A method to measure the quenching factor for recoil energy of oxygen in bismuth germanium oxide scintillators
针对暗物质和中微子核散射等稀有事件探测需求，本文分析中子与BGO晶体中氧的弹性散射事件，并利用单能中子源测量氧反冲能量猝灭因子随反冲能量的变化。
2023-04-26 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Anisotropic Response Measurements of ZnWO$_4$ Scintillators to Neutrons for Developing the Direction-Sensitive Dark Matter Detector
ZnWO $_4$晶体的闪烁产额随粒子入射方向的变化而变化。这种性质可以用作方向敏感的暗物质探测器。因此，我们研究了ZnWO $_4$的中子感生核反冲与γ射线感生电子反冲的光产额比（猝灭因子）。用0.885MeV准单色中子束辐照ZnWO $_4$晶体两个几乎垂直于晶轴的表面，测量了两个表面对ZnWO $_4$晶体中氧核反冲的猝灭因子。得到的两个表面的淬灭因子分别为0.235 $\pm$ 0.026和0.199 $\pm$ 0.020，证实了15.3 $\%$的各向异性。
2020-01-07 astro-ph.CO hep-ex physics.ins-det
Measurement of $α$-particle quenching in LAB based scintillator in independent small-scale experiments
用三种不同的实验方法测量了以直链烷基苯（LAB）为基质的液体澄清剂的$α$粒子光响应。在第一种方法中，通过$^{12}$ C（$n$，$α$）$^9$ Be反应在闪烁体中产生$α$ -颗粒。在第二种方法中，闪烁体装载有2%的$^{\mathrm{nat}}$ Sm，提供$α$ -发射体$^{147}$ Sm作为内部源。在第三种方法中，将闪烁体烧瓶部署到充满水的SNO+检测器中，放射性污染物$^{222}$ Rn、$^{218}$ Po和$^{214}$ Po提供$α$ -粒子信号。所观察到的$α$粒子光输出的行为与Birks定律成功描述的每种情况一致。得到的Birks参数$kB$的范围从$(0.0066\pm0.0016)$ cm/MeV到$(0.0076\pm0.0003)$ cm/MeV。在第一种方法中，$α$ -粒子的光响应与通过中子-质子弹性散射产生的反冲质子的光响应同时测量。这使得能够第一次直接比较描述质子的$kB$和基于LAB的闪烁体的$α$ -粒子响应。观察到的描述两个光响应函数的$kB$值偏离超过$5σ$。所提出的结果是有价值的所有当前和未来的探测器，使用基于LAB的闪烁体作为目标，因为它们依赖于闪烁体对不同粒子的响应的准确知识。
2016-03-13 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
Comprehensive characterization of a YAG:Ce scintillator: light yield, alpha quenching and pulse-shape discrimination
University of Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）
本文全面表征了YAG:Ce晶体在γ和α辐射下的闪烁性能，包括光产额、衰减时间、α猝灭因子及脉冲形状甄别能力，展示了其在粒子识别和稳定响应方面的潜力。
2026-06-19 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
Simulations of a Scintillator Compton Gamma Imager for Safety and Security
我们正在设计一种全闪烁体康普顿伽马成像仪，用于涉及放射性威胁材料的安全调查和补救行动。为了满足坚固耐用和便携式仪器的要求，我们选择了固体闪烁体作为散射和吸收探测器的有效体积。利用BEAMnrc/EGSnrc蒙特卡罗模拟软件包，我们建立了四种不同材料的散射探测器模型：LaBr_3，NaI，CaF_2和PVT。我们比较了探测器的性能，包括角分辨率，效率和图像分辨率。我们发现，虽然PVT提供了更差的性能比完全基于无机荧光剂的探测器，所有的材料研究的散射探测器有可能提供足够的性能，为我们的目的。
2009-06-28 physics.ins-det
Characterization and Modeling of a Water-based Liquid Scintillator
我们已经使用低能质子，紫外可见吸收和荧光光谱表征了水基液体闪烁体（WbLS）。我们还开发和验证了一个模拟模型，描述了在我们的探测器配置的质子束能量为2 GeV，475 MeV，210 MeV和两个WbLS组合物的WbLS的行为。我们的研究结果使我们能够估计的光产额和电离猝灭的WbLS，以及了解切伦科夫光的波长漂移对我们的测量的影响。这些结果与水基液体闪烁体材料用于下一代强度前沿实验的适用性有关。
2015-11-30 hep-ex physics.ins-det
Measurements of low-energy nuclear recoil quenching factors for Na and I recoils in the NaI(Tl) scintillator
本研究通过改进NaI(Tl)晶体封装提升光产额，实现了更低能量钠核反冲淬灭因子的测量，并重评了既往结果，为暗物质与中微子相关研究提供关键参数支持。
2024-07-09 hep-ex physics.ins-det
Quenching and Channeling of Nuclear Recoils in NaI[Tl]: Implications for Dark Matter Searches
本文描述了一种新的实验评价方法--NaI[Tl]中核反冲的淬灭因子。系统影响以前的测量的中子源的发射光谱的仔细表征，使用一个小的闪烁体耦合到一个超双碱高量子效率光电倍增管，并通过康普顿散射的电子反冲响应的非线性评价解决。随着钠反冲能的降低，淬灭因子有迅速减小的趋势。此外，在已知晶体取向的闪烁体中没有发现低能反冲离子的晶格沟道的证据。关于这些发现如何影响采用NaI[Tl]的暗物质搜索的讨论（例如，DAMA/LIBRA）。
2013-03-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
An exploratory study of a tellurium-loaded liquid scintillator based on water and p-dioxane
本研究探索了一种不含表面活性剂的含水路线，通过含碲酸的水溶液与对二氧杂环、萘和PPO组成的水溶性有机闪烁体结合，以提高碲负载的闪烁体性能。
2025-12-12 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
Temperature dependence and quenching characteristics of (La, Gd)$_2$Si$_2$O$_7$ scintillators at various Ce concentrations
研究了不同Ce浓度下（La，Gd）${}_{2}$ Si ${}_{2}$ O ${}_{7}$单晶的闪烁热稳定性和发光性能。采用提拉法和微下拉法制备了（La ${}_{0.25-x}$，Ce ${}_{x}$，Gd ${}_{0.75}$）${}_{2}$ Si ${}_{2}$ O ${}_{7}$（x = 0.0001，0.001，0.005，0.01，0.02，0.05，和0.1;单位：摩尔浓度）单晶。随着Ce浓度的增加，光致发光发射和光致发光激发谱带向低能方向移动，热猝灭激活能$\mathrm{Δ}E$降低。对于Ce $\mathrm{<}$ 0.5 at.%样品的光致发光发射背景值在指数近似下计算，在温度高于320 K时开始增加，这可能是因为Ce ${}^{3+}$ 5 $\textit{d}$激发态电离。然而，Ce $\ge $ 0.5%样品的影响较弱，这可能表明其他非辐射弛豫的贡献相对较大。因此，（La，Gd）${}_{2}$ Si ${}_{2}$ O ${}_{7}$中Ce ${}^{3+}$发射热猝灭的主要原因是5 $\textit{d}$ 1激发态电离和通过从5 $\textit{d}$激发态到4 $\textit{f}$基态的热激发交叉的非辐射弛豫的组合。闪烁光产额的温度依赖性与Ce浓度无关，Ce 1.0%在300 K至450 K的温度范围内表现出最佳性能…
2021-10-26 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det physics.optics
Measurement of proton light yield of water-based liquid scintillator
在大规模中微子实验中，液体中子发生器的质子光产额是一个重要的性质，直接影响到中微子-质子散射测量和从逆β衰变符合信号中区分快中子。这项工作提出了第一次测量的质子光产额的水基液体闪烁体（WbLS）配制从5%的线性烷基苯（LAB），在能量低于20 MeV，以及测量的质子光产额的纯LAB + 2 g/L的2，5-二苯基恶唑（PPO）的混合物（LABPPO）。测量使用双飞行时间方法和来自劳伦斯伯克利国家实验室的88英寸回旋加速器的脉冲中子束进行。相对于477 keV电子的质子光产额测量质子光产额。WbLS的相对质子光产额比LABPPO的相对质子光产额低约3.8%，LABPPO本身表现出比类似缺氧样品的先前测量高的相对质子光产额$15-20\%$。所观察到的淬火是不兼容的Birks模型的材料，但很好地描述了添加周的双分子淬火项。
2022-10-08 physics.ins-det
Light output response of the LVD liquid scintillator to neutron-induced nuclear recoils
在LVD实验（INFN格兰萨索国家实验室）中使用的有机液体闪烁体已暴露于Am-Be中子源，以测量在约4至11 MeV的区域中的中子能量的光响应函数。一个完整的蒙特卡罗模拟，结合探测器的响应，是用来产生中子散射谱匹配所观察到的，以确定淬火因子。半经验Birks模型很好地描述了所获得的光输出响应。与其他作者使用类似的碳酸氢盐分解器获得的结果一致的结果，可以是感兴趣的快速和高能中子能谱，可以与此检测器进行。
2013-04-13 physics.ins-det
Fabrication of quencher-free liquid scintillator-based, high-activity $^{222}$Rn calibration sources for the Borexino detector
实施了基于液体闪烁体（LS）制造$^{222}$ Rn负载放射源（刚制造后$\sim$ 0.5-1 kBq）的可靠且一致可重复的技术，其中LS淬灭剂污染物的量可忽略。这项工作演示了Borexino探测器即将进行的校准活动期间将使用的过程，其中一个或几个$\sim$ 100 Bq这样的源将部署在其基准体积的不同位置，目前显示出前所未有的放射性纯度水平。这些放射源需要满足$^{222}$ Rn活性、对感兴趣的辐射的透明度以及从检测器的完全可移除性的严格要求，以确保它们对Borexino的放射性纯度的影响可以忽略不计。此外，对用于校准的干净的、未失真的光谱信号的需要强加了严格的要求，以使猝灭剂（“猝灭剂”）最小化至零或极低水平。
2017-10-09 hep-ex physics.ins-det
Measurement of the proton light response of various LAB based scintillators and its implication for supernova neutrino detection via neutrino-proton scattering
在1 - 17.15MeV能量范围内，首次测量了以直链烷基苯（LAB）为基础的各种质子转换器的电子当量能量质子光输出函数。测量是在德国联邦物理技术研究所（PTB）使用具有连续能量分布的中子束进行的。质子光输出数据是从闪烁体中中子-质子散射产生的质子反冲光谱中提取的。质子光输出的功能行为成功地由Birks定律描述，对于不同的LAB溶液，Birks常数kB在（0.0094 +/- 0.0002）cm/MeV和（0.0098 +/- 0.0003）cm/MeV之间。常数C是广义伯克斯定律中二次项的参数，对于所有研究过的中子，C的上限（95% CL）都为零，约为10^{-7} cm ^2/MeV ^2。由此产生的猝灭因素是特别重要的未来计划的超新星中微子探测的基础上弹性散射的中微子质子。讨论了质子淬灭对中微子-质子散射产生的超新星事件产额的影响。
2013-04-16 astro-ph.IM hep-ex hep-ph
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
Liquid Scintillator Response to Proton Recoils in the 10-100 keV Range
我们研究了EJ-301液体闪烁体对单色244.6 $\pm$ 8.4 keV中子的响应，目标是10-100 keV质子反冲能量区间。对于该有机闪烁体或任何其他有机闪烁体，在该范围内的质子光产额存在有限的实验信息。我们的研究结果证实了适当的修改后的Birks模型，常见的所有有机闪烁体配方，预测显着增加猝灭因子质子能量接近几千电子伏制度。提到了这种行为在寻找低质量粒子暗物质的背景下的相关性。
2018-05-08 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Aging research of the LAB-based liquid scintillator in stainless steel container
不锈钢是JUNO实验中LAB基液体闪烁体的贮存容器和管道系统的材料。老化是影响液体闪烁体性能的主要降解机制之一。在两种不同温度（40 ℃和25 ℃）下，在不同材料的容器（316型和304型不锈钢和玻璃）中进行基于LAB的液体闪烁体老化实验。在连续的液体闪烁体性能测试中，光产额和吸收光谱与未老化的液体闪烁体几乎相同。老化样品的衰减长度比未老化样品缩短6%~12%。但铁元素在LAB基液体闪烁体中的浓度没有明显的变化。因此，自时效对液体闪烁体的影响很小，对不锈钢杂质的淬灭作用也很小。316和304型不锈钢可用作LAB基液体闪烁体容器、输送管道材料。
2014-09-04 physics.ins-det
Simultaneous measurement of organic scintillator response to carbon and proton recoils
背景：有机闪烁体在基础核物理和应用中广泛用于中子探测。虽然质子光产额的有机发光剂已被广泛研究，从中子与碳核相互作用的光产额的测量是稀缺的。目的：提出一种同时测量有机光催化剂质子和碳光产额的新方法。为EJ-309液体和EJ-204塑料有机蒸发器提供新的碳光产率数据。方法：用劳伦斯伯克利国家实验室88英寸回旋加速器上的33 MeV $^{2}$ H $^{+}$束轰击3 mm厚的Be靶，产生高通量、宽谱中子束。将双飞行时间技术扩展到同时测量有机光催化剂的质子和碳光产额，其中使用$np$和$n$ C弹性散射运动学确定与反冲粒子相关的光输出。结果如下：测量了EJ-309液体和EJ-204塑料有机光催化剂的质子和碳光产额关系，EJ-309的反冲能分别为0.3 ~ 1 MeV和2 ~ 5 MeV，EJ-204的反冲能分别为0.2 ~ 0.5 MeV和1 ~ 4 MeV。结论：这些数据提供了新的见解的电离猝灭效应的有机制冷剂和关键输入的有机制冷剂的响应模拟基础科学和广泛的应用。
2021-07-12 physics.ins-det
Organic liquid scintillator neutrino detector experiment, theoretical modeling, and computational simulation
Columbia University（哥伦比亚大学）；Inner Mongolia University of Science and Technology（内蒙古科技大学）
LSND实验研究中微子振荡，采用有机液体闪烁体探测器，通过FLUKA模拟等理论建模解读结果，其结果暗示偏离标准模型，推动惰性中微子相关研究。
2026-08-11 physics.ins-det
Charge Measurement of Cosmic Ray Nuclei with the Plastic Scintillator Detector of DAMPE
暗物质粒子探测器（DAMPE）的主要目的之一是测量几十TeV或更高能量的宇宙线核，其起源和传播一直是天体物理学研究的热点。DAMPE顶部的塑料闪烁探测器（PSD）旨在测量宇宙射线核的电荷，从H到Fe，并作为一个否决探测器，用于区分伽马射线和带电粒子。本文提出了一种电荷重构方法来优化PSD在电荷测量中的性能。本文在简要介绍了PSD的结构和工作原理的基础上，详细介绍了该方法的基本原理，包括航迹跟踪、PSD对准、光衰减校正、猝灭和均衡校正。结果表明，PSD工作良好，宇宙射线中从H到Fe的几乎所有元素都能在电荷谱中清晰地识别出来。
2018-10-25 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Modeling of Light Production in Inorganic Scintillators
本文基于 Birks 及 Meyer-Murray 框架建立无机闪烁体重离子光输出模型，揭示高能重离子下 δ 电子主导光输出，并用 LYSO:Ce 数据验证，为奇异核实验中的闪烁体探测器响应研究提供基础。
2025-08-21 nucl-ex physics.ins-det
Performance of a liquid nitrogen cryostat setup for the study of nuclear recoils in undoped CsI crystals
为研究低温下未掺杂CsI晶体对核反冲的响应，研发了一套减少高Z材料的液氮低温恒温器，在TUNL实现了低能区高光产额测量，还解决了光脉冲负过冲问题，为后续核淬灭因子测量提供了装置基础。
2023-07-24 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Response of GAGG(Ce) scintillators to different charged particles
School of Physics and State Key Laboratory of Nuclear Physics and Technology, Peking University（北京大学物理学院及核物理与技术国家重点实验室）；State Key Laboratory of Heavy Ion Science and Technology, Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院近代物理研究所重离子科学与技术国家重点实验室）；School of Nuclear Science and Technology, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学核科学与技术学院）；Joint Department for Nuclear Physics, Lanzhou University and Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences（兰州大学与中科院近代物理所核物理联合系）；Research Center for Nuclear Physics, Osaka University（大阪大学核物理研究中心）；Nishina Center for Accelerator-Based Science, RIKEN（理化学研究所仁科加速器科学中心）；School of Physics, Beihang University（北京航空航天大学物理学院）；School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理学院）；Key Laboratory of Nuclear Physics and Ion-beam Application (MOE), Institute of Modern Physics, Fudan University（复旦大学近代物理研究所核物理与离子束应用教育部重点实验室）
本研究针对GAGG(Ce)闪烁体对不同带电粒子的光输出响应数据匮乏的问题，系统研究其响应并量化猝灭行为，建立光输出与沉积能量的关系，为相关探测器系统提供实验输入。
2026-10-14 nucl-ex physics.ins-det
A prototype neutron-detector array for future deep-underground s-process studies
本文提出一种由EJ-309液体闪烁体与六个3He正比计数器组成的中子探测器阵列原型，并在FRANZ装置上验证其中子探测、n/γ甄别及符合性能，为深地s-过程实验和22Ne(alpha,n)25Mg反应截面测量奠定基础。
2025-11-06 nucl-ex physics.ins-det
Properties of Liquid Argon Scintillation Light Emission
液态氩由于其优异的电荷产额和输运特性以及作为闪烁体而被用作各种中微子和暗物质实验的活性介质。在127 nm附近的10 nm窄谱带内发射出液态氩闪烁光子，其特征时间分布由激发态Ar $_2^*$的最低单重态和三重态衰变到离解基态的两个分量组成。提出了一个模型，该模型考虑了通过与其他三重态的自相互作用或通过与分子Ar $_2^+$离子的相互作用的长寿命的三重态的猝灭。该模型预测的闪烁信号的时间分布和依赖于外部电场的强度和沉积的能量的密度，如果未淬灭的快速和缓慢的组件的相对丰度是已知的。该模型成功地解释了实验观察到的慢分量的特征时间对所施加的电场的强度和增加的光子产额的液体氩掺杂少量的氙（在ppm水平）的依赖性。该模型还预测了电子和核反冲的脉冲形状参数$_{prompt}$对反冲能量的依赖关系以及核反冲在液氩中的相对光产额$\mathcal{L}_{eff}$的行为
2020-12-11 hep-ex physics.ins-det
Measurement of intrinsic radioactive backgrounds from Cs-137 and U/Th chains in CsI(Tl) crystals
无机CsI（Tl）晶体闪烁体是中国暗物质实验（CDEX）的候选反康普顿探测器。研究CsI（Tl）晶体的本征放射性纯度是一个非常重要的问题。脉冲的时间、能量和空间相关性以及脉冲形状的分辨能力为测量内禀辐射强度提供了强有力的方法。实验设计，检测器的性能和事件选择算法进行了说明。在中国锦屏地下实验室，对三个CsI（Tl）晶体原型进行了359 × 3 kg·d的数据采集。本文报道了Cs-137、Th-232和U-238系列的内同位素污染水平以及U-235系列的上限。从U/Th衰变链中识别出整个α 8峰，并推导出相应的淬灭因子。
2014-08-04 astro-ph.CO hep-ex physics.ins-det
