Time resolution of BC422 plastic scintillator read out by a SiPM
当需要精确的定时信息时，塑料扩散器被广泛用于粒子探测器。作为比较不同探测器的基础，我们使用这样一个特性作为每1MeV探测能量的时间分辨率，即假设闪烁体中的沉积能量等于1MeV并且所有闪烁光被收集到光电传感器的预期时间分辨率。在这项工作中，我们测量该参数与BC422塑料闪烁体读出不同的SiPM。获得的最佳值约为6ps，与我们2012年的早期结果相比几乎好了3倍。这种改进代表了这些年来在SiPM开发方面取得的进展，并且在这种进展的推动下，改进了关于这种探测器的知识和技术。
2021-06-13 physics.ins-det
Large Plastic Scintillator Panels with WLS Fiber Readout; Optimization of Components
结果的研发工作，设计和建造大尺寸否决面板，优化地下低背景实验，在最有效和最经济的方式使用市售组件。测试了各种塑料衰减器、光电倍增管、波长移动光纤和光反射器组合。这些研究的结果和性能的2.2米长的面板。
2014-04-19 physics.ins-det
Study of timing characteristics of a 3 m long plastic scintillator counter using waveform digitizers
将尺寸为300 cm x 2.5 cm x 11 cm的塑料闪烁体棒暴露于聚焦μ子束，以研究其光产额和定时特性随位置和入射角的变化。通过光电倍增管在两端读出脉冲光，波形数字化器记录光电倍增管的脉冲形状。分析和比较了WAVECATCHER和SAMPIC数字化仪得到的结果。讨论了影响定时分辨率的各种因素。最后展望了塑料闪烁体技术在时间分辨率约为100 ps的大尺度粒子物理探测器中的应用前景。
2017-08-04 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
Demonstrating a single-block 3D-segmented plastic-scintillator detector
三维细粒塑料闪烁体探测器在粒子探测器中具有许多优点，允许大规模的活动目标，从而能够高精度地跟踪相互作用产物、优异的量热法和亚纳秒时间分辨率。虽然这种探测器可以按比例放大到几吨，如未来中微子实验所需，但相对较长的生产时间，其中每个单个塑料闪烁体元件都是独立制造和加工的，加上组装中的潜在挑战，使其实现复杂化。在这篇手稿中，我们提出了一种新的设计，其中O（$1~\text{cm}^3$）立方体有效地胶合在一个单一的闪烁体块后，通过铸造聚合，这可以使快速和成本效益的检测器建设。这项工作对于下一代长基线中微子振荡实验的探测器，如DUNE，Hyper-Kamiokande和ESSnuB，可能特别相关。
2021-10-27 physics.ins-det
Additive manufacturing of fine-granularity optically-isolated plastic scintillator elements
塑料闪烁体探测器用于高能物理以及医学诊断成像、强子治疗的束流监测、μ子断层扫描、剂量测定和许多安全应用。为了将粒子追踪和量热法结合起来，有必要构建具有三维粒度的探测器，即相互光学隔离的闪烁体的小体素。最近，3DET合作展示了3D打印基于聚苯乙烯的照明器的可能性，其光输出性能接近标准生产方法。在这篇文章中，在提供了开发的闪烁体的进一步表征之后，我们展示了第一个由白色反射体材料光学分离的塑料闪烁体立方体矩阵，该材料完全是用熔融沉积建模3D打印的。这是迈向3D打印第一个真正的粒子探测器的重要里程碑。讨论的结果，以及在R&D的下一个步骤也提供。
2022-10-16 physics.ins-det
Development of an Organic Plastic Scintillator based Muon Veto Operating at Sub-Kelvin Temperatures for the NUCLEUS Experiment
NUCLEUS实验旨在使用低温量热计测量核反应堆反中微子离开原子核的相干弹性散射。在3m.w.e.的过载下运行，预期μ子诱导的背景是主要的。因此，开发一种有效的μ子否决是至关重要的，其检测效率超过99%。这将在NUCLEUS中通过塑料闪烁体面板的紧凑立方体组件实现。为了防止低温恒温器与屏蔽布置相交的大的未屏蔽区域而不不必要地增加感应的检测器死时间，已经研究了一种新颖的概念，其特征在于基于塑料闪烁体的主动μ子否决在亚开尔文温度下在NUCLEUS低温恒温器内部操作。这种低温μ介子否决探测器的关键物理方面的验证导致了在亚开尔文温度下首次报道的有机塑料制冷剂的测量。在这些温度下的有机塑料闪烁器的主要闪烁过程的功能已被证实。在此基础上，研制了一种装有波长移动光纤和硅光电倍增器的圆盘形塑料闪烁体，以引导和探测闪烁光。NUCLEUS低温μ子否决将是第一个在低于开尔文温度下运行的同类产品。
2022-05-03 physics.ins-det
Low Energy Light Yield of Fast Plastic Scintillators
正在设计使用双散射运动学重建的紧凑型中子成像仪，用于特殊核材料的定位和表征。这些中子成像系统依赖于作为检测介质的具有快速即时时间响应的闪烁体。由于n-p弹性散射是有机闪烁体中快中子相互作用产生光的主要机制，因此需要质子光产额数据来准确评估闪烁体性能。在美国劳伦斯伯克利国家实验室的88英寸回旋加速器上，用双飞行时间技术测量了一系列商用快速塑料有机质子发生器EJ-200、EJ-204和EJ-208的质子光产额。使用一个可调的氘核分裂中子源，目标闪烁体容纳在一个双光电倍增管配置，和一个阵列的脉冲形状判别观察闪烁体，快速塑料闪烁体光产额进行了测量，在一个广泛的和连续的能量范围内下降到质子反冲能量约50千电子伏。这项工作提供了关键的输入事件重建算法所需的利用这些材料在新兴的中子成像模式。
2020-09-15 physics.ins-det
Measurement of gamma quantum interaction point in plastic scintillator with WLS strips
我们证明了测量的γ量子相互作用点的轴向坐标的可行性，在一个塑料闪烁棒通过检测闪烁光子逃逸的闪烁体与一个阵列的波长移动（WLS）条。用一个BC-420闪烁体棒和16个BC-482 AWLS条阵列组成的测试装置，对$^{22}$ Na同位素的湮没光子的空间分辨率达到了~ 5.mm ~（$σ$）。所研究的方法可以用来提高空间分辨率的塑料闪烁体为基础的PET扫描仪，这是正在开发的J-PET合作。
2016-12-27 physics.ins-det
Temperature Dependence of the Time Resolution in a SiPM-Readout Plastic Scintillator for Cosmic-Ray Applications
针对宇宙线探测中SiPM读出塑料闪烁体性能受温度影响的问题，构建TOF原型开展控温测试，验证其在-20至20℃范围内可实现稳定的160ps最优时间分辨率。
2025-11-13 physics.ins-det
Wavelength-shifter coated polystyrene as an easy-to-build and low-cost plastic scintillator detector
本文研究涂覆波长移移剂的聚苯乙烯作为低成本塑料闪烁体，发现其光子产额显著高于未涂覆材料，为开发易构建探测器提供依据。
2023-05-28 physics.ins-det
A new diffuse reflector filament for additive manufacturing of 3D printing finely-segmented plastic scintillator
Institute for Scintillation Materials NAS of Ukraine（乌克兰国家科学院闪烁材料研究所）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；CERN（欧洲核子研究组织）
本文提出了一种新型白色反射丝条，用于3D打印精细分段塑料闪烁体，通过优化材料组合和厚度，提高了反射性能和光子输出。
2026-10-30 physics.ins-det
Proton light yield of fast plastic scintillators for neutron imaging
塑料有机闪烁体的组成已经被定制，以实现超快的时间响应，从而能够设计和开发具有高时间分辨率的快中子探测系统。Eljen Technology的塑料有机发光体-- EJ-230、EJ-232和EJ-232 Q--是新兴中子成像系统的潜在候选者，在新兴中子成像系统中，快速计时至关重要。为了支持这些材料的中子响应特性，在劳伦斯伯克利国家实验室的88英寸回旋加速器上测量了EJ-230、EJ-232和EJ-232 Q的相对质子光产额。使用宽谱中子源和双飞行时间技术，质子的光产额的关系，得到了超过约300千电子伏至4兆电子伏的质子反冲能量范围。EJ-230、EJ-232和EJ-232 Q制冷剂彼此之间以及与具有相同聚合物基材的其他塑料制冷剂之间表现出相似的质子光产额关系。比较了不同尺寸的圆柱形EJ-232和EJ-232 Q型质子发生器的相对质子光产额，结果也是一致的。这项工作为采用这些材料的中子探测技术的现实计算建模提供了关键的输入数据，从而为国家安全应用提供了近场放射性核素探测的新能力。
2021-07-12 physics.ins-det
Monitoring Reactor Anti-Neutrinos Using a Plastic Scintillator Detector in a Mobile Laboratory
为T2 K电磁量能器开发的技术已被改造成一种占地面积小、可靠的分段探测器，用于探测核反应堆发射的反中微子。该装置由利物浦大学开发和演示，并在英国安格尔西的Wylfa Magnox反应堆进行了现场测试。它位于一个20英尺ISO集装箱内，离地面约60米，距离1.5\，\GWt \反应堆堆芯。该装置基于T2 K近场探测器ECal的设计，利用挤压塑料闪烁体和滨松多像素光子计数器，通过反$β$ -衰变相互作用的独特延迟符合信号探测反中微子。
2018-11-02 physics.ins-det
A new diffuse reflector filament for additive manufacturing of 3D printing finely-segmented plastic scintillator
本研究开发了负载TiO₂和PTFE的PC/PMMA基白色反射丝材，采用FDM制备反射层，制成的3D分段塑料闪烁体原型光串扰更低、光产额更高，可用于制造性能对标标准探测器的紧凑型模块化3D打印闪烁体探测器。
2025-09-01 physics.ins-det
On the level of background in underground muon measurements with plastic scintillator counters
在这个简短的说明中，我们介绍了在巴克桑地下实验室200米水深当量处使用聚苯乙烯基铸塑（12.0x12.0x3.0）cm ^3尺寸闪烁体计数器进行的背景测量结果，该计数器带有波长移动光纤和多像素盖革模式雪崩光电二极管读数。在该深度和对应于约0.37个最小电离粒子的阈值处测量的闪烁体计数器的总计数率约为1.3 Hz。
2008-10-14 physics.ins-det
Performance of large-scale 6Li-doped pulse-shape discriminating plastic scintillators
Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）；Eljen Technology（埃尔琴科技）
研究评估了大规模6Li掺杂脉冲形状鉴别塑料闪烁体的性能，发现其光学性能与液体闪烁体相当，且具有约85%的中子捕获效率，经过数月测试后材料和光学性能稳定。
2024-05-29 physics.ins-det
Evaluating plastic scintillator performance as a substitute of LYSO in SiPM based animal PET scanners: A GEANT4 simulation analysis
本研究通过GEANT4模拟评估塑料闪烁体替代LYSO在动物PET中的性能，发现等效长度需为LYSO的4倍，CRT约300 ps，可实现约4.5 cm的图像分辨率。
2025-10-16 physics.ins-det
Multi-pixel Geiger-mode avalanche photodiode and wavelength shifting fibre readout of plastic scintillator counters of the EMMA underground experiment
本文介绍了一种具有波长移动（WLS）光纤和多象素盖革模式雪崩光电二极管读出的闪烁计数器的研制结果。光电二极管具有金属-电阻器-半导体分层结构，并且工作在有限盖革模式。闪烁计数器是为EMMA地下宇宙线实验研制的。
2009-01-29 physics.ins-det
Application of large area SiPMs for the readout of a plastic scintillator based timing detector
在这项研究中，八个6 mm x 6 mm面积的SiPM阵列耦合到长塑料闪烁体计数器的末端，该计数器在CERN PS暴露于2.5 GeV/c μ子束。研究了尺寸为150 cm x 6 cm x 1 cm和120 cm x 11 cm x 2.5 cm的棒的定时特性。基于新型低输入阻抗电流传输器的8通道SiPM阳极读出ASIC（MUSIC R1）被用来独立地读出和放大SiPM，并在最后对信号求和。根据这些结果，展望了在时间分辨率低于100 ps的大尺度粒子物理探测器中的应用前景。
2017-12-16 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
The effect of radiation damage on the light yield and uniformity of candidate plastic scintillator tiles for the CMS hadron calorimeter upgrade
研究了辐射损伤对CMS强子量能器升级候选塑料闪烁体瓦片的影响，测量了受44 kGy辐照后不同形状瓦片的能量谱、位置效率及光产额，发现光产额均降低约50%，且替代形状瓦片的光收集均匀性显著下降。
2024-09-27 physics.ins-det
J-PET detection modules based on plastic scintillators for performing studies with positron and positronium beams
J-PET探测器由廉价的塑料反射器组成，已在基础物理研究中展示了其潜力。近年来，一个由192个塑料闪烁体组成的三层结构的原型已经被优化用于正电子素衰变的研究。这允许在正电子素原子的衰变中执行离散对称性（C，P，T）的精确测试。此外，由于基于康普顿散射测量光子的偏振方向的可能性，还可以研究正电子素衰变中湮灭光子的线偏振之间的预测纠缠。最近，一个新的J-PET原型委托，基于检测单元的模块化设计。每个模块由13个塑料散热器组成，可作为独立、紧凑和便携的检测单元使用。在本文中，J-PET探测器的主要特点，模块化的原型和它们的应用可能的研究与正电子和正电子素束进行了讨论。还报道了特伦托反物质实验室（AML）最近开发的连续正电子束中的两个检测单元上进行的第一次测试实验的初步结果。
2023-01-07 physics.ins-det
Neutron Response of the EJ-254 Boron-Loaded Plastic Scintillator
掺杂有捕获剂的有机发光剂提供了在宽能量范围内的中子的可检测信号。这项工作表征了EJ-254的快中子和慢中子响应，EJ-254是一种天然硼负载量为5%（重量）的有机塑料闪烁体。对于快中子，有机发光体中产生光的主要机制是n-p弹性散射。为了研究快中子响应，在劳伦斯伯克利国家实验室的88英寸回旋加速器上测量了EJ-254的质子光产额。使用宽谱中子源和双飞行时间技术，在约270 keV至4.5 MeV的能量范围内获得了EJ-254质子光产额，并确定与由相同聚合物基组成的其他塑料发光器一致。为了隔离慢中子响应，将带有聚乙烯减速剂的AmBe源入射到由EJ-309观测探测器阵列包围的EJ-254闪烁体上。EJ-254靶中的事件与特征477.6 keV $γ$射线（由硼中子俘获后残留的$^{7}$ Li核的去激发引起）一致。脉冲形状鉴别被用来评估由$γ$ -射线和快/慢中子相互作用引起的EJ-254闪烁信号响应的时间差异。没有实现$γ$射线和快中子信号之间的清晰分离，并且观察到中子捕获特征与$γ$射线和快中子带重叠。考虑到电子光的非比例性，EJ-254中的中子俘获光产额被确定为89.4 $\pm$ 1.1 keVee。
2021-01-07 physics.ins-det
A feasibility study of ortho-positronium decays measurement with the J-PET scanner based on plastic scintillators
我们提出了一个应用Jagiellonian正电子发射断层扫描仪（J-PET）登记的γ量子的正电子偶素（o-Ps）衰变的研究。J-PET是第一台基于有机发光剂的正电子发射断层成像扫描仪，与目前所有基于无机晶体的PET扫描仪形成对比。蒙特卡罗模拟表明，J-PET作为一种轴对称和高接受度的扫描仪，可以用作多用途探测器，非常适合进行研究，包括例如，除了医学成像外，还包括正电子素衰变中的离散对称性测试。源自o-Ps衰变的伽马量子主要通过康普顿效应在塑性介质中相互作用，使得直接测量它们的能量是不可能的。然而，它是在本文中所示的J-PET扫描仪将使研究的o-Ps $\to3γ$衰变的角度和能量分辨率等于$σ(θ) \approx 0.4^{\circ}$和$σ(E) \approx 4.1$千电子伏，分别。一个数量级较短的衰减时间的信号从塑料制冷剂相对于无机晶体的结果，不仅在更好的定时性能的减少物理和仪器背景的关键，但也抑制了堆积显着，从而使补偿较低的效率的塑料制冷剂通过执行测量与较高的正电子源活动。
2016-08-22 physics.ins-det
Development of novel plastic scintillators based on polyvinyltoluene for the hybrid J-PET/MR tomograph
研制了一种新型塑料闪烁体（J-PET闪烁体），用于数字化正电子发射断层成像（PET）。该概念的新颖性在于将2-（4-苯乙烯基苯基）苯并恶唑用作波长移位器。迄今为止，该化合物尚未用作闪烁体添加剂。波长移位器的作用是将闪烁光谱移向更长的波长，使其更适合于应用于长条几何形状的闪烁器（由于更大的衰减长度）和使用数字硅光电倍增器的光检测。本论文介绍了波长移位器的研制方法、性能表征以及新型波长移位器的合成方法。通过最大化光输出确定了新型波长移位器的最佳浓度。分析闪烁体的性能，考虑光发射光谱、光发射效率、闪烁脉冲的上升和衰减时间，并与现有技术的市售塑料闪烁体进行比较。对J-PET结晶器的结构进行了研究和讨论。
2017-10-23 physics.app-ph physics.ins-det
Intrinsic time resolution and efficiency characterization for two size of BC-404 plastic scintillators studies in Geant4
时间分辨率是探测器的重要性能指标之一。对于闪烁体的情况，光的收集也是重要的，其取决于光传感器的有效面积（\textit{Scorer}）。光电倍增管（PMT）通常具有比硅光电倍增管（SiPM）更大的有效面积，然而，由于其操作电压，尺寸或成本，在某些情况下可能难以使用它们。在这种情况下，优选使用SiPM。TR值还取决于闪烁体的尺寸和几何形状、光传感器的数量和电子部件。在这项工作中，我们研究的平均光子到达时间分布（AT）的记分员从一个SiPM 6 $\times$ 6~mm $^2$。我们将AT的变化定义为\textit{the intrinsic time resolution}（ITR）。在Geant 4中，我们模拟了两种不同的几何形状：正方形和六边形，BC-404塑料闪烁体耦合到一个记分器。模拟的源为1~GeV的Sr $^{90}$、Co $^{60}$、Cs $^{137}$、Na $^{22}$和$μ^-$。结果表明，AT和ITR取决于塑料闪烁体的几何形状和尺寸，记分器的位置，入射粒子及其能量。那么，ITR和TR对于检测器来说不是常数。最后，给出了AT与粒子入射沉积能量的关系，在实验中它们分别与探测器的响应时间事件和入射粒子的沉积电荷有关。
2021-06-08 physics.ins-det
Measurement of Proton Quenching in a Plastic Scintillator Detector
Duke University（杜克大学）；Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）；Grinnell College（格林内尔学院）
本研究利用MicroCHANDLER探测器测量塑料闪烁体EJ-260的非线性能量响应，提取Birks常数，覆盖反应堆反β衰变探测器快中子本底相关能量范围，可改进相关探测器的能量非线性与快中子建模。
2021-01-04 physics.ins-det
Time resolution analysis of detectors based on plastic scintillators coupled to silicon photomultipliers
研究了几种基于硅光电倍增器读出的塑料闪烁器的触发计数器在宇宙射线下的性能。使用数字波形分析测量效率和时间分辨率。所得结果与NICA重离子对撞机多用途探测器（MPD）触发子系统和核加速器（BM@N）重子物质有关。结果表明，计数器具有很高的效率和良好的定时性能。
2019-12-10 hep-ex physics.ins-det
Design and Performance of a Monolithic Plastic Scintillator Tracker with Embedded Scatterers
Kyoto University（京都大学）；Yokohama National University（横滨国立大学）；Tohoku University（东北大学）
提出一种基于单片塑料闪烁体板、嵌入散射体和波长移位光纤读出的新型闪烁体跟踪器概念，通过束流测试验证了位置重建原理，实现了近100%探测效率和亚毫米级位置分辨率。
2026-06-26 physics.ins-det
A simple technique for gamma ray and cosmic ray spectroscopy using plastic scintillator
本文介绍了一种新的、简单的、不需要单道或多道分析器的塑料闪烁探测器γ谱和宇宙线谱技术。在这些实验中，仅使用了前沿定标器（LED）和NIM定标器。用Co-$^{60}$和Cs-$^{137}$源对塑料蒸发器的γ能谱进行了能量刻度。本文介绍了详细的实验技术、分析过程和实验结果。
2015-04-10 hep-ex physics.ins-det
A mobile antineutrino detector with plastic scintillators
本文提出了一种新型的用于核安全保障的分段式塑料反中微子探测器。一个小的原型被建造和测试，以测量背景事件。该探测器系统的无人现场操作令人满意。此外，还开发了详细的蒙特卡罗模拟程序来估算探测器的反中微子探测效率。
2012-06-28 hep-ex physics.ins-det
Plastic scintillator detector with the readout based on an array of large-area SiPMs for the ND280/T2K upgrade and SHiP experiments
塑料闪烁体探测器在粒子物理实验中已广泛应用了几十年。大规模检测器通常被布置为交错的长条阵列，其通过飞行时间测量提供快速触发信号和/或颗粒识别。闪烁光由耦合到每个棒的两端的光电传感器收集。在这篇文章中，我们提出了我们的研究，用大面积硅光电倍增器（SiPMs）阵列直接取代常用的真空光电倍增管（PMT）。直接耦合到闪烁体块体的SiPM阵列相对于PMT具有明显的优点：紧凑性、机械鲁棒性、高PDE、低操作电压、对磁场不敏感、低材料预算、省略光导的可能性。在这项研究中，八个6 × 6 mm 2面积SiPM的阵列耦合到塑料闪烁体棒的末端，长度为1.68 m和2.3 m。8通道SiPM阳极读出ASIC（eMUSIC）用于各个SiPM的信号的读出、放大和求和。在CERN PS实验束流中研究了一个大型探测器原型的时序特性。该技术被用于J-PARC的ND 280/T2 K II升级的ToF系统和CERN SPS的SHiP实验的定时检测器。
2019-01-23 physics.ins-det
Detailed investigation on the possibility of using EJ-299-33A plastic scintillator for fast neutron spectroscopy in large scale experiments
本文对具有脉冲形状鉴别（PSD）特性的新型塑料闪烁体（EJ-299- 33 A）进行了详细的表征。$\times$ 5英寸）。在中子能量E $_n$ =3、6和9 MeV的情况下，已报道了闪烁体对近单能中子的脉冲高度响应。检测器的重要特性（品质因数（FOM）、时间分辨率、检测效率）已经与通常使用的基于液体有机闪烁体的检测器进行了比较，所述基于液体有机闪烁体的检测器具有相同的尺寸，耦合到相同的PMT以用于比较中的均匀性。结果表明，塑料闪烁体探测器具有约12 $\%$的较好时间分辨率。然而，发现FOM和检测效率分别比液体闪烁体检测器低40 - 50 $\%$和$\sim $ 25 $\%$。指出了这种新型塑料闪烁体在大规模核物理实验中应用的可能性。
2020-12-07 nucl-ex physics.ins-det
Localised response retrieval from Hamamatsu H9500 for a coded aperture neutron-gamma imaging system based on an organic pixelated plastic scintillator (EJ-299-34)
对于编码孔径成像系统，敏感光探测器（如Hamamatsu H9500多阳极光电倍增管（MAPMT））的局部响应是至关重要的。当与合适的灵敏检测器（例如EJ-299-34塑料闪烁体）耦合时，可以检索MAPMT的输出信号以推断像素化闪烁体中的相互作用位置。考虑到H9500中的阳极数量（256），单独处理每个脉冲将需要大量的处理能力。因此，基于电阻网络方法开发了读出电子系统，其将输出信号的数量减少到单独的X和Y坐标，并且随后允许颗粒识别。以这种方式检索的坐标可以被实时分析并用于推断二维位置。粒子类型也可以通过对闪烁体响应的脉冲形状鉴别（PSD）应用来利用。在这项研究中，使用了169个阳极（由于编码孔径设计规则），并减少到两个X和Y输出信号。这些都已数字化使用定制的FPGA为基础的双通道14位150 MSPS数字化器。使用以12 Mbits/s工作的USB到USB转换器将数字数据传输到主机应用程序。在Cs-137单粒子场中测试闪烁体的响应时，观察到了有希望的结果。然而，在Cf-252的混合场环境中进行的进一步测试表明，可能需要更快的数字化器来获得所需的PSD性能。
2018-06-21 physics.ins-det
Characterization of the performances of plastic commercial scintillators in cryogenic environments
本文测试了Eljen Technology商用塑料闪烁体在液氮和液氦低温环境下的性能，通过对比室温与低温数据估算了光产额变化，为其在稀有事件物理实验主动反符合探测器中的应用提供依据。
2023-05-26 nucl-ex physics.ins-det
Plastic scintillators for positron emission tomography obtained by the bulk polymerization method
本文介绍了三种塑料发泡剂的生产方法。一种方法似乎适合于制造塑料闪烁体，揭示了满足基于塑料闪烁体的新型正电子发射断层成像扫描仪的要求的性质。确定并讨论了制造工艺的关键参数。
2015-04-26 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det physics.med-ph
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
Dose rate effects in the radiation damage of the plastic scintillators of the CMS Hadron Endcap Calorimeter
我们目前的测量减少塑料辐射器在CMS检测器中照射的光输出在8 TeV运行的大型强子对撞机，并表明，它们表明一个强大的剂量率效应。对于给定剂量，剂量率越低，损伤越大。结果同意与以前的测量剂量率的影响，但更强，由于探测的剂量率非常低。我们表明，剂量率的缩放与扩散效应的预期是一致的。
2016-09-16 hep-ex physics.ins-det
Additive manufacturing of a 3D-segmented plastic scintillator detector for tracking and calorimetry of elementary particles
针对三维分段塑料闪烁体探测器传统制造耗时、昂贵且难以扩展的问题，本文利用增材制造制备首个可进行粒子三维径迹测量和阻止本领测量的探测器，性能达到现有先进水平。
2024-06-12 hep-ex physics.ins-det
Temperature dependence of the plastic scintillator detector for DAMPE
塑料闪烁体探测器（PSD）是暗物质粒子探测器（DAMPE）计划中的主要子探测器之一。它将在从- $10$到$30^{\circ}$ C的很大温度范围内工作，因此整个检测系统的温度效应需要详细研究。PSD系统的温度依赖性主要由塑料闪烁体棒、光电倍增管（PMT）和前端电子器件（FEE）这三部分组成。对这三个部分进行了详细的研究，得出并讨论了各部分的贡献。PMT的温度系数为$-0.320(\pm0.033)\%/^{\circ}$ C，塑料闪烁体棒的温度系数为$-0.036(\pm0.038)\%/^{\circ}$ C。该结果意味着在减去FEE基座之后，PMT-闪烁体系统的信号幅度由于温度的变化主要来自PMT，并且塑料闪烁体棒在操作范围内对温度不敏感。由于温度效应不可忽略，因此还研究了整个PSD的温度依赖性，并进行了校正以使这种影响最小化。校正结果表明，温度对PSD系统信号幅值的影响可以得到抑制。
2016-12-11 nucl-ex physics.ins-det
Design optimization of JUNO-TAO plastic scintillator with WLS-fiber and SiPM readout
本研究针对JUNO-TAO实验的塑料闪烁体，通过仿真优化WLS光纤配置并经原型验证，设计了顶部反符合径迹探测器，实现了高μ子标记效率。
2023-07-20 physics.ins-det
On the design of experiments based on plastic scintillators using Geant4 simulations
塑料粒子探测器作为粒子探测器广泛应用于医学、粒子物理和天体物理等领域。传统上，它们被耦合到光电倍增器（PMT），但现在硅光电倍增器（SiPM）正在发展成为一种有前途的强大替代品，特别是在太空实验中，因为塑料倍增器可能是低地球轨道任务的轻型选择。因此，在实际条件下，对基于塑料换热器的实验优化设计进行新的分析是及时的。我们在这里分析他们的响应各向同性通量的电子和质子的初级能量范围从1兆电子伏至1千兆电子伏，宇宙射线或空间天气实验的典型场景，通过详细的GEANT 4模拟。首先，我们关注的是增加塑料体积与光电探测器本身面积之比的效果，其次，关注的是在塑料周围使用反射涂层的好处，这是提高光收集效率的最常见技术。为了实现通用方法，有必要考虑几种检测器设置。因此，我们使用经过高度测试的GEANT 4仿真工具进行了一整套仿真：已经分析了几个参数，例如涂层中的能量损失、闪烁体中的沉积能量、光吸收、未被探测到的闪烁光子的分数、光探测器处的光收集、脉冲形状及其时间参数，最后，其他设计参数如表面粗糙度、涂层反射率和具有两个衰变分量的闪烁体的情况。这项工作可以作为一个指导未来的实验设计的基础上使用塑料制冷剂。
2018-09-19 astro-ph.IM physics.ins-det
Absolute light yield of the EJ-204 plastic scintillator
本文测量四个不同储存条件的EJ-204塑料闪烁体绝对光产额，发现新鲜样品为9100±400光子/MeV，老化样品较厂商标称值最多低26%，表明其作为参考标准需考虑老化影响。
2023-05-29 nucl-ex physics.ins-det
Reduction of light output of plastic scintillator tiles during irradiation at cold temperatures and in low-oxygen environments
本文测量了塑料闪烁体瓦片在低温、低氧及不同剂量率60Co辐照下由硅光电倍增管读出的光输出相对降低，发现低温导致显著暂时性损伤且升温后退火，包裹材料影响光损失但包裹仍使最终光输出最大。
2023-08-03 physics.ins-det
Performance of compact plastic scintillator strips with WLS-fiber and PMT/SiPM readout
本文介绍了一种尺寸为0.1 * 0.02 * 2 m3的塑料闪烁体的设计和性能研究，该闪烁体可作为JUNO-TAO的宇宙射线μ子探测器的候选者。首先对3英寸光电倍增管耦合的带进行了单端和双端读出方案的测量和比较，然后对双端方案与SiPM耦合的带进行了进一步的测量和比较。在对所使用的3英寸PMT和SiPM进行详细表征之后，通过沿其长度的宇宙射线μ子的详细测量来确定条的性能。所提出的具有与SiPM耦合的WLS光纤的塑料闪烁体的紧凑条为宇宙射线μ子探测器提供了一个很好的选择，特别是对于有限的探测器尺寸。
2022-10-08 hep-ex physics.ins-det
Performance of a SiPM-based, plastic scintillator muon veto prototype for CUPID
CUPID实验采用基于SiPM的塑料闪烁体μ子veto原型，实现高光产额与98%探测效率，有效降低μ子背景。
2025-07-21 physics.ins-det
Characterization of Gadolinium-loaded Plastic Scintillator for Use as a Neutron Veto
掺杂有高中子捕获横截面材料的闪烁体可用于通过产生的伽马射线检测中子。使用液体闪烁体的这种探测器的例子已经成功地用于高能物理实验。然而，液体闪烁体可能泄漏，并且不像固体闪烁体那样适合于模块化或复杂形状。在我们的实验室中，聚合了来自不同浓度的各种钆化合物的聚苯乙烯基聚合物。我们的样品的光输出，发射光谱和衰减长度进行了测量和光收集策略使用波长移位（WLS）光纤进行了评估。测量的光学参数用于调整基于Geant4的光学蒙特卡罗，从而能够计算捕获效率。这项技术也被评估为直接探测暗物质实验，超级低温暗物质搜索（SuperCDMS）的可能中子否决。
2018-12-29 hep-ex physics.ins-det
Geant4-based technical simulation study of plastic scintillators for Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy (PALS)
本研究利用Geant4工具包量化了PALS中超快塑料闪烁体（BC422Q）的尺寸与几何形状对探测效率、损坏事件及仪器响应函数（IRF）的影响，发现截锥体比圆柱体具有更高精度和更窄的IRF。
2024-12-22 nucl-ex physics.ins-det
Study of silicon photomultipliers for use in neutron decay experiments
为了提高中子\b{eta}衰变实验的精度，对塑料衰减器的光子读出进行了研究。如今，基于多达109个登记的衰变事件，中子衰变被高度统计地研究，并导致对标准模型之外的新物理的极大改进的限制，其中\b{eta}经常在塑料容器中登记。在这些实验中的主要系统误差是由于不完善的表征的线性度，能量分辨率，和电子背散射。我们研究这些错误是否可以减少时，用于闪烁体读出的传统光电倍增管被硅光电倍增器（SiPMs）取代。为此，开发了各种理论和实验工具，并提出了一个处理SiPM极端暗率的程序。在\b{eta}谱仪中，使用SiPM的塑料闪烁体读出可以显著提高能量响应，并有助于为电子背散射提供可靠的校正。
2021-06-05 physics.ins-det
Analytical description of the time-over-threshold method based on the time properties of plastic scintillators equipped with silicon photomultipliers
针对BM@N实验新型中子探测器的信号读出需求，提出基于配备硅光电倍增管的塑料闪烁体的过阈时间法解析描述，可建立ToT-幅度关系并实现70 ps量级时间分辨率。
2024-08-16 hep-ex physics.ins-det
Compressive Sensing of Signals Generated in Plastic Scintillators in a Novel J-PET Instrument
J-PET扫描仪允许对整个人体进行单床成像，目前正在Jagiellonian大学开发。讨论的检测器提供了飞行时间（TOF）分辨率的改善，由于使用快速塑料衰减器和专用电子允许采样的持续时间为几纳秒的信号的电压域。在本文中，我们表明仅基于几个样本就可以恢复整个信号。为了做到这一点，我们将训练信号合并到Tikhonov正则化框架中，并执行主成分分析分解，这是众所周知的压缩特性。该方法产生一个简单的封闭形式的解析解，不需要迭代处理。此外，从贝叶斯理论中可以很容易地导出正则解的性质，特别是其协方差矩阵。这是引入和证明信号恢复误差计算公式的关键。在本文中，我们表明，平均回收误差是近似成反比的采集样本的数量。
2015-04-04 physics.ins-det
Application of Compressive Sensing Theory for the Reconstruction of Signals in Plastic Scintillators
压缩感知理论认为，如果与随机测量的数量相比，该信号存在足够稀疏的表示，则可以重建测量信号。该理论被应用于从测量的塑料发泡剂的信号重建。使用SVD变换找到所获得的信号的稀疏表示。
2013-10-06 physics.ins-det physics.med-ph
Measurement of ionization quenching in plastic scintillators
塑料辐射计广泛应用于高能和医学物理，通常用于测量电离辐射的能量。它们的主要缺点是对高电离辐射的非线性响应，称为电离猝灭。在需要精确能量测量的应用中，必须对这种非线性进行建模和校正。我们提出了一种新的实验技术，以粒度测量淬火的能量沉积密度的依赖性。基于这种方法，我们确定的参数为四个常用的淬火模型为两个常用的塑料制冷剂使用质子的能量为30 MeV至100 MeV的，并比较模型使用贝叶斯方法。我们还报告了第一个独立于模型的测量电离淬灭对能量沉积密度的依赖性，提供了一个纯粹的经验观点淬灭。
2020-11-12 hep-ex physics.ins-det physics.med-ph
