Performance Evaluation of Pulse Shape Discrimination Capable Organic Scintillators for Space Applications
具有脉冲形状鉴别（PSD）能力的闪烁体在科学界的许多领域都引起了极大的兴趣。使用PSD从中子辨别伽马射线的能力在不同类型的闪烁体材料和掺杂剂之间变化。研究了具有PSD性能的新一代有机闪烁体材料，以确定其对电离和非电离辐射的辐射硬度。四种类型的有机闪烁体的PSD能力，平均脉冲形状，和光输出的特点之前和之后的中子和γ射线照射。这项研究的主要目标是研究在空间应用中可能经历的长期辐照对每种材料的光输出和粒子识别能力的影响。测试了EJ-270、EJ-276、有机玻璃和二苯乙烯。在高达$2.56\times10^{11}$ n/cm $^2$的任何发光体中均未观察到非电离（中子）辐射引起的损伤，但二苯乙烯除外，其光输出出现小幅（12 $\%$）降低。电离（γ射线）照射后，所有发光剂的光输出均有所减少，在100 kRad后立即观察到17个$\%$（EJ-276和OGS）、32个$\%$（EJ-270）和42个$\%$（二苯乙烯）减少。
2021-11-17 physics.ins-det
A hybrid organic/inorgaic scintillator for high performance measurements
中微子物理学领域新的实验研究计划要求新的探测器具有大质量、高能量分辨率和良好的背景抑制能力。本文提出了一种新型的混合有机/无机闪烁体，这是能够同时改善所有三个方面。这种闪烁体由悬浮在有机闪烁载体介质中的无机晶体的微观颗粒组成。由于晶体的多次散射，这种闪烁体在较长距离上看起来不透明，旨在用于专门的探测器。由于晶体相，它可以天然地包含大量的各种元素，因此足够大的检测器可以达到吨或多吨级的元素负载。同时，这种组合物可以产生非常高的光输出，并提供额外的颗粒识别能力。这种闪烁体的概念预计将为未来的中微子实验提供显着的优势，如无中微子双β实验和反应堆反中微子物理的搜索。
2018-07-02 physics.ins-det
Influence of Self-Absorption on Pulse Shape Discrimination in Organic Glass Scintillators
本文通过不同高度的有机玻璃闪烁体实验，分析光自吸收对中子-伽马脉冲形状甄别的影响，并结合遗传算法拟合脉冲衰减成分。
2025-05-13 physics.ins-det
Fluorescence decay-time constants in organic liquid scintillators
测量了几种基于苯邻二甲苯乙烷（PXE）和线性烷基苯（LAB）溶剂的闪烁体混合物的荧光衰减时间常数。所得到的值是相关的物理性能的拟议的大体积液体闪烁体探测器LENA（低能中微子天文学）。特别是，测量值的影响，通过p -> K+反中微子的质子衰变的搜索在这项工作中进行了评估。
2009-04-29 physics.ins-det
On the possiblity of detecting Solar pp-neutrino with a large volume liquid organic scintillator detector
结果表明，一个大容量的液体有机闪烁体探测器的能量分辨率为10千电子伏，在200千电子伏1西格玛将是敏感的太阳pp-中微子，如果在目标放射性纯度水平的Borexino探测器，或太阳中微子项目的KamLAND。
2004-03-03 physics.ins-det
Proton Light Yield in Organic Scintillators using a Double Time-of-Flight Technique
新型有机溶剂开发的最新进展需要现代表征能力。由于中子在这些材料中能量沉积的主要手段是n-p弹性散射，因此了解质子光产额是至关重要的。本工作建立了一个新的模型无关的方法，连续测量质子光产额在有机发光器在一个广泛的能量范围。使用在劳伦斯伯克利国家实验室的88英寸回旋加速器的氘分裂中子源和一系列有机增透器，通过双飞行时间技术测量来自Eljen Technology的市售有机液体增透器EJ-301和EJ-309的质子光产额。光产额是使用运动学过约束系统在1-20 MeV的质子能量范围内确定的。脉冲积分长度对质子光产额关系的大小和形状的影响也进行了探讨。这项工作能够精确模拟先进中子探测器的性能，并支持下一代中子成像系统的开发。
2020-10-04 physics.ins-det
Intrinsic Resolution of Organic Scintillators
本研究采用文献[1]的唯象模型分析有机闪烁体的多组本征分辨率测量数据，验证其与既有数据集总体一致，并指出系统不确定度仍需深入研究，进而提出后续测量建议。
2025-09-29 physics.ins-det
Characterization and performances of new indium loaded organic liquid scintillators, based on novel indium carboxilate compounds
提出了一种新的配方，以掺杂浓度高达10%的铟的有机液体稀释剂（OLS）：它是基于特定的铟羧酸盐化合物充分合成。所产生的In-OLS的特征在于：在铟浓度为5.5%时，其光产率为8500 ph/MeV，在430 nm波长处的光衰减长度为2.5 m。在所有研究期间（约1年），闪烁体性能稳定。将所生产的In-OLS与其他In-OLS配方进行比较，并显示出优异的性能。所发展的金属掺杂OLS的方法可以很容易地推广到其他金属如Gd、Nd、Cd。
2007-11-12 physics.ins-det
In this manuscript we report on the scintillation properties and pulse shape discrimination (PSD) performance of new organic glass scintillator. Two cylindrical samples with dimensions of 2x2 inches were tested. Additionally, this two samples were used in stack configuration in order to measure the PSD characteristics of a sample with a size of 2x4 inches. The study covers the measurements of neutron/gamma discrimination capability, emission spectra, photoelectron yield and analysis of the light pulse shapes originating from events related to gamma-rays and fast neutrons. The results were comp…
2023-01-17 physics.ins-det
Performances and stability of a 2.4 ton Gd organic liquid scintillator target for antineutrino detection
在这项工作中，我们报告的性能和（2 × 1.2）吨的有机液体闪烁体目标的化学和物理性质与Gd掺杂高达~ 0.1%，和一个为期2年的长期稳定性调查的结果。特别是，我们已经监测的Gd和主要的荧光的量实际上在溶液中，Gd掺杂的液体闪烁体（GdLS）的光学和荧光性质和其作为中子探测器的性能，即中子捕获效率和平均捕获时间。实验性调查正在进行，目标正在持续监测。掺杂时间两年后，Gd掺杂液体闪烁体的性能没有显示出任何退化和不稳定的迹象;这一结论来自实验室测量和“罐内”测量。这是有史以来生产的最大的稳定的Gd掺杂有机液体闪烁体靶，并可长时间连续运行。
2008-03-11 physics.ins-det
Fast Rossi-alpha Measurements of Plutonium using Organic Scintillators
在这项工作中，Rossi-alpha测量同时进行与$^3$氦为基础的检测系统和有机蒸发器为基础的检测系统。该组件是15公斤钚（93重量$\%$ $^{239}$ Pu），由铜反射并由铅减速。Rossi-alpha测量的目标是估算瞬发中子衰变常数alpha。模拟估计对于测量的组件，$k_\text{eff}$ = 0.624和$α$ = 52.3 $\pm$ 2.5 ns。有机闪烁体系统估计$α$ = 47.4 $\pm$ 2.0 ns，具有9.37 $\%$误差（尽管1.09标准差置信区间重叠）。$^3$ He系统估计$α$ = 37 $μ$ s。已知$^3$ He系统的慢化时间为35-40 $μ$ s，这意味着慢化时间占主导地位，并掩盖了瞬发中子衰变常数。随后，有机闪烁体系统应用于α远小于35 $μ$ s的组件。
2020-10-13 physics.ins-det
Note on the Intrinsic Resolution in Liquid Organic Scintillators
本文提出一种用单一通用参数描述液体有机闪烁体固有分辨率（IR）的现象学模型，系统化现有数据，发现1-MeV能量释放时IR导致约2%的额外能量分辨率展宽，可用于模拟LS探测器中的IR效应。
2023-10-13 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
Review of Hybrid and Opaque Scintillator Technologies Advancing Neutrino and Dark Matter Detectors
Johannes Gutenberg-Universität Mainz（约翰内斯·古腾堡美因茨大学）
本文综述混合与不透明闪烁体技术，旨在克服有机液体闪烁体在顶点分辨率和粒子鉴别上的不足，并展示其在中微子与暗物质探测中的最新应用。
2026-09-09 physics.ins-det
Spectroscopy of electron-induced fluorescence in organic liquid scintillators
用~ 10 keV电子激发介质，测量了与LENA探测器相关的几种有机液体闪烁体混合物的发射光谱。结果与紫外光激发光谱进行了比较。两种方法测得的光谱之间有很好的一致性。
2010-01-22 physics.ins-det physics.optics
Production and Properties of the Liquid Scintillators used in the Stereo Reactor Neutrino Experiment
利用有机液体闪烁体中的反β衰变信号测量了立体反应堆实验（ILL Grenoble）中的电子反中微子谱。立体探测器的六个靶室填充有约1800升的Gd装载的液体闪烁体，其针对实验的要求进行了优化。这些靶细胞被包含没有Gd负载的液体闪烁体的类似细胞包围。本文介绍了这类制冷剂的发展和特点。特别地，讨论了有机液体的透明度、光产生和脉冲形状辨别能力。
2019-01-29 physics.ins-det
Neutron-$γ$ discrimination with organic scintillators: Intrinsic pulse shape and light yield contributions
采用相同的装置和数字电子学，对中子- $γ$脉冲形状鉴别（PSD）与七种有机吸收器进行了比较研究。这些反应器包括塑料（EJ-299-33和塑料原型）、单晶（芪和最近掺杂的$p$ -三联苯）和液体（BC 501 A、NE 213和氘代液体BC 537）。首先，不同的屏蔽器的整体PSD性能进行比较，并确定阈值中子能量为一个给定的歧视质量。然后，使用统计参数，两个内在的贡献的PSD能力的封装材料被解开：光产额和特定的脉冲形状引起的中子和$γ$ -射线。这种分离提供了更多的洞察力的行为的有机澄清剂，并允许详细比较的歧视性能的各种材料。在此分析的基础上，目前的有机制冷剂和最近提出的替代制冷剂的局限性进行了讨论。
2020-05-12 nucl-ex physics.ins-det
Comparative scintillation performance of EJ-309, EJ-276, and a novel organic glass
对Sandia国家实验室研制的有机玻璃闪烁体进行了光输出和脉冲形状鉴别（PSD）性能的表征，并与商用液体（EJ-309）和塑料（EJ-276）有机闪烁体进行了比较。电子光输出通过$^{137}$ Cs康普顿边缘位置的相对比较来确定。质子光产额是在劳伦斯伯克利国家实验室的88英寸回旋加速器上使用双飞行时间技术测量的。使用可调谐宽谱中子源和脉冲形状鉴别观测器阵列，对EJ-309（200 keV $-$ 3.2 MeV）、EJ-276（170 keV $-$ 4.9 MeV）和有机玻璃（50 keV $-$ 20 MeV）进行质子光产额的连续测量。最后，使用AmBe源评估有机玻璃、EJ-309和EJ-276的PSD性质，并通过品质因数度量进行比较。有机玻璃显示出比EJ-309和EJ-276两者更高的电子光输出。其质子光产额和PSD性能与EJ-309相当，优于EJ-276。有了这些性能特点，有机玻璃闪烁体是很好的准备，以取代目前国家的最先进的PSD能力的闪烁体在一系列的快中子探测应用。
2020-11-03 physics.ins-det
Tunable Light Scattering in Cast Organic Scintillators via BaSO$_4$ Nanoparticle Doping: A Short Summary
Justus Liebig University Giessen（吉森大学）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Humboldt University of Berlin（柏林洪堡大学）；European Space Agency（欧洲空间局）
研究基于Eljen EJ - 290树脂的小尺寸浇铸有机闪烁体，掺杂质量分数0%至5%的硫酸钡粉末，核心方法是掺杂，主要贡献是能在很大程度上独立于吸收和光输出调节散射长度。
2026-07-07 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
NaI(Tl) crystal scintillator encapsulated in two organic-scintillator layers with pulse shape data analysis
掺铊碘化钠（NaI（Tl））晶体广泛用于辐射探测应用，从伽马射线光谱到粒子暗物质搜索。然而，如果晶体暴露在哪怕只有百分之几的相对湿度中，它的光发射也会降低，使得晶体作为探测器不切实际。在晶体周围添加有机增透剂不仅可以保护晶体表面免受潮湿空气的影响，还可以提供一种新的能力来标记背景，如外部伽马射线和表面污染物。我们研制了一种探测器，它是通过完全封装在塑料闪烁体的NaI（Tl）晶体，然后浸没在液体闪烁体的塑料晶体组件。使用从该三重phoswich检测器收集的数据，脉冲形状分析能够识别来自三个发射器的各种辐射信号。此外，我们发现晶体的发射质量保持了一个月。
2022-07-08 hep-ex physics.ins-det
Modeling of a MeV-scale Particle Detector Based on Organic Liquid Scintillator
基于光电倍增管（PMT）监测的液体闪烁体（LS）探测器常用于中微子振荡研究和寻找暗物质等低能实验中。这种类型的探测器在从数百keV到几GeV的能量范围内工作，在1 MeV以上的能量下提供百分之几的分辨率，并允许观察精细的光谱特征。本文简要介绍了相关的物理过程，并介绍了一种新的通用模拟工具LSMC（液体闪烁体蒙特卡罗）的LS基探测器配备PMT阵列的模拟。该工具基于Geant 4框架，并提供补充功能，以便于配置和全面输出。LSMC的使用说明了一个紧凑的探测器原型的建模和优化，目前正在建立在巴克桑中微子天文台。
2019-09-07 physics.ins-det
A Study of NaI(Tl) crystal Encapsulation using Organic scintillators for the Dark Matter Search
闪烁的NaI（Tl）晶体用于各种稀有衰变实验，如暗物质搜索。NaI（Tl）晶体的吸湿性使得在这些实验中晶体探测器的构造具有挑战性，并且需要紧密封装以防止空气接触。更重要的是，在低放射性测量中，外部辐射和表面污染的识别对于表征总晶体放射性的来源至关重要。为了同时缓解上述问题，已经进行了具有活性有机闪烁体否决的NaI（Tl）晶体封装的研究。裸露的晶体直接与液体和塑料反射器耦合，以标记从晶体外部穿透的外部辐射。我们报告的脉冲形状歧视的有机闪烁体脉冲的晶体闪烁体在一个单一的探测器设置，使外部伽马射线可识别和长期稳定性测试的探测器设置。
2019-08-12 astro-ph.IM physics.ins-det
Measurement of the Scintillation Efficiency of Na Recoils in NaI(Tl) down to 10 keV Nuclear Recoil Energy relevant to Dark Matter Searches
我们提出了初步的测量结果的钠反冲在碘化钠（铊）在室温下，在谢菲尔德大学的专用中子设施。测量已经进行了2.45 MeV的单能中子发生器的能量范围从10 keV到100 keV的核反冲能。使用BC501A液体闪烁体探测器对中子进行标记。从BC501A液体闪烁体探测器和中子飞行时间的脉冲形状歧视的削减进行记录的脉冲由一个数字化仪与2纳秒的采样时间。测得的淬火因子范围从19%到26%，与其他实验一致。从脉冲形状分析，从电子和核反冲脉冲的平均时间进行比较，下降到2千电子伏的电子等效能量。
2006-11-22 physics.ins-det
Quenching Measurements and Modeling of a Boron-Loaded Organic Liquid Scintillator
有机液体稀释剂在实验核物理和粒子物理中有广泛的应用。由于$^{10}$ B的高热中子俘获截面，硼负载的中子吸收器对于检测中子俘获特别有用。这些闪烁器通常用于中子探测器，包括DarkSide-50中子否决器，其中中子在闪烁器中散射质子或在$^{10}$ B上捕获时可能产生信号。重建这些反冲的能量由于闪烁猝灭而变得复杂。了解这些闪烁体中的核反冲如何被抑制是一个重要而困难的问题。在这篇文章中，我们提出了一套测量的中子引起的质子反冲在硼负载的有机液体闪烁体在反冲能量范围从57- 467 keV，我们比较这些测量预测从不同的淬火模型。我们发现，修改后的Birks的模型，其分母是二次的$dE/dx$最好的描述测量，与$χ^2$ /NDF $=1.6$。这一结果将有助于模拟类似探测器中的核反冲闪烁，并可用于提高其中子标记效率。
2017-07-16 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Characterization of a Li-6 loaded liquid organic scintillator for fast neutron spectrometry and thermal neutron detection
介绍了一种液体闪烁体的表征，该液体闪烁体包含富集氯化锂的水溶液以产生具有0.40%Li-6的闪烁体，包括闪烁体在其光学性质和中子响应方面的性能。闪烁体被纳入到一个快中子谱仪，并从2.5 MeV，14.1 MeV，和CF-252中子的光输出光谱进行了测量，使用捕获门控符合技术。该谱仪在不符合的情况下运行，以进行热中子测量。光谱仪性能的可能改进进行了讨论。
2013-02-07 nucl-ex physics.ins-det
Characterization of a silicon photo-multiplier array with summing board as a photo-multiplier tube replacement in organic scintillator assemblies
我们报告的能量，时间，和脉冲形状的歧视性能的圆柱形5厘米直径× 5厘米厚和7厘米直径× 7厘米厚{ \it反}-芪晶体读出与三个不同的商业硅光电倍增器阵列的被动总和输出。我们的研究结果表明，使用SiPM的8x8阵列的总和输出提供了与光电倍增管竞争的性能，用于许多中子成像和相关粒子测量：对于用SensL的ArrayJ-60035 - 64 P-PCB读出的5 × 5 cm晶体，其具有最好的整体性能，我们在341 keVee下测量能量分辨率为13.6 $\pm$ ± 1.8，在100- 400 keVee范围内的定时分辨率为277 $\pm$ 34 ps，在230- 260 keVee能量范围内的脉冲形状鉴别优值为2.21 $\pm$ ± 0.03。这些结果使许多基于闪烁器的仪器能够享受硅光电倍增管阵列的尺寸、鲁棒性和功率优势，以替代当今主要使用的光电倍增管。
2019-06-19 physics.ins-det
Comparison of an OGS/Polystyrene scintillator (BSO-406) with pure OGS (BSO-100), EJ-276, EJ-309, and M600 scintillators
本文研究了由40%OGS与60%聚苯乙烯混合而成的新型BSO-406闪烁体的闪烁性能和PSD表现，并将其与纯OGS（BSO-100）、EJ-276、EJ-309及M600闪烁体的相关数据进行了比较。
2025-04-16 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
Liquid Scintillator Time Projection Chamber Concept
本文介绍了一个小型实验的结果，该实验研究了室温有机液体稀释剂作为时间投影室（TPC）的活性介质的使用。液体电介质的光学性质早已为人所知，但它们传输电荷的能力至今仍在很大程度上未经测试。在\cite{EnglerTMS}中首次提出了使用室温液体作为电离室的活性介质的想法。从那时起，可用的液体净化器的范围得到了很大的发展。我们提出了成功的运输电离电荷的选择，纯有机液体溶剂和液体闪烁体鸡尾酒超过20 $\,$ mm使用各种电漂移场强度。这项研究的目标是提供一个具有成本效益的替代中微子物理学中的液体惰性气体探测器。
2012-05-25 physics.ins-det
On the Relationship Between Scintillation Anisotropy and Crystal Structure in Pure Crystalline Organic Scintillator Materials
本文研究了蒽、反式二苯乙烯、对三联苯、联苄和二苯乙炔五种纯有机晶体中质子反冲事件的闪烁各向异性效应。这些测量包括表征每个晶体中质子反冲方向的一个半球的闪烁响应。除了在每个角度的总光输出和脉冲形状的标准测量，提示和延迟光各向异性进行分析，允许调查的单线态和三线态分子激发行为独立。这项工作提供了新的定量和定性的观察，朝着理解闪烁各向异性背后的物理机制取得进展。这些测量结果表明，提示和延迟光各向异性之间的关系与晶体结构，因为它之间的π堆叠的晶体结构材料（蒽和对三联苯）和人字形晶体结构材料（芪，联苄基，和二苯基乙炔）的变化。的意见是一致的模型，其中有优选的方向的分子激发的动力学过程。这些过程和闪烁各向异性的方向依赖性的影响进行了讨论。
2018-05-02 physics.ins-det
Fast Neutron Detection with 6Li-loaded Liquid Scintillator
我们报告了一个快中子探测器的发展，使用的液体闪烁体掺杂与丰富的Li-6。锂以具有基于二异丙基萘的液体闪烁体的水性LiCl微乳液的形式引入。获得0.15重量%的Li-6浓度。将闪烁体填充到125 mL玻璃池中，并用裂变源中子进行辐照。快中子可以在闪烁体中产生反冲质子，并且在检测器体积内热化的那些中子可以在Li-6上被捕获。中子的能量可以通过反冲质子的光输出来确定，并且延迟热中子的捕获减少了背景事件。在本文中，我们讨论了这种6Li液体闪烁体的发展，演示了它在探测器中的操作，并比较其效率和捕获寿命与蒙特卡罗模拟。从一个硼负载的塑料闪烁体的数据进行了比较。我们还提出了一个脉冲形状的歧视方法区分电子和核反冲事件的基础上的Matusita距离之间的归一化观测波形和核和电子反冲模板波形。测量的细节进行了讨论，以及具体的数据分析和比较与蒙特卡罗模拟。
2011-06-22 nucl-ex physics.ins-det
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
Scintillator light yield measurements with waveform digitizers
近年来，人们利用快速波形数字化仪对有机发光体的质子光产额进行了广泛的测量，但不同作者的测量结果存在较大的差异。在这封信中，我们解决的数字信号处理的原则，必须考虑进行闪烁体光产额测量时。如果闪烁脉冲的时间形状与沉积的能量的量无关，则数字化波形脉冲高度值仅与闪烁光的量成比例。这是不是闪烁脉冲产生的快中子相互作用在有机闪烁器的情况。因此，测量质子光产额的作者应报告脉冲积分值，并确保积分长度足以捕获大部分闪烁光。
2020-09-15 physics.ins-det
Developments and improvements of radiopure ZnWO$_{4}$ anisotropic scintillators
ZnWO $_4$是一种各向异性晶体闪烁体，由于其独特的特性，它是一种很有前途的探测器，可以利用所谓的方向性方法来研究引起核反冲的暗物质（DM）候选者。最近，在ADAMO项目的框架下，已经进行了开发高质量和超辐射纯ZnWO $_4$晶体掺杂剂的研发。本文报道了ZnWO $_4$对$α$粒子和中子散射引起的核反冲的各向异性响应的测量结果。在ENEA-CASACCIA的中子发生器已经产生了单色中子。在三种不同的核反冲能量下，确定了沿不同晶轴的核反冲淬灭因子值。这些结果打开了可能性，实现了一个先驱性的实验，以调查上述DM候选人的方向性。
2020-04-05 hep-ex 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
Interaction position, time, and energy resolution in organic scintillator bars with dual-ended readout
我们报告的位置，时间和能量分辨率的范围内的塑料闪烁体条和反射体治疗使用双端硅光电倍增器读出。这些测量的动机是即将建设的光学分段单体积中子散射相机，其中中子弹性散射关闭氢被用来运动学重建的源方向和能量的入射中子。对于这种应用，需要约10 mm的相互作用位置分辨率和约1 ns的时间分辨率来实现裂变能中子的期望效率。此处给出的结果表明，这可以通过缠绕在聚四氟乙烯带中的EJ-204闪烁体的$5\times5\times190~\mathrm{mm}^3$条阵列实现，并通过SensL的J系列$6\times6~\mathrm{mm}^2$硅光电倍增器读出。两个独立的设置，我们还探讨了系统的位置分辨率的变化，并表明，在一般情况下，使用在两端的脉冲到达时间的差异是不太容易受到系统的变化比使用的对数比的两端的电荷振幅。最后，我们测量的绝对时间的相互作用作为沿酒吧的位置的函数的偏差：在酒吧的中心的事件的测量的相互作用时间是$\sim$ 100 ps后比SiPM附近的相互作用。
2019-02-20 physics.ins-det
Improved Pulse Shape Discrimination in EJ-301 liquid scintillators
数字脉冲波形鉴别技术已成为区分闪烁探测器中的核反冲和电子反冲事件的有效手段。我们评估数字实现的脉冲形状歧视算法在文献中讨论，即电荷比较法，脉冲梯度分析，傅立叶级数和标准事件拟合。此外，我们提出了一种新的算法的基础上的拉普拉斯变换。而不是减少这些算法的性能，以一个单一的数字的优点，我们评估它们作为反冲能量的函数。具体而言，使用商业EJ-301液体sctillators，我们检查在给定的拒绝水平的电子反冲，以及所选择的核反冲事件样品的纯度的核反冲的结果接受。我们发现，无论是标准事件拟合和拉普拉斯变换可以用来显着提高整个能量范围内的歧视能力。此外，我们表明，电荷比较法在准确识别核反冲方面表现不佳。
2017-05-12 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Measurements of ZnWO$_4$ anisotropic response to nuclear recoils for the ADAMO project
各向异性散射器可以提供一种独特的可能性，利用所谓的方向性方法，以调查这些暗物质（DM）的候选人诱导核反冲的存在。事实上，它们的使用可以克服探测极短的核反冲痕迹的困难。在本文中，我们提出了最近的测量ZnWO $_4$晶体闪烁体的各向异性响应的核反冲，在ADAMO项目的框架。ZnWO $_4$晶体的各向异性特征最初是用$α$颗粒测量的;这些结果也已被这里提供的附加测量所证实。实验核反冲数据是通过使用中子发生器在ENEA-CASACIA和中子探测器来标记散射的中子;特别是，淬灭因子值沿不同的晶轴的核反冲已经确定了三个不同的中子散射角（即核反冲能量）。根据这些测量，已确定ZnWO $_4$晶体闪烁体中核反冲的光响应的各向异性为5.4个标准差。
2020-02-21 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Measured Nondestructive Assay of $^{237}$Np Using Organic Scintillators and Active Neutron Multiplicity Counting
在核保障监督范围内进行非破坏性分析的目的是在不受限制的时间内精确核实核材料样品的申报质量。237 Np是一个扩散问题，有效分析其样本的能力是核查和保障措施工具箱中缺失的一部分。这种材料与铀-235一样受到同样的保障监督，可按克数报告，根据美国能源部的规定，被归类为“其他核材料”。鉴于美国每年生产3 000公斤237 Np，而裸球临界质量为40-60公斤，最好能增加一个能在20分钟测量中区分10克237 Np的系统，以扩大保障工具箱。一种测量方式是中子多重性计数，其将检测到的多重性计数率与可裂变材料的量相关联。先前的模拟工作表明，基于有机闪烁器的多重性计数器可以达到设计标准，而基于3 He的旗舰系统，超热中子多重性计数器，需要更长的测量时间才能达到相同的精度。在这项工作中，同时测量的6公斤球的237 Np的有机闪烁体和3 He为基础的系统被用来确认模拟研究的趋势;有机闪烁体为基础的系统实现了1%的不确定性，在中子双多重性率的顺序分钟，而3 He为基础的系统需要几天才能达到相同的精度。最后，国际原子能机构应考虑开发和部署一个基于有机闪烁器的多重性计数器
2020-10-13 nucl-ex physics.ins-det
Technique for the measurement of intrinsic pulse-shape discrimination for organic scintillators using tagged neutrons
利用基于飞行时间的中子标记技术和逐个事件的波形数字化，对有机液体稀释器NE 213 A和EJ 305进行了快中子/γ射线脉冲形状鉴别。伽马射线源和基于Geant 4的模拟被用来校准闪烁光产额。通过对数字化波形的选定部分进行积分以产生中子/伽马射线分离的品质因数，来分析中子和伽马射线事件的脉冲形状差异。该品质因数已被映射为探测器阈值和从飞行时间确定的中子能量的函数。它清楚地表明，NE 213 A的脉冲形状识别能力优于EJ 305。中子标记技术提供的额外信息导致对这些有机发光器的脉冲形状辨别能力的更详细的评估。
2022-06-02 nucl-ex 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
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
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
TOF-PET detector concept based on organic scintillators
在这方面的贡献，我们提出了一个新的概念，大接受检测器系统的基础上，有机发光体，可以允许同时诊断的大部分人体。这一概念的新颖之处在于采用大块聚合物散射器代替晶体作为湮灭量子的探测器，并且主要使用信号的定时而不是它们的振幅。
2013-05-23 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Phenylxylylethane (PXE): a high-density, high-flashpoint organic liquid scintillator for applications in low-energy particle and astrophysics experiments
本文报道了在BOREXINO太阳中微子实验的研究和发展计划框架内对一种新的中微子相互作用液体闪烁体靶的研究。闪烁体由1，2-二甲基-4-（1-苯乙基）-苯（苯基-邻二甲苯基乙烷，PXE）作为溶剂，1，4-二苯基苯（对三联苯，p-Tp）作为主要溶质和1，4-双（2-甲基苯乙烯基）苯（bis-MSB）作为次要溶质组成。密度接近水的密度和高闪点使其成为大型闪烁探测器的一个有吸引力的选择。研究的重点是闪烁体的光学性质，放射性痕量杂质和新的纯化技术。用氧化铝柱纯化后，闪烁体混合物在430 nm处的衰减长度达到12 m。在闪烁体中测得C-14/C-12 = 9.1 × 10 ~（-18）$。初始痕量杂质，例如3.2 * 10^{-14} g/g的U-238可以通过硅胶固体柱纯化而纯化至低于10^{-17} g/g的水平。
2007-09-27 astro-ph physics.ins-det
Measurement of proton quenching in a LAB based liquid scintillator
线性烷基苯作为液体闪烁体的溶剂已被一些中微子实验所采用。为了改进直链烷基苯基液体闪烁体探测器的能量非线性模型，利用14 MeV紧凑型D-T中子发生器研究了直链烷基苯基液体闪烁体的能量猝灭效应。液体闪烁体中的反冲质子具有范围从0.5 MeV到13 MeV的动能。数据被用来提取的参数的伯克定律，一个经验模型来描述的液体闪烁体的能量猝灭效应。
2018-09-11 physics.ins-det
Development of a 3-D Position Sensitive Neutron Detector Based on Organic Scintillators with Double Side SiPM Readout
基于塑料闪烁体阵列的三维位置灵敏中子探测器正在研制中。使用双面SiPM读出来确定每个闪烁体单元中的相互作用深度（DOI）。在初步测试中，使用准直Co-60源在不同位置测量254 x 6 x 6 mm 3 SP101塑料闪烁体中的DOI。SiPM（KETEK PM 6660）信号由2.5GS/s数字示波器记录。使用幅度和时间信息两者来计算DOI结果。分别实现了2.5 cm和6.6 cm的位置分辨率（FWHM）。基于二维阵列的探测器能够记录入射中子的三维位置信息。三维探测器将与中子时间投影室一起用作定向快中子探测器。根据模拟结果，该相机的角分辨率（8度半高宽）远优于典型的中子散射相机。
2018-10-31 nucl-ex physics.ins-det
Anisotropic Response Measurements of ZnWO$_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
Brightness and uniformity measurements of plastic scintillator tiles at the CERN H2 test beam
我们研究的光输出，光收集效率和信号定时的各种有机制冷剂，正在考虑升级的强子量热计的CMS检测器。实验数据收集在欧洲核子研究中心的H2试验束区，使用150 GeV的μ子束。特别是，我们调查的使用过掺杂和绿色发光塑料闪烁体，两个解决方案，尚未被广泛考虑。我们提出了一个研究的能量分布在塑料闪烁体瓷砖，作为命中位置的函数的命中效率，和蓝色和绿色闪烁器的信号定时的研究。
2017-11-30 physics.ins-det
Geant4-based calibration of an organic liquid scintillator
用单能和多能γ射线源对NE-213 A有机液体闪烁体探测器进行了光产额刻度。在光电倍增管中检测闪烁光，并在逐个事件的基础上对相应的脉冲进行波形数字化。由此产生的康普顿边缘进行了分析，使用Geant 4模拟的探测器，模型的电离辐射的相互作用以及闪烁光子的运输。模拟校准，并比较用于确定康普顿边缘的既定处方，最终导致光产额校准功能。在这个过程中，基于模拟的方法产生了关于探测器的增益和固有脉冲高度分辨率的信息。它还促进了以前无法理解的系统的不确定性与校准的反硝化光产额。模拟为基础的方法也比较了良好的既定的数值处方定位康普顿边缘。最终，模拟预测的光输出校准比处方低17%。这些校准表明，与给定的伽马射线相关的闪烁光的大约35%到达光阴极。值得注意的是，两个有50年历史的校准有机蒸发器中蒸发光产额的处方经受住了时间的考验。
2021-10-22 nucl-ex physics.ins-det
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
Light Yield Quenching and Quenching Remediation in Liquid Scintillator Detectors
研究了有机胺和羧酸对LAB闪烁体发光的猝灭作用。猝灭剂的化学官能团在这种还原中起重要作用。结果表明，在混合胺-酸体系中以1：1摩尔比形成的“盐”使淬灭减少2倍。支持NMR光谱。这种“猝灭中和”有可能减少当与猝灭剂络合的金属被装载到有机光催化剂中时所引起的光损失。
2020-11-18 hep-ex 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
