过使用现代数据库作为输入对构成光谱的所有数千个跃迁求和来确定。β衰变的次优势修正的不确定性困扰这两种方法,我们提供这些不确定性的估计。要改进反应堆反中微子谱的现有知识,需要新的实验。这种实验还将解决所谓的反应堆中微子异常和在最近的高统计反应堆中微子实验中测量的反中微子光谱中观察到的肩的可能来源。
2016-05-06 hep-ph nucl-th
Theory of Antineutrino Monitoring of Burning MOX Plutonium Fuels
这封信介绍了反应堆反中微子监测的物理和可行性,以验证反应堆中作为混合氧化物(MOX)燃料装载的钚的燃耗。它审查了不同混合氧化物燃料预期的反中微子信号的幅度和时间变化,以便进行核问责制和保障监督。反应堆级和武器级混合氧化物的反中微子信号与燃烧低浓铀的反中微子信号不同。因此,反中微子监测可用于核查反应堆中钚的销毁情况,尽管核查正在燃烧的钚的等级更具挑战性。
2011-10-03 hep-ex nucl-ex nucl-th
Sterile Neutrinos and the Global Reactor Antineutrino Dataset
我们提出了截至2019年秋季的可用反应堆反中微子数据集的全球拟合结果,以确定全球对第四个无菌中微子的偏好。我们分别考虑了测量积分逆β衰变(IBD)率的实验和测量IBD事件在一个或多个位置的能谱的实验。使用的软件是新开发的GLoBES fit工具集,该工具集基于公开可用的GLoBES框架,并将作为开放源码软件发布。
2020-06-08 hep-ex hep-ph nucl-ex
Origin of Reactor Antineutrino Anomaly
针对2011年发现的反应堆反中微子反常(观测反β衰变率低于理论预期),本文提出原子核β衰变会产生右手和左手反中微子,而现有转换过程仅对应右手反中微子,解释了理论与实验的差异。
2025-04-15 hep-ex hep-ph nucl-th
Possible origin of shoulder in the reactor antineutrino spectrum
测量的$^{238}U$集成电子光谱的重新分析揭示了一个形状不匹配相对于所谓的从头计算和比例相似,以及与最近观察到的反应堆反中微子肩或隆起约5 MeV的提示能量时,绘制在一个缩小的规模,其中的前两个时刻(面积和平均值)的频谱是相同的(KNO型缩放)。然而,在其他锕系元素如$^{235}U$和$^{239,241}Pu$同位素的情况下看不到这样的隆起。由于$^{238}U$中隆起的大小与实验观测值相当,所以除非其他铀和钚同位素也有类似的贡献,否则$^{238}U$不可能是唯一的异常源。因此,强烈建议,铀和钚同位素的积分电子能谱,特别是在$6$ MeV至$8$ MeV能量范围内的积分电子能谱,可能有来自反应堆中子能谱较硬部分的额外贡献,这可能不存在于热测量中。
2017-11-08 hep-ph nucl-th
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
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
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
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
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
Reevaluating reactor antineutrino spectra with new measurements of the ratio between $^{235}$U and $^{239}$Pu $β$ spectra
我们报告的反应堆反中微子能谱的基础上,新的相对测量的比例$R=\!^{e}S_5/^{e}S_9$之间的累积$β$光谱从$^{235}$ U和$^{239}$ Pu,在库尔恰托夫研究所(KI)的研究反应堆进行的再分析。观察到与劳厄-朗之万研究所(ILL)测量的$β$光谱的差异,表明ILL比稳定超过$1.054\pm0.002$倍。我们找到了$^{235}$ U和$^{239}$ Pu:$(^5σ_f/^9σ_f)_{KI} = 1.45 \pm 0.03$每次裂变的反β衰变截面之间的比值,然后重新评估了$^{235}$ U和$^{238}$ U的转换反中微子谱。我们的结论是,新的预测与大亚湾和STEREO实验的结果是一致的。
2021-05-28 hep-ph nucl-ex nucl-th
Sensitivity to sterile neutrino mixing using reactor antineutrinos
反应堆反中微子被用来精确测量3-中微子模型中的振荡参数,也被用来研究3 $+$ 1中微子框架中的活动-无菌中微子混合灵敏度。本文研究了利用反应堆产生的电子反中微子($\overlineν_e$)在印度闪烁体反中微子实验装置(ISMRAN)中寻找无菌中微子的可行性。所谓的3 $+$ 1方案被认为是活跃的无菌中微子混合,这导致预计排斥曲线的无菌中微子质量和混合角平面。考虑反应器和检测器相关参数进行分析。结果表明,利用热功率为100 MW $_{th}$的DHRUVA反应堆产生的中微子,在90 $\%$置信水平下,ISMRAN装置可以观测到$\sin^{2}2θ_{14} \geq$ 0.064和$Δm^{2}_{41}$ = 1.0 eV $^2$的活动-无菌中微子混合灵敏度。还观察到,通过将ISMRAN探测器装置放置在距离热功率为1250 MW的紧凑型原型快增殖堆(PFBR)设施20 m处,在相同的$Δm^{2}_{41}$下,活性无菌中微子混合参数$\sin^{2}2θ_{14}$显着改善至$\sim$ 0.03 $_{th}$。
2019-02-04 hep-ph nucl-ex nucl-th
Revealing Fine Structure in the Antineutrino Spectra From a Nuclear Reactor
利用求和法计算了核反应堆反β衰变(IBD)反中微子谱,分析了由于单个裂变产物衰变而导致的对光滑Huber-Mueller模型的偏离,指出绘制两个相邻谱点的比值可以有效地揭示这些偏离.我们得到,对于0.1兆电子伏或更低的分仓能量,由于个别反中微子光谱的锯齿状性质的光谱中的突然变化,可以观察到高精度的实验。令人惊讶的是,我们的计算还揭示了在4.5 MeV的相邻点比率图中的峰值特征,即使具有0.25 MeV的合并间隔,我们在2016年发布的IBD大亚湾频谱中发现了这一点。我们表明,这4.5 MeV的功能是由四个裂变产物,95 Y,98,101 N和102 Tc的贡献。这将是第一个在IBD反中微子谱中从核反应堆中衰变一些裂变产物的证据。
2017-10-16 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
Ab initio calculations of reactor antineutrino fluxes with exact lepton wave functions
新的\textit{ab initio}计算的同位素反应堆反中微子通量的轻子波函数的精确数值计算,假设所有的衰变分支被允许GT过渡。结果表明,解析费米函数和有限尺寸效应都能使$\mathcal{O}(10\%)$产生最大的光谱偏差,而两者的结合效应则能使光谱偏差达到5%~ 10%.同时,我们还发现,几种形式的扩展电荷分布对光谱变化的影响可以忽略不计。使用最先进的核数据库,与通常的\textit{ab initio}计算相比,使用分析单β衰变谱,我们的新计算显示了相当大的,但相反的光谱偏差在2%-4%的水平,为累积的反中微子和电子的能量谱,这可能部分有助于在高能反中微子范围内观察到的光谱过剩。最后,我们观察到β衰变谱解析近似的{偏置}对所有四种可裂变同位素都是相当普遍的。
2021-01-05 hep-ex hep-ph nucl-th
New Realization of the Conversion Calculation for Reactor Antineutrino Fluxes
验证有效的转换方法在反应堆反中微子通量计算检查使用\textit{ab initio}计算的电子和反中微子光谱从国家的最先进的核数据库。结果表明,忽略允许跃迁和禁戒跃迁之间的β衰变分支的形状变化将导致总的反β衰变产额和能谱分布的显著偏差。我们提出了一种新的实现的转换方法与允许和禁止的虚拟分支,并将其应用于两个\textit{simulated}数据从核数据库和\textit{real}数据从ILL的裂变测量数据中的允许和禁止衰变的统计特性。发现了两种主要的不确定性来源,事实证明,如果在高终点能量范围内可以获得准确的β衰变信息,则转换计算的新实现可以大大减少速率和光谱偏差,从而提供反中微子通量的可靠预测。
2019-08-23 hep-ex hep-ph nucl-th
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
Systematic Uncertainties in the Analysis of the Reactor Neutrino Anomaly
我们研究反应堆中微子异常的分析中的不确定性,其中有人建议,只有约94%的发射的反中微子通量在短基线实验中检测到。我们发现,对于30%来自禁戒衰变的通量来说,导致异常的修正形式非常不确定。这种不确定性是从四个方面估计的,与异常的大小一样大,如果不对反中微子通量进行精确的直接测量,这种不确定性就不太可能减少。由于目前缺乏对禁戒跃迁结构的详细了解,不可能将测量到的聚合裂变β谱转换为反中微子谱,以达到推断异常所需的精度。基于原始异常的中微子物理学结论需要重新审视,假设反中微子通量已知优于约4%的振荡分析也需要重新审视。
2014-04-05 hep-ph nucl-th
Deficit of reactor antineutrinos at distances smaller than 100 m and inverse beta-decay
通过改变轴向耦合常数λ =-1.2694和λ =-1.2750的中子寿命τ_n = 885.7 s到τ_n = 879.6 s,分析了在小于100 m的距离上反应堆反中微子亏损的变化。以便得到对应于新的世界平均值τ_n = 880.1(1.1)s的结果。考虑到“弱磁性”和中子反冲对大重子质量展开中次领先级的贡献以及α/π~ 10^(-3)级的辐射修正,我们计算了反β衰变的角分布和截面.我们得到的反应堆反中微子赤字增加约0.734%。
2013-11-14 hep-ex hep-ph nucl-th
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
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
Theory of inverse beta decay for reactor antineutrinos
Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院理论物理研究所);Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院高能物理研究所);China Center of Advanced Science and Technology(中国高等科学技术中心)
本文提出了反应堆反中微子逆贝塔衰变的精确理论计算,包括辐射修正和多种相互作用修正,为高精度实验提供理论支持。
2026-09-28 hep-ex hep-ph nucl-ex
Active-sterile neutrino mixing constraint using reactor antineutrinos with the ISMRAN set-up
在这项工作中,我们提出了一个分析的敏感性,以活跃的无菌中微子混合与印度闪烁体矩阵反应堆反中微子(ISMRAN)的实验设置在很短的基线。在这篇文章中,我们考虑了测量电子反中微子感生事件采用一个单一的探测器,可以放置在一个单一的位置或移动之间的近和远的位置从给定的反应堆堆芯。在后一种情况下提取的结果是独立的反应堆反中微子光谱和检测器相关的系统不确定性的理论预测。我们的分析表明,从在近和远探测器位置的组合进行的测量获得的结果显着改善在更高的$Δm^{2}_{41}$相比,在一个单一的探测器位置的测量获得的。据发现,从100兆瓦$_{th}$功率DHRUVA研究堆堆芯的近,远探测器的位置的最佳组合分别为7米和9米,其中ISMRAN设置可以排除在范围1.4 $eV^{2} \leq Δm^{2}_{41} \leq$ 4.0 $eV^{2}$的反应堆反中微子异常区以及目前的最佳拟合点的活性-无菌中微子振荡参数。在这些探测器位置的组合下,ISMRAN装置可以观察到具有95 $\%$置信水平的活跃无菌中微子振荡,条件是对于1吨-年的曝光,$Δm^{2}_{41}$处的$\sin^{2}2θ_{14}\geq 0.09$ = 1 eV $^{2}$。将探测器放置在距热功率为1250 MW $_{th}$的紧凑型原型快增殖堆堆(PFBR)近、远距离分别为15 m和17 m处,在相同曝光量下,可使活性…
2020-07-21 hep-ph nucl-ex nucl-th
Constraints on Two-Body Axial Currents from Reactor Antineutrino-Deuteron Breakup Reactions
我们讨论了如何减少理论上的不确定性,在中微子-氘分裂截面的萨德伯里中微子天文台的努力,以测量太阳中微子通量的关键。在有效场论中,所有中微子-氘核反应的主要不确定性都可以用一个由$L_{1,A}$参数化的单一的、公共的、等矢量轴向两体流来表示。在简要回顾了实验上修正$L_{1,A}$的现状后,我们提出了一个由现有反应堆反中微子-氘分裂数据对$L_{1,A}$施加的约束。仅这一限制就导致了萨德伯里中微子天文台相关截面中7 MeV中微子能量的6-7%的不确定性。然而,对萨德伯里实验来说,更重要的是,这个约束意味着在相同能量下,用于验证中微子振荡存在的带电电流与中性电流截面之比的不确定性只有0.7%。这是唯一的直接实验约束从两体系统,到目前为止,在这些横截面的不确定性。
2002-10-17 astro-ph hep-ph nucl-ex