Extruded Plastic Scintillation Detectors
作为降低塑料闪烁探测器成本的一种方法，市售的聚苯乙烯颗粒已用于生产可挤出成不同型材的闪烁材料。讨论了原材料的选择。介绍了两种向聚苯乙烯颗粒中添加波长漂移掺杂剂和挤出塑料条带的技术。光产额和透射率测量的数据。
1999-04-05 physics.ins-det
Amplification and Scintillation Properties of Oxygen-Rich Gas Mixtures for Optical-TPC Applications
我们研究了含氧混合气体中雪崩的电子放大和光发射。在这项工作中研究的混合物包括，除其他外，CO2和N2O与三乙胺（TEA）或N2混合。研究了双台阶平行能隙倍增器（DSPG）和厚气电子倍增器（THGEM）。从CO2+N2和CO2+TEA测量到高光产额，尽管具有不同的发射光谱。我们观察到N2和TEA的特征波长发射，并使用聚合物波长移位器将TEA紫外光转换为可见光谱。这些测量的结果表明，在TPC目标探测器设计的研究的截面的16 O（g，a）12 C反应，在核天体物理学的中心问题的电离轨道的光学记录的适用性。
2006-05-27 astro-ph nucl-ex nucl-th
Scintillation light production, propagation, and detection in the 4-ton dual-phase LAr-TPC demonstrator (data analysis and simulations)
深层地下中微子实验（DUNE）远探测器（FD）将由四个10千吨液态氩（LAr）时间投影室（TPC）组成，使用单相和双相技术。双相技术预见到在信号收集之前在气相中的电荷放大，并且遵循分阶段的方法来证明其在DUNE FD规模上的可行性。2017年，一个3 x 1 x 1 m $^3$体积的4吨演示器暴露于宇宙μ子，并在电荷提取和光收集方面展示了预期的性能。一个更大的原型（ProtoDUNE-DP），有效体积为6x6 x6米$^3$，目前正在欧洲核子研究中心调试。在这些探测器中的光子探测系统是至关重要的，以提供触发信号，给出一个绝对的时间参考的电荷采集系统的罕见的非束事件，并提供补充量热法。概述了对4吨演示器中收集的光的分析。这些原型证实了光检测系统的性能，以基于闪烁光信号提供触发，表征LAr对交叉μ子的响应并监测LAr纯度。分析的数据进行了比较与MC模拟，以改善了解较少的LAr光学参数，如瑞利散射长度的值。
2019-11-15 physics.ins-det
Scintillation Timing Characteristics of Common Plastics for Radiation Detection Excited With 120 GeV Protons
必须了解斩波器的时序特性，以确定它们适用于哪些应用。聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是具有不寻常闪烁特性的常见塑料。在这里，我们报告的时间特性的PEN和PET，确定通过激发它们与120 GeV的质子。测试束由费米国家加速器实验室提供，加速器在费米实验室测试束设施进行测试。PEN和PET的主要衰减常数分别为34.91 ns和6.78 ns。
2019-12-20 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Plastic scintillation detectors for precision time-of-flight measurements of relativistic heavy ions
用于飞行时间（TOF）测量的塑料闪烁探测器对于相对论稀有同位素的逐事件识别几乎是必不可少的。在这项工作中，一对塑料闪烁探测器的50 $\times$ 50 $\times$ 3 $^{t}$毫米$^3$和80 $\times$ 100 $\times$ 3 $^{t}$毫米$^3$已设置在外部目标设施（ETF），近代物理研究所。用400 MeV/核子的$^{18}$ O原束测量了它们的时间、能量和位置响应。经过离线步移效应和位置校正后，两个探测器的时间分辨率分别为27 ps（$σ$）和36 ps（$σ$）。两种探测器具有几乎相同的能量分辨率3 $\%$（$σ$）和位置分辨率2 mm（$σ$）。该探测器已成功地用于核反应截面测量，并将用于IMP的RIBLL 2束线升级和HIAF的高能分支。
2016-09-28 nucl-ex physics.ins-det
Development of a fast plastic scintillation detector with time resolution of less than 10 ps
在现代核物理实验中，具有良好时间分辨率的时间拾取探测器是必不可少的。以研制精度可达10 ps的飞行时间测量系统为目标，系统地研究了由塑料发光管和光电倍增管组合而成的飞行时间探测器的时间特性。对于面积为3 × 1cm ~ 2的探测器，采用传统的电子学方法，获得了约5.1ps（σ）的最佳时间分辨率。研究发现，对于数据数字化，TAC和ADC的组合可以实现比当前可用的TDC更好的时间分辨率。同时测量时间和脉冲幅度对校正时间游走效应是非常有价值的。
2016-01-30 nucl-ex physics.ins-det
Plastic Scintillation Detectors for Time-of-Flight Mass Measurements
快速定时探测器是不稳定核飞行时间（ToF）质量测量实验装置中的重要组成部分。我们已经升级了闪烁体探测器在国家超导回旋加速器实验室（NSCL）的实验中使用的光电倍增管，读出他们的光信号的数量增加到4个探测器，并在一个测试实验与$^{48}$钙束在NSCL的特点。新探测器的时间分辨率（$σ$）达到7.5 ps。我们系统地研究了影响其时序性能的不同因素。此外，我们评估了使用定时信息在闪烁体上定位命中点的能力，并获得了对于明确定义的射束点低于1 mm的分辨率（$σ$）。
2020-05-03 nucl-ex physics.ins-det
Observation of the Dependence of Scintillation from Nuclear Recoils in Liquid Argon on Drift Field
我们用美国Notre Dame结构与核天体物理研究所生产的低能脉冲窄带中子束辐照双相液氩时间投影室（LAr-TPC），研究了LAr-TPC中反冲核的闪烁光产额。布置液体闪烁计数器以检测和识别LAr-TPC靶中散射的中子并选择反冲核的能量。本文报道了11 keV核反冲产生的液氩闪烁对漂移场的显著依赖性。这一观察结果很重要，因为迄今为止，对稀有液体TPC暗物质搜索灵敏度的估计是基于这样一个假设，即电场对核反冲的光产额只有很小的影响。
2013-12-16 hep-ex physics.ins-det
Plastic scintillation detectors for dose monitoring in digital breast tomosynthesis
塑料电离器探测器（PSD）已被研究作为剂量计，因为它们提供了一个具有成本效益的替代传统的电离室。在Siemens Mammomat断层扫描仪上对两种不同的峰值千伏：26 kV和35 kV进行能量依赖性的测量和分析。两个PSD显示出良好的线性，为每个能量考虑，几乎没有能量依赖性。
2017-07-05 physics.ins-det
A Dual-phase Xenon TPC for Scintillation and Ionisation Yield Measurements in Liquid Xenon
一个小规模的两相（液体/气体）氙时间投影室（Xurich II）已在苏黎世大学设计、建造并投入运行。其主要目的是研究能量低于50 keV的液态氙中粒子相互作用的微观物理，这与使用氙作为靶材料的稀有事件搜索有关。在这里，我们详细描述了检测器，其相关的基础设施，以及为处理和分析数据而开发的信号识别算法。我们提出了新仪器的第一个特征与校准数据从内部83 m-Kr源。零场光产额分别为15.0和14.0光电子/keV，在9.4 keV和32.1 keV，在1 kV/cm的电子漂移场的相应值分别为10.8和7.9光电子/keV。在这些能量下的电荷产率为28和31电子/keV，其中每一个电子提取到气相中的比例闪烁产率为24个光电子，电子寿命为200 $μ$ s。相对能量分辨率，$σ/E$，分别为11.9%和5.8%，在9.4 keV和32.1 keV，使用闪烁和电离信号的线性组合。我们得出结论，在各种电场的电子漂移速度的测量，并比较这些文献值。
2017-12-22 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
Measurement of the attenuation length of argon scintillation light in the ArDM LAr TPC
本文报道了ArDM暗物质实验中吨级液氩靶中闪烁光衰减长度的测量结果。数据记录在实验的第一次地下操作中，以单相操作模式进行。通过比较来自39-Ar和83 m-Kr的光产额光谱与具有全光线追踪模型的ArDM设置的描述来实现结果。一个相对较低的值接近0.5米被发现的衰减长度的液氩散装到自己的闪烁光。我们将此结果解释为液态氩中存在光学活性杂质，这些杂质未被安装的纯化系统过滤。我们还提出了用于填充的氩气的分析，并讨论了各种分子在真空紫外线中的截面，以满足大型液氩装置的纯度要求。
2016-11-08 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Proportional scintillation in liquid xenon: demonstration in a single-phase liquid-only time projection chamber
本文在小型单相纯液氙 TPC 中利用 83mKr 信号验证液相 S2 比例闪烁，测得最高 g2 增益及电子漂移、扩散参数，证明该类探测器可成功运行。
2024-09-18 physics.ins-det
Multi-layer plastic scintillation detector for intermediate- and high-energy neutrons with $\it{n}$-$γ$ discrimination capability
本文报道了一种新型的堆结构固体有机闪烁体（S $^4$）中子探测器的研制和实验结果。它由多层塑料闪烁体组成，具有抑制低能$γ$射线的能力。为了实现$\it{n}$ - $γ$区分，我们利用闪烁体材料中中子和$γ$射线的相互作用产生的次级带电粒子的范围的差异。塑料闪烁体层的厚度是基于使用Geant 4工具包的Monte Carlo模拟的结果来确定的。层厚度为5 mm时，我们在5 MeV $_{\rm ee}$阈值设置下实现了中子和$γ$射线之间的良好分离。我们还确定了探测效率使用单能中子在两个能量产生的$\it{d}$ + $\it{d}\to\it{n}$ + $^{3}$ He反应。计算结果与Geant 4采用Li $\grave{\rm e}$ ge核内级联强子模型（INCL++）和高精度低能中子相互作用模型（NeutronHP）的模拟结果吻合较好。
2017-07-28 nucl-ex physics.ins-det
Time and band-resolved scintillation in time projection chambers based on gaseous xenon
我们提出了一个系统的研究时间和波段分辨闪烁氙基时间投影室（TPC），同时进行初级（S1）和次级（S2）组件在一个小的，纯度控制，设置。我们探讨了一系列普遍的学术兴趣的条件，重点是那些与当代TPC相关的条件：压力范围（[1- 10] bar），减压电场（漂移区（S1）中为[0-100] V/cm/bar，倍增区（S2）中为比例闪烁区），波长带（[145-250]，[250-400]，[400-600] nm）和初级激发（$α$，$β$ -颗粒）。注意的可能性，非传统的闪烁机制，如第三连续发射，复合光从$β$ -电子在高压下（S1），发射从高躺激发态和中性韧致辐射（S2）。时间常数，特别是，闪烁产额已获得作为电场和压力的函数，后者由Geant 4模拟辅助。
2022-01-26 physics.ins-det
Liquid Hole-Multipliers: A potential concept for large single-phase noble-liquid TPCs of rare events
提出了一种新的大体积单相贵液TPC探测器的概念。用浸没在惰性液体中的液体空穴倍增器（LHM）探测辐射感生的双折射光和电离电荷。后者可以由级联的气体电子倍增器（GEM）、厚气体电子倍增器（THGEM）电极或其他电极组成，涂覆有CsI UV光电阴极。在CsI上由贵金属液体中的初级闪烁引起的光致电子和与事件相关的漂移电离电子主要通过电致发光在级联元件中被放大，并且可能通过在孔内发生的额外的适度雪崩被放大。所产生的电荷信号或光脉冲分别记录在阳极垫上或用光电传感器（例如，气体光电倍增管（GPM））记录。潜在的负担得起的解决方案，提出了多吨暗物质探测器，公开的问题，制定验证这个梦想。
2013-03-18 physics.ins-det
Towards a liquid Argon TPC without evacuation: filling of a 6 m^3 vessel with argon gas from air to ppm impurities concentration through flushing
在本文中，我们提出了一个成功的实验测试填充体积为6米$^3$与氩气，从正常的环境空气和减少杂质含量下降到几个百万分之一（ppm）的氧当量。通过测量Ar气体的闪烁光的慢分量直接监测该污染水平，该慢分量对直接影响氩闪烁的杂质的{ \it all}源敏感。
2010-09-22 physics.ins-det
A comparison between scintillation light Analog and Digital trigger for large volume Liquid Argon Time Projection Chambers
大体积液氩时间投影室（LAr-TPC）被用于中微子物理和稀有事件研究。这些探测器大多利用液态氩的闪烁光作为触发器。可以采用两种不同的方法来为这些检测器提供有效的触发系统，这依赖于对来自光电检测器（如光电倍增管或硅光电倍增器）的信号的模拟或数字处理。每种方法都有各自的优点和缺点，因此混合解决方案的实现可以从这两种方法中受益。为此，一个创新的电子板原型已被设计和提出用于大容量LAr-TPC探测器。
2020-04-10 hep-ex physics.ins-det
A remote reactor monitoring with plastic scintillation detector
考虑到塑料闪烁体棒作为强探测器用于反应堆远程监测和核保障应用的可能性，我们采用蒙特卡罗模拟研究了预期的基本性能。我们提出的初步结果为1立方米的高度分段检测器由100个矩形闪烁条形成一个阵列，夹在两侧的连续光导，使所有的光电探测器之间的光共享。考虑不同的闪烁块几何形状和光电探测器的数量，计算了几种光收集配置的光探测效率。光电探测器信号形成特定的撞击图案，其表征撞击颗粒。命中模式的统计分析允许有效地选择反中微子事件和拒绝背景。为了评估探测器对燃料燃烧循环中燃料同位素组成演化的灵敏度，我们计算了反中微子谱。在1 MeV能量分辨率下，对几个燃料燃烧周期的反中微子谱进行了统计分析，结果表明，该探测器可以测量燃料循环过程中的组分变化。
2016-10-19 physics.ins-det
Recent updates on the ArDM project: A Liquid Argon TPC for Dark Matter Detection
ArDM是新一代的WIMP探测器，它将同时测量液体氩的闪烁和电离产生的光和电荷。我们的目标是建造、表征和操作1吨液氩地下探测器。该项目依赖于将电离产生的电子从液体提取到检测器的气相中的可能性，以放大并用大型电子倍增器检测器读出。氩VUV闪烁光必须用波长移位器（例如四苯基丁二醇）转换，以便由具有双碱光电阴极的光电倍增管检测。本文介绍了基于LEM的电荷读出和光读出系统的研究与开发情况，以及首次在全尺寸探测器上进行的温、冷氩气光读出试验。
2008-10-24 physics.ins-det
Secondary scintillation yield of Xenon with sub-percent levels of CO2 additive: efficiently reducing electron diffusion in HPXe optical TPCs for rare-event detection
我们已经测量了Xe-CO2混合物的电致发光（EL）产率，CO2浓度低于百分之一。我们表明，EL生产仍然是高的，在这些混合物中，70%和35%，相对于在纯氙气中产生的，CO2浓度约0.05%和0.1%，分别。在EL生产的能量分辨率的统计波动的贡献随着CO2浓度的增加而增加，并且对于我们的气体比例闪烁计数器，它小于浓度低于0.1%CO2的Fano因子的贡献。Xe-CO2混合物是基于EL信号放大的TPC中纯氙的重要替代物，其应用于稀有事件探测的重要领域，例如定向暗物质、双电子捕获和双β衰变探测。将CO2以0.05-0.1%的水平添加到纯氙中可以将电子扩散的尺度从10 mm/sqrt（m）显著降低到2.5 mm/sqrt（m），通过初级电离尾迹的拓扑结构的模式识别，对事件的HPP-TPC辨别效率具有高影响。
2017-04-13 physics.ins-det
Optimization of light yield by injection of the optical filler into the co extruded hole of plastic scintillation bar with WLS fiber in it
给出了用宇宙μ子测量2米长挤压闪烁棒（条）的光产额随不同光收集技术选择的距离的变化的结果。闪烁条截面几何形状是在具有2%PTP和0.03%POPOP掺杂剂的聚苯乙烯塑料闪烁体上制成的三角形，挤出有2.6 mm直径的孔并在ISMA（Kharkov，Ukraine）生产。实验结果表明，将光学透明树脂（BC 600或CKTN MED（E））通过特殊工艺插入到与1.0 mm或1.2 mm波长移位（WLS）光纤Kuraray Y11（200）MC共挤的孔中，可使光收集效率提高1.6倍。1.9关于“干”的问题
2016-04-08 hep-ex physics.ins-det
Preliminary Design of a FADC Readout System for the Alpha/Beta Discrimination in a Large Area Plastic Scintillation Detector
本文介绍了一种基于EJ 444闪烁探测器和波长位移光纤读出器的自来水$α/β$剂量监测系统的FADC读出系统。读出系统包含双采样通道，可提供高达1 GSPS的采样速率、14位垂直分辨率和足够的有效位数（10 MHz时为9.7位），这对于区分alpha/beta信号之间的最小差异是最佳的。此外，该系统基于ZYNQ SoC，可提供高数据吞吐速度，低延迟和出色的灵活性。在判别算法方面，采用简单的最小二乘分类方法对$α/β$信号进行了判别，并显示出较高的判别能力。此外，对前端电子学和高压电源模块也作了简要介绍。
2020-10-27 physics.ins-det
First results of a large-area cryogenic gaseous photomultiplier coupled to a dual-phase liquid xenon TPC
我们讨论了低温气体光电倍增管（GPM）的发展的最新进展，可能用于暗物质和其他稀有事件的搜索使用贵液体目标。我们目前的结果，从10厘米直径的GPM耦合到双相液体氙（LPERS）TPC，证明-第一次-的可行性，记录主要（“S1”）和次要（“S2”）的闪烁信号。该探测器包括三重厚气体电子倍增器（THGEM）结构，第一个元件上有碘化铯光电阴极;它被证明在180 K下稳定工作，增益超过10^5，即使在存在包含数千个光电子的大α粒子诱导的S2信号的情况下也能提供高的单光子探测效率。以1.2 ns（RMS）的时间分辨率记录S1闪烁信号。5.5 MeV α粒子的S2电致发光的能量分辨率（σ/E）为~ 9%，这与在具有PMT的XENON 100 TPC中获得的能量分辨率相当。结果进行了讨论的背景下，潜在的GPM部署在未来的多吨贵液探测器。
2015-08-03 physics.ins-det
Gamma dose rate monitoring using a Silicon Photomultiplier-based plastic scintillation detector
塑料闪烁探测器是一种高效、经济、可定制的解决方案，可用于核安全、环境辐射调查、放射性和核事故响应（RNe）以及辐射防护剂量测定等背景下的伽马辐射场评估。诸如硅光电倍增器二极管（SiPM）的固态光读出技术的特征在于低操作电压、机械鲁棒性、紧凑尺寸和快速脉冲上升时间。由于这些固有的优点，硅光电倍增器二极管已经在这些应用的很大一部分中逐步取代基于光电倍增管的伽马检测技术。在这项实验研究中，伽马能量校准和剂量率计算算法进行了讨论，并实施到基于SiPM的平板伽马探测器（FPG）开发的Arktis辐射探测器有限公司（苏黎世，瑞士）。FPG探测器已在RNe技术研究项目的框架内部署和研究，涉及其在无人驾驶航空器和地面车辆（如无人机和机器人）上的使用。这项工作的出发点是，终端用户需要在现场操作时进行准确可靠的剂量率评估，特别是在RNe响应的情况下。结果是在实验室测量获得的伽马剂量率精度使用放射性核素源发射在0.059 - 1.333兆电子伏的伽马能量范围内，相比理论剂量率计算。
2021-12-07 physics.ins-det
TPB-coated Light Guides for Liquid Argon TPC Light Detection Systems
液氩时间投影室（LArTPC）中的光检测系统需要检测氩闪烁期间产生的128 nm光。大多数探测器使用四苯基丁二醇（TPB）将光波长转换到光电倍增管（PMT）可见的范围内。这些程序总结了涂覆有TPB基质的光导的特性，该基质在UV透射丙烯酸中比现有的LArTPC光收集系统更紧凑。
2013-07-30 hep-ex physics.ins-det
Performance of the ReD TPC, a novel double-phase LAr detector with Silicon Photomultiplier Readout
设计并建造了一个有效质量为185 g的双相氩时间投影室（TPC），用于反冲方向性（ReD）实验。ReD项目的目的是研究基于氩的TPC通过柱状复合对感兴趣的能量范围（20-200 keV $_{nr}$）内的核反冲的定向灵敏度，用于直接暗物质搜索。的关键新功能的ReD TPC是一个读出系统的基础上，低温硅光电倍增器，这是雇用和连续运行的第一次在氩TPC。在六个月的时间里，ReD TPC在各种操作条件下使用$γ$射线和中子源进行了调试和表征，证明了光学传感器的出色稳定性和结果的可重复性。TPC的闪烁增益和电离放大分别为$g_1 = (0.194 \pm 0.013)$ PE/光子和$g_2 = (20.0 \pm 0.9)$ PE/电子。电离闪烁信号的比率（S2/S1），有助于积极识别的候选人诱导的WIMPs定向信号，已被调查的核和电子反冲。在183 V/cm的漂移场下，对于大约60-90 keV $_{nr}$的核反冲，测量到12%的S2/S1色散，而对于沉积60 keV能量的电子反冲，测量到18%的S2/S1色散。这里报告的检测器性能满足所需的要求，以实现主要的科学目标的ReD实验中的方向性效应，由于柱状重组的搜索。在LAr的复合概率的唯象参数化，并用于建模的依赖性闪烁淬灭和电荷产量的漂移场之间的电子反冲50-500 keV和字段高达1000 V/cm。
2021-06-24 physics.ins-det
A Plastic Scintillation Muon Veto for Sub-Kelvin Temperatures
该研究开发了适用于亚开尔文温度的有机塑料闪烁体缪子 veto，用于表面稀有事件搜索实验，以降低缪子本底并提高灵敏度，并首次测量了相关热学及光输出特性。
2023-10-12 physics.ins-det
First Demonstration of the Use of LG-SiPMs for Optical Readout of a TPC
介绍了一种基于线性渐变硅光电倍增器（LG-SiPM）的时间投影室（TPC）光学读出的新方法。这是一个单光子敏感探测器，具有出色的定时和2D位置分辨率，由Fondazione Bruno Kessler，Trento（FBK）开发。LG-SiPM产生时变电压信号，用于重建TPC内部产生的电离轨迹的3D位置和能量。在这项工作中使用的TPC包含在100毫巴的压力下的室温CF $_4$气体，具有两个THGEM以产生二次闪烁光。准直的$^{241}$ Am源（Q $_α$ = 5.486 MeV）用于产生电离径迹。这些轨道的成功重建被证明，并通过不同的TPC内的轨道的几何特征的方法的一致性。能量重建和沉积的研究也进行了描述，证明了LG-SiPM作为一个潜在的选择光学TPC读出的可行性。
2020-12-14 physics.ins-det
Scintillation counter with MRS APD light readout
START是一种用于电离粒子的高效率和低噪声闪烁探测器，其开发目的是创建用于触发宇宙μ子的高颗粒系统。START中的闪烁光由MRS APD（具有金属电阻半导体结构的雪崩光电二极管）检测，其在盖革模式下工作，具有1 mm^2的敏感区域。START由一块15 x 15 x 1 cm^3的塑料板、两个MRS APD和两段波长偏移光纤组装而成，这些光纤堆叠在塑料内的圆形线圈中。前端电子卡直接安装在探测器上。实验结果表明，该方法具有良好的一致性，MIP配准效率在99%以上，图像均匀性好。START显示出约10^{-2} Hz的低固有噪声。如果这些探测器要大规模生产，START镶嵌阵列的成本估计在2-3 kUSD/m^2的中等水平。
2006-03-27 physics.ins-det
Evaluation of various planar gaseous detectors with CsI photocathodes for the detection of primary scintillation light from noble gases
稀有气体和液体是极好的闪烁剂，这为直接探测这些介质中由光子或粒子产生的初级闪烁光提供了独特的机会。该信号可以用于多种目的，例如作为TPC的启动信号或用于颗粒识别。通常使用光电倍增管（PM）来检测闪烁光。在我们以前的工作中，我们已经证明，昂贵的PM可以取代气体探测器与碘化铯光电阴极。这种探测器具有与最好的PM相同的量子效率，但同时便宜、简单并且具有高的位置和时间分辨率。本工作的目的是评价各种CsI光电探测器的平面型气体探测器，以选择最好的一种探测惰性气体和液体的初级闪烁光。
2001-06-21 physics.ins-det
Development of a Multi-Purpose Optical TPC for Neutron-Induced Reaction Studies at SARAF
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Soreq Nuclear Research Center（索雷克核研究中心）
开发一种基于CF4闪烁气体混合物的光学时间投影室（OTPC），结合快速光电探测器和高速光学读出，实现带电粒子轨迹的3D重建，以解决天体物理相关能量下中子反应截面约束不足的问题。
2026-05-29 physics.ins-det
Low Energy Electronic Recoils and Single Electron Detection with a Liquid Xenon Proportional Scintillation Counter
本文表征了单相液态氙比例闪烁计数器（LXePSC）对低能电子反冲的响应，实现了约1keV电子反冲的高效探测及单电子观测，讨论了其在反应堆中微子探测的潜在应用。
2023-06-19 physics.ins-det
First Demonstration of Imaging Cosmic Muons in a Two-Phase Liquid Argon TPC using an EMCCD Camera and a THGEM
大型两相液氩时间投影室（LAr TPC）是未来长基线中微子实验的一个建议选择。这项研究说明了使用EMCCD相机捕获在两相LAr TPC采用THGEM的单宇宙事件引起的光的可行性。Andor iXon Ultra 897 EMCCD相机通过硼硅酸盐玻璃观察口安装在Liverpool两相LAr TPC上。相机成功地捕捉到了由宇宙事件引起的THGEM孔产生的二次闪烁光。对不同EMCCD增益的相机的光收集能力进行了评估。对于64的THGEM增益和1000的EMCCD增益，以6的平均信噪比捕获清晰图像。结合相机图像、PMT信号和THGEM电荷数据，对宇宙μ子直线径迹进行了初步的三维重建。重建的宇宙μ子轨道被用来确定THGEM增益和校准EMCCD图像的强度水平。
2015-07-23 physics.ins-det
Electroluminescence collection cell as a readout for a high energy resolution Xenon gas TPC
AXEL是一种高压氙气TPC探测器，用于无中微子双β衰变研究。我们使用比例闪烁模式与一个新的电致发光光探测系统，以实现高能量分辨率的大型探测器。该检测器还具有跟踪能力，这使得显着的背景抑制。为了展示我们的检测技术，我们构建了一个10 L的原型检测器，充满了高达10 bar的氙气。在122 keV处，原型探测器获得的能量分辨率为4.0 $\pm$ 0.30 $\%$，外推到$^{136}$的$0νββ$衰变Q值时，对应于0.9 ~ 2.0%.
2017-11-24 hep-ex physics.ins-det
Portable neutron/gamma scintillation detector for status monitoring of accelerator-driven neutron source IREN
本文研制基于MAPD与塑料闪烁体的便携式中子/伽马计数器，用于IREN靶厅束流状态监测，并验证计数率随2–50 Hz加速器频率变化。
2023-04-26 nucl-ex physics.ins-det
Synthesis and processing of lithium-loaded plastic scintillators on the kilogram scale
合成和表征了可以区分伽马射线、快中子和热中子的塑料制冷剂，同时考虑了千克级加工和性能之间的平衡。这些权衡是由于包含0. Iwt. %的锂-6以能够检测热中子。公斤级塑料制冷剂的合成和加工需要考虑许多因素。首先，使用共聚单体（甲基丙烯酸）来溶解锂-6的盐，这允许热中子捕获反应，该反应在能量转移之后产生闪烁光。其次，考虑闪烁性能和可加工性，因为共聚单体含量的增加导致光输出的急剧下降。使用少量的共聚单体（小于或等于3 wt. %）导致更好的性能，但需要高的加工温度。在大规模下，这些高温可能引发放热聚合，导致过早固化和/或缺陷。共聚单体的有害影响可以通过使用间三联苯作为主要染料而不是传统上用于有机染料的2，5_二苯基恶唑（PPO）来减轻。最后，控制固化环境以避免缺陷如开裂和变色，同时在固化期间保持掺杂剂的溶解度。对于由千克级批次的前体生产的闪烁器，表征了闪烁光的有效衰减。
2023-01-10 physics.ins-det
Detection of the primary scintillation light from dense Ar, Kr and Xe with novel photosensitive gaseous detectors
结合电荷或次级闪烁信号的初级闪烁光的检测是确定事件t=0以及填充有惰性气体和/或冷凝惰性气体的大质量TPC检测器中的粒子/光子分离的有效技术。这项工作的目的是证明，昂贵的光电倍增器可以取代廉价的新型光敏气体检测器：线计数器，GEM或玻璃毛细管与碘化铯光电阴极耦合。我们已经进行了系统的测量与Ar，氪和氘气在1-50大气压范围内的压力，以及一些初步的测量与液体氘和液体Ar。与气体探测器，我们成功地检测闪烁光产生的22千电子伏的X射线的效率接近100%。我们还检测到的闪烁光产生的BS（5千电子伏的沉积能量）的效率接近25%。22 keV伽马射线闪烁的成功探测不仅为nTOF和ICARUS实验开辟了新的实验可能性，而且也为其他实验开辟了新的实验可能性，例如通过核反冲发射搜索WIMP。
2001-06-15 physics.ins-det
Plastic scintillator detector array for detection of cosmic ray air shower
在东喜马拉雅山（大吉岭）海拔2200米处建造了一个由七个塑料闪烁探测器组成的空气簇射阵列，并投入使用。自2018年1月底以来，使用该阵列连续测量淋浴率。本文介绍了测量方法和实验结果。
2018-07-13 physics.ins-det
A time-resolution study with a plastic scintillator read out by a Geiger-mode Avalanche Photodiode
在这项工作中，我们试图建立最佳的时间分辨率与闪烁计数器组成的塑料闪烁体读出的盖革模式雪崩光电二极管。测得的时间分辨率与闪烁体中沉积的能量的平方根成反比，并且在1MeV下缩放到18ps（sigma）。这一结果与报道的光电倍增管的最佳结果相竞争。
2011-07-13 physics.ins-det
Polystyrene based scintillation detector studies in Astro particle Physics and medical physics
本研究围绕聚苯乙烯基塑料闪烁探测器，分别在天体粒子物理领域开展宇宙线簇射模拟与分布研究、在医学物理领域开展粒子治疗相关的剂量等特性模拟，为航天辐射防护和粒子治疗应用提供支撑。
2024-01-26 astro-ph.IM physics.ins-det
A high-pressure hydrogen time projection chamber for the MuCap experiment
Paul Scherrer研究所的MuCap实验对质子捕获核μ子的基本电弱过程的速率进行了高精度测量，$μ^- + p \rightarrow n + ν_μ$。实验方法基于使用时间投影室（TPC），该时间投射室在10巴的压力下在纯氢气中操作，并用作主动μ子停止靶。TPC在三维空间中探测单个μ子到达的轨迹，而传出衰变（Michel）电子的轨迹则由两个周围的线室和塑料闪烁描迹器测量。μ子和电子探测器一起使得能够精确测量$μp$原子的寿命，由此推导出核μ子捕获率。TPC也被用来监测氢气的纯度，通过检测元素杂质捕获μ子后的核反冲。本文详细介绍了TPC的设计和性能。
2014-05-19 nucl-ex physics.ins-det
Characterization of the scintillation anisotropy in crystalline stilbene scintillator detectors
本文报道了一系列的测量，表征晶体熔体生长和溶液生长的二苯乙烯的闪烁响应的入射DT和DD中子的方向依赖性。这些测量给出的振幅和脉冲形状依赖于质子反冲方向超过一个半球的晶体，确认和扩展以前的结果在文献中的熔融生长的芪，并提供第一次测量溶液生长的芪。在液体和塑料探测器的类似测量中，没有观察到方向依赖性，证实了这样的假设，即芪和其他有机晶体振荡器中的各向异性是由于分子或晶体结构引起的内部效应的结果，而不是测量系统上的外部效应。
2016-06-21 physics.ins-det
On Proportional Scintillation in Very Large LXe Detectors
早在40年前，早稻田小组就首次实现了在液相中通过比例闪烁从LIGHTE探测器中读出电荷，但当时的技术挑战是压倒性的。虽然测试成功，但这种方法最终被丢弃，最终几乎被遗忘。对于今天的大型LIGO暗物质探测器来说，这种方法甚至没有被考虑过。相反，尽管有许多限制和挑战，但还是选择了双相技术。在两项独立的研究中，来自哥伦比亚大学和上海交通大学的研究小组重新评估了液相中的比例闪烁。两者都确立了非常大的LIGO探测器的优点，但哥伦比亚小组也遇到了明显的局限性，即阳极线对光的遮蔽以及脉冲形状对阳极区电子漂移路径的依赖。然而，这两项研究之间的差异并不是技术所固有的，而是所选择的几何形状的直接结果。考虑到几何差异，结果匹配无歧义。他们也同意Waseda小组的原始结果。随着技术问题的解决，该方法在未来的大型LC-TPC中使用的路径现在是开放的。
2019-10-29 physics.ins-det
Liquid-Argon Time Projection Chambers in the U.S
液态氩时间投影室（LAr TPC）探测器非常适合研究中微子相互作用和探测表征中微子振荡的参数。电离粒子在纯化氩气中长距离漂移的能力以及在大量闪烁光下触发的能力允许优异的粒子识别和触发能力。本次演讲将讨论最近美国在大规模千吨级探测器的LAr TPC技术开发方面的工作，包括ArgoNeuT（氩中微子测试）测试束项目的细节，该项目是一个175升的LAr TPC暴露于费米实验室的NuMI中微子束线。
2009-10-19 hep-ex physics.ins-det
Scintillation characteristics of the EJ-299-02H scintillator
本文通过α能谱和康普顿散射测量了EJ-299-02H塑料闪烁体的死层厚度与淬灭因子，并结合其可氘化特性，证明其适用于超冷中子实验中的事件计数。
2024-03-27 nucl-ex physics.ins-det
Development of very-thick transparent GEMs with wavelength-shifting capability for noble element TPCs
本文提出了在时间投影室中同时探测一次和二次闪烁的新概念。其核心元件是一种非常厚的GEM结构，配有透明电极，由聚萘二甲酸乙二醇酯板加工而成，这是一种天然的波长移动器。这种器件具有良好的可扩展性前景，并且凭借其真正的光学特性，它可以提高传统微图案气体检测器的光收集效率、能量阈值和分辨率。这与其构成元素的固有放射性纯度一起为用于暗物质搜索和中微子实验的基于惰性气体和液体的时间投影室提供了优势。生产，光学和电气特性，并与新设备进行首次测量报告。
2022-03-15 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
Liquid xenon in nuclear medicine: state-of-the-art and the PETALO approach
液体氙具有几个有吸引力的特性，这使得它适合于应用于核医学，例如高闪烁产额和快闪烁衰减时间，优于目前使用的晶体。自90年代以来，已经进行了几次尝试来构建基于液体氙的正电子发射断层成像扫描仪，其可以分为两种不同的方法：一方面，检测TPC中的电离电荷，另一方面，用光电倍增管检测闪烁光。PETALO（Positron Emission Tof Apparatus with Liquid XenOn）是一种将液体氙光电池和硅光电倍增器结合起来的新型读出装置。第一次蒙特卡洛调查指出，这项技术将提供一个很好的固有的时间分辨率，这使得有可能测量飞行时间与高效率。此外，液体氙对UV和蓝色波长的透明性打开了利用闪烁和切伦科夫光用于高灵敏度TOF-PET的可能性。
2017-12-15 physics.ins-det
Benchmarking TPB-coated Light Guides for Liquid Argon TPC Light Detection Systems
来自液态氩的闪烁光在128 nm处产生，因此在用于液态氩时间投影室（LArTPC）的光检测系统中必须被移位到可见波长。迄今为止，设计已经在光电倍增管（PMT）上或放置在PMT前面的板上采用了四苯基丁二烯（TPB）涂层。最近，提出了一种使用TPB涂覆的光导的新方法。在本文中，我们表明，在紫外线透射（UVT）丙烯酸基质中涂有TPB的光导的响应与使用聚苯乙烯（PS）基质的涂层非常相似。我们获得了三个更高的光输出比以前报道的光导的一个因素。本文提供了有关光导响应的信息，以便在未来的LArTPC模拟中对这些信息进行建模。本文还确定了光导响应的潜在改进的研发领域
2014-03-02 hep-ex physics.ins-det
Field output correction factors using a fully characterized plastic scintillation detector
本研究通过EGSnrc模拟与实验表征PRB-0002塑料闪烁探测器，证明其射野输出修正因子接近1，并可高精度测定其他小野剂量计的修正因子。
2024-10-01 physics.ins-det physics.med-ph
A Novel Cosmic Ray Tagger System for Liquid Argon TPC Neutrino Detectors
费米实验室的短基线中微子（SBN）计划旨在利用其三个探测器（SBND，MicroBooNE和ICARUS-T600）观察和重建数千个中微子-氩相互作用，使用数百吨液态氩时间投影室执行丰富的物理分析计划，特别是专注于寻找无菌中微子。由于探测器的深度相对较浅，穿过其体积的宇宙射线粒子的连续通量引入了一个恒定的背景，该背景可能被错误地识别为感兴趣事件的一部分。在这里，我们提出了宇宙射线标签（CRT）系统，一种新的技术来标记和识别这些交叉粒子使用闪烁模块，测量它们的时间和坐标相对于事件内部的中微子探测器，因此减轻其影响的事件跟踪重建。
2016-12-14 hep-ex physics.ins-det
Imaging $^{55}$Fe Electron Tracks in a GEM-based TPC Using a CCD Readout
本文首次利用光学读出TPC和GEM/THGEM放大器件，在低压CF$_4$气体中实现了5.9 keV电子径迹的成像与能谱测量，为暗物质探测和X射线偏振测量提供了重要工具。
2020-04-24 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
Development of a novel scintillation-trigger detector for the MTV experiment using aluminum-metallized film tapes
研制了一种用于TRIUMF-ISAC MTV实验的新型触发闪烁计数器阵列，该阵列采用铝金属化薄膜带包裹，装配精度达到$\pm$ 0.5 mm，MTV实验采用圆柱形漂移室（CDC）作为主要电子跟踪探测器。桶型触发计数器放置在CDC内部，使用1 mm厚、300 mm长的薄塑料闪烁计数器产生触发信号。研究了与传统包裹材料相比的探测效率和光衰减。
2014-03-13 hep-ex physics.ins-det
Use of polyethylene naphthalate as a self-vetoing structural material
聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）是一种常用的高性能工业聚酯塑料，其蓝色区域闪烁的发现引起了物理界作为新型塑料闪烁体材料的极大兴趣。除了其良好的机械性能和放射性纯度，这一观察结果使PEN成为一个有吸引力的候选人，作为一个活性结构闪烁体的低背景物理实验。本文报道了在定制瓷砖的生产测试和各种闪烁光输出测量方面对其潜力的调查。这些研究证实了PEN在低背景实验中的高潜力。
2019-06-11 physics.ins-det
Temperature dependence of plastic scintillators
塑料闪烁体探测器已被用作剂量计进行研究，因为它们提供了传统电离室的具有成本效益的替代方案。另一方面，一些文章报道了不期望的响应依赖于束能量和温度，这增强了确定适当的校正因子的必要性。在这项工作中，我们研究了四种塑料发光体（BCF-10，BCF-60，BC-404和RP-200 A）和两种透明光纤（BCF-98和SK-80）的光产额温度依赖性。使用50 kVp X射线束进行测量，以产生闪烁和/或放射性发光信号。对每个闪烁体扫描0至40度范围，并获得温度系数。
2017-11-03 physics.ins-det
