Water-based Quantum Dots Liquid Scintillator for Particle Physics
本文研究了一种水基量子点液体闪烁体，利用量子点可控光学性质及水相分散协议，表征其相转移后的光学性能，并通过大气μ子时间与电荷响应测量验证其在核物理、粒子物理及中微子物理中的应用可行性。
2024-06-26 hep-ex physics.ins-det
Theia: A multi-purpose water-based liquid scintillator detector
最近在液体闪烁体化学和快速定时光电传感器领域的发展为能够解决广泛的物理问题的新一代大型探测器铺平了道路。水基液体闪烁体是一种新型的探测介质，它结合了纯水的低衰减、精确方向重建、低成本等优点和液体闪烁体的高光产额、低探测阈值等优点。当与高效率，快速定时的光电传感器，如大面积皮秒光电探测器相结合时，水基液体闪烁体在中微子物理和BSM研究中表现出巨大的潜力。Theia是一个50千吨级多用途中微子探测器，旨在联合部署这两种技术，以实现其物理计划目标，包括确定中微子质量等级和轻子部分的CP破坏阶段，探测太阳中微子，反应堆中微子和超新星中微子，以及寻找无中微子的双β衰变和质子衰变。
2018-09-17 hep-ex physics.ins-det
A 3D segmented Water-based Liquid Scintillator for high-precision detection of neutrinos in water
针对水中中微子-原子核相互作用精确探测的挑战，本文提出一种三维高度分段的水基液体闪烁体探测器设计，通过宇宙射线数据验证及Monte Carlo模拟证明了其可行性。
2025-08-15 hep-ex physics.ins-det
Measurement of Light Yield Response of Gd-compatible Water-based Liquid Scintillator with the Brookhaven 1-ton testbed
Chung-Ang University（中央大学）；University of California at Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Bronx Community College（布朗克斯社区学院）；University of Alabama（阿拉巴马大学）；Stony Brook University（石溪大学）
研究通过布鲁金斯海文1吨装置测量不同浓度Gd兼容水基液闪烁体的光产率，为中微子探测器优化提供数据支持。
2025-12-17 hep-ex nucl-ex 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
Design, construction, and initial operation of a 30-ton Water-based Liquid scintillator detector at Brookhaven National Laboratory
Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）
介绍30吨水基液体闪烁体探测器的设计、安装与运行，旨在实现切伦科夫和闪烁信号的分离与调节，支持GeV和MeV中微子探测及金属负载中子标记。
2026-09-15 physics.ins-det
Characterization of water-based liquid scintillator for Cherenkov and scintillation separation
本文介绍了由线性烷基苯（LAB）和2，5-二苯基恶唑（PPO）配制的水基液体闪烁体的闪烁光产额和时间分布的测量。我们发现闪烁光输出与水中液体闪烁体浓度在1 - 10%之间呈线性关系，斜率为127.9 ± 17.0 ph/MeV/浓度，截距值为108.3 ± 51.0 ph/MeV，后者说明浓度小于1%时的非线性。这比从纯液体闪烁体光产额的简单外推所预期的要大。所测得的时间曲线比纯液体闪烁体的时间曲线快，上升时间小于250 ps，瞬发衰减常数在2.1-2.85ns范围内。此外，切伦科夫和闪烁光之间的分离使用宇宙μ子在CHESS实验中为每种配方进行量化，证明了在厘米尺度上的分离的改善。最后，我们简要讨论了大规模探测器的前景。
2020-09-23 hep-ex physics.ins-det
Cherenkov and Scintillation Separation in Water-Based Liquid Scintillator using an LAPPD
本文描述了水基液体闪烁器（WbLS）的测量，演示了使用大面积皮秒光电探测器（LAPPD）的快速定时响应分离切伦科夫和闪烁成分。此外，三个WbLS混合物的时间曲线，定义的相对分数的闪烁化合物，其特征在于，具有提高的灵敏度闪烁上升时间。使用LAPPD和传统的光电倍增管（PMT）进行测量。所有样品都以有效分辨率O（100 ps）测量，这允许通过单独选择光子的到达时间来分离切伦科夫和闪烁光（此后称为C/S分离）。所选光子的切伦科夫纯度在所有情况下都大于60%，其中对于含有1%闪烁体的样品实现大于80%。这是第一次展示合成低光产额光放大器的能力，其中WbLS是典型的例子，具有快速光电探测器，其中LAPPD是新兴的领导者，并对未来的中型和大型探测器有直接的影响，如Theia，ANNIE和AIT/NEO。
2021-10-25 hep-ex physics.ins-det
Water-based Liquid Scintillator Detector as a New Technology Testbed for Neutrino Studies in Turkey
这项研究调查了土耳其第一座核电站Akkuyu核电站附近部署的中型中微子探测器。该探测器的目标是成为新检测介质和创新光电传感器领域新技术的模块化测试平台。这些技术包括水基液体闪烁器（WbLS）、大面积皮秒光电探测器（LAPPD）、二向色温斯顿锥和大面积硅光电倍增器模块。该探测器可用于通过其反中微子通量对Akkuyu核电站进行瞬时监测。除了其物理和技术目标外，这将是土耳其核和粒子物理界在中微子物理学领域开发下一代粒子探测器方面发挥作用的宝贵机会。
2020-01-11 hep-ex physics.ins-det
Design and characterization of large-size monolithic layers of 3D-segmented plastic scintillator
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Institute for Scintillation Materials NAS of Ukraine (ISMA)（乌克兰国家科学院闪烁材料研究所）；University of Geneva（日内瓦大学）
本文开发并验证了一种将数千个塑料闪烁体立方体粘合成大型单片层的新技术，并成功扩展到48×48立方体尺寸，满足未来吨级中微子探测器和采样量热器的需求。
2026-09-18 hep-ex physics.ins-det
Low Energy Neutrino Detection with a Portable Water-based Liquid Scintillator Detector
在这项研究中，近场水基液体闪烁体（WbLS）探测器的概念设计和物理模拟放置在100米的Akkuyu核电厂（ANPP），目前正在建设中，旨在成为土耳其的第一个核电厂，提出。ANPP是中微子研究和在土耳其发展中微子探测器研发计划的绝佳机会。土耳其反应堆中微子实验（RNET）计划包括一个紧凑的便携式探测器，其WbLS体积为2.5吨，照片覆盖率约为30%，该计划扩大到一个中型30吨探测器，该探测器将成为WbLS和新探测器技术低能中微子研究的国际试验平台。在下文中，重点将放在较小的~2.5吨探测器上，该探测器配备8英寸高量子效率PMT和两层宇宙否决桨，覆盖探测器的所有侧面，以跟踪和否决宇宙粒子。利用RAT-PAC模拟软件包模拟了反应堆堆芯产生的电子反中微子的反β衰变（IBD）事件，并对几种不同液体闪烁体（LS）和钆（Gd）含量的液体进行了研究。
2021-12-06 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Neutrinoless Double Beta Decay with SNO+
SNO+将在780吨线性烷基苯液体闪烁体中装载0吨钕，以寻找无中微子双β衰变。使用天然Nd在0.1%的负载将提供43.7公斤的150 Nd，其丰度为5.6%，并允许实验在3年的运行中达到100-200 meV的有效中微子质量在90% C.L的灵敏度。SNO+探测器具有超低背景，具有7000吨的水屏蔽和闪烁体的自屏蔽。将使用蒸馏和其他几种纯化技术，目的是达到Borexino的背景水平。该实验资金充足，轻水数据采集将于2012年开始，闪烁体数据采集将于2013年开始。
2012-01-30 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Production and optical properties of liquid scintillator for the JSNS$^{2}$ experiment
JSNS $^{2}$（J-PARC Spiral Neutrino Search at J-PARC Spiral Neutron Source）实验将在J-PARC的24米短基线上搜索中微子振荡。JSNS $^{2}$内部探测器将填充17吨钆负载液体闪烁体（LS），中间$γ$ -捕集器和外部否决体积中还将填充31吨未负载LS。JSNS $^{2}$选择线性烷基苯（LAB）作为有机溶剂，因为其化学性质。卸载的LS是在翻新的设施中生产的，最初用于RENO实验的闪烁体生产。JSNS $^{2}$计划使用ISO罐储存和运输LS。在本文中，我们描述了LS生产，并提出其光学性能和长期稳定性的测量。我们的测量结果表明，存储在ISO坦克的LS不会导致其光学性能的退化。
2020-05-05 hep-ex physics.ins-det
A Scintillator Purification System for the Borexino Solar Neutrino Detector
Borexino太阳中微子探测器所需的278吨液体闪烁体和889吨缓冲屏蔽的提纯是用蒸馏、水萃取、气提和过滤相结合的系统进行的。闪烁体的纯化为大规模液体闪烁探测器实现了前所未有的低本底。本文介绍了净化系统的操作原理、设计、施工和调试，并评述了达到系统清洁度和密封性的要求和方法。
2007-12-24 physics.ins-det
On the role of radiative losses in energy scale of large liquid scintillator and water Cerenkov detectors
本文的范围是了解辐射损失在探测器能量标度在5-100 MeV的能量的作用，并估计它们在大型液体闪烁体和切伦科夫探测器中产生的非线性效应。为此，建立了广义能量标度探测器模型，并利用玩具蒙特卡罗模拟对探测器响应进行了模拟。有人发现，非线性成比例地增长到总的光输出的切伦科夫光的相对分数达到最大的纯水切伦科夫探测器。这种效应一般随能量的增加而增加，然后在更高的能量下饱和。在所有类型的探测器的5-10 MeV能量区域中，以及在具有低切伦科夫光分数（<10%）的闪烁探测器中的5-100 MeV能量区域中，非线性估计为亚百分比效应。同时，在纯水切伦科夫探测器中，对50 - 100 MeV的电子，它可以达到5%的数量级。据推测，这种效应可能有助于观察到的反应堆中微子光谱的差异。目前的分析表明，影响是相当小的，以产生显着的差异，在观察到的反应堆中微子光谱。尽管它仍然可能与上述能量范围内的精确测量和唯象分析相关。
2018-08-22 hep-ex physics.ins-det
Development and performance evaluation of a water-based liquid scintillator tracking detector with wavelength-shifting fiber readout
本文介绍了基于水基液闪烁体的跟踪探测器的设计与开发，通过优化材料和结构提升了光产量，实现了对中微子相互作用的高效探测。
2025-11-13 hep-ex physics.ins-det
Design and Integration of JUNO-OSIRIS
本研究介绍了JUNO实验的前置探测器OSIRIS的设计与集成，该探测器用于检测液体闪烁体的放射性纯度，已建成并取得初步空气运行结果，即将开展灌注实验。
2024-02-25 hep-ex physics.ins-det
Development of water extraction system for liquid scintillatorpurification of JUNO
江门地下中微子观测站（JUNO）使用2万吨液体闪烁体（LS）探测中微子。液体闪烁体中放射性物质的含量会影响实验结果。JUNO将使用逆流水萃取来减少LS内的放射性金属离子。本文对影响最终水萃取的因素如分配系数及其影响因素、最佳传质液滴尺寸、流量比、理论级数和不同工作模式（LS作为连续相或分散相）进行了研究。我们在实验室建立了逆流萃取原理样机，并在大亚湾建立了中试装置，不仅对以上因素进行了研究，而且获得了许多值得分享的工程经验。
2021-09-15 physics.ins-det
Measurement of Radiation Damage of Water-based Liquid Scintillator and Liquid Scintillator
液体稀释体模已被提出作为一种手段来执行实时三维剂量质子治疗治疗计划验证。我们研究了闪烁体的辐射损伤对这种应用的影响。我们已经进行了测量的光产额和光学衰减长度的液体闪烁体和水基液体闪烁体的照射后，由201 MeV的质子束，沉积剂量约52 Gy，300 Gy，和800 Gy的闪烁体。在$\approx$ 800 Gy质子剂量后，液体闪烁体和水基液体闪烁体（由$5\%$澄清相组成）分别表现出$1.74 \pm 0.55 \%$和$1.31 \pm 0.59 \%$的光产额降低。虽然在辐照样品中观察到光学衰减有所增加，但测得的光产额减少也是由于闪烁光产生的损坏。根据我们的结果和临床背景下预期剂量的保守估计，用于质子治疗计划验证的质子治疗体模在运行一年后将显示出约$0.1\%$的系统光产额减少。
2015-09-14 physics.ins-det physics.med-ph
Discovery potential for supernova relic neutrinos with slow liquid scintillator detectors
超新星遗迹中微子的探测可以为我们目前对恒星和宇宙演化的理解提供关键支持，对这些中微子的精确测量可以产生对宇宙的新见解。本文研究了使用线性烷基苯（LAB）作为慢液体闪烁体探测超新星遗迹中微子的潜力。直链烷基苯具有良好的Cherenkov和闪烁光分离特性，为颗粒物的识别提供了一条新的途径。我们进一步讨论了当前实验中的关键问题，包括（1）水切伦科夫探测器中大气中微子的带电电流本底和（2）典型液体闪烁体探测器中大气中微子的中性电流本底。锦屏的千吨级LAB探测器拥有$\mathcal{O}$（10）年的数据，可以发现超新星遗迹中微子，其灵敏度与大容量水切伦科夫探测器、典型的液体闪烁体探测器和液氩探测器相当。
2017-03-04 hep-ex physics.ins-det
The laboratory measurement of radioactivity purification for Pb212 in liquid scintillator
液体闪烁体（LS）在过去、现在和将来的中微子实验中得到了广泛的应用，对LS的放射性纯度的要求也越来越高。水萃取法是一种有效的去除可溶性放射性核素的方法，并建立了一个小型水萃取站。为了评价萃取效率和优化操作参数，我们研制了一套LS上样装置和一套实验室规模的Bi^{212}-Po^{212}-Pb^{208}级联衰变测量装置。实验室研究的经验对今后大型采水厂的设计和优化运行具有一定的参考价值。
2016-05-12 hep-ex physics.ins-det
Pulse-shape discrimination in water-based scintillators
这项工作描述了一类主要含有水（>50重量%）的液体净化器。%），并且可以区分由中子和伽马射线引起的相互作用。通过平衡制剂组分之间的界面相互作用，这些乳化剂形成了化学稳定的乳液。这种方法考虑了称为亲油-亲油差异的量，需要考虑盐度和温度以及表面活性剂和油相的表征。首先对由水和各种油组成的乳液进行了表征。在此基础上，考虑了染料在油相中的分散作用，绘制了乳液的部分相图。对于单相的透明水包油乳状液，测量了其闪烁光产额和脉冲形状分辨特性。性能最好的澄清剂含有33 wt. %的乳化油相，并且表现出光产率高达不含水的市售液体闪烁体（EJ-309）的光产率的18%。这些水基液体稀释器在约1500 keVee下表现出高达1.79的中子/伽马射线鉴别的品质因数。
2022-02-15 nucl-ex physics.ins-det
A method for energy and radius reconstruction with simulated charge information in a ton-scale liquid scintillator detector like Taishan Antineutrino Observatory
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；Kaiping Neutrino Research Center（开平中微子研究中心）；Department of Applied Sciences, School of Engineering and Technology, CGC University（CGC大学工程技术学院应用科学系）；TIANFU Cosmic Ray Research Center（天府宇宙线研究中心）
本文针对小型中微子探测器，利用液体闪烁体材料及SiPMs收集电荷信息，采用基于模板的方法，借助模拟数据、放射源校准数据的响应函数构建似然函数，实现事件能量和半径重建，适用于类似球形中微子探测器实验。
2026-07-22 hep-ph physics.ins-det
Characterization of a radiation detector based on opaque water-based liquid scintillator
本文研究了一种基于不透明水基液体闪烁体的新型辐射探测器，通过波长位移光纤读出被限制的闪烁光，实现了光谱测量与点状事件拓扑重建，位置重建误差为4.4-7.4 mm。
2024-11-20 physics.ins-det
Study on the shielding efficiency of water, HDPE, and boron-loaded HDPE for neutron background of plastic scintillator neutrino detector
School of Physics, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）；Institut Franco-Chinois de l'Énergie Nucléaire , Sun Yat-sen University（中法核能学院，中山大学）；School of Science, Sun Yat-sen University（中山大学科学学院）
针对浅层反应堆反中微子实验的宇宙线中子本底，测试了水、HDPE 和 40% 硼掺杂 HDPE 对快中子和热中子的屏蔽性能，30 cm 厚硼掺杂 HDPE 对两种中子的屏蔽效率均超过 95%。
2026-07-28 hep-ex physics.ins-det
MeV-scale performance of water-based and pure liquid scintillator detectors
本文介绍了1万吨和50万吨探测器中水基液体闪烁体性能的研究。性能进行了评价比较，纯水切伦科夫探测器和纯闪烁体探测器的标称模型。性能度量包括能量、顶点和角分辨率，以及用于将切伦科夫与闪烁信号分离的能力的度量，作为取决于切伦科夫/闪烁比的各种粒子识别能力的代表。我们还修改了闪烁光的时间曲线，以研究相同的性能指标作为上升和衰减时间的函数。我们继续解释这些结果在某些物理学目标的影响，如太阳中微子和马约拉纳中微子的搜索。这项工作通过使用更完整的检测器模型和完全重建来支持和验证先前的结果以及其中所做的假设。我们证实，一个高覆盖率，50-kt的探测器将能够优于10（1）%的精度对CNO中微子通量与WbLS（纯LS）目标在5年的数据采集。在1 kt的LS探测器上，采用500 t的保守50%基准体积，可以达到优于5%的探测效果。利用液体闪烁体模型，我们发现Majorana中微子的灵敏度在正常的层次区域，在90% CL下，用Te靶进行10年的数据采集，其半衰期灵敏度为$T^{0νββ}_{1/2} > 1.4 \times 10^{28}$年.
2020-12-07 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Time Response of Water-based Liquid Scintillator from X-ray Excitation
基于水的液体稀释器（WbLS）提出了一个有吸引力的目标介质的大型探测器的能力，以提高分离的切伦科夫和闪烁信号从一个单一的目标。本文研究了基于LAB/PPO液体闪烁体（LS）的WbLS样品的闪烁特性。测量了不同LS浓度的WbLS以及PPO浓度范围高达90 g/L的纯LS的X射线发光光谱、衰减曲线和相对光产额。WbLS的闪烁特性与前体LAB/PPO有关：在合成之前从LAB中的90 g/L PPO开始，所得WbLS具有与LAB中的10 g/L PPO相匹配的光谱特性。这可能表明WbLS样品中活性PPO的浓度取决于它们的加工。
2020-03-23 physics.ins-det
Detecting the Diffuse Supernova Neutrino Background in the future Water-based Liquid Scintillator Detector Theia
基于水基液体闪烁器（WbLS）的大规模中微子观测站将非常适合于测量漫射超新星中微子背景（DSNB）。WbLS技术提供了高信号效率和有效的抑制，否则压倒性的背景从中性流相互作用的大气中微子。为了说明这一点，我们调查的DSNB的灵敏度为两种配置的未来Theia探测器通过开发预期的信号和背景抑制效率沿一个完整的分析链。基于对剩余信号和背景速率的统计分析，我们发现，对于标准模型假设，190 kt $\cdot$年的相当适度的暴露将足以声称微弱DSNB信号的（$5σ$）发现。我们的结论是，与其他实验技术相比，WbLS提供了最高的信号效率超过80%和最好的信号显着性超过背景。
2021-01-27 astro-ph.IM hep-ex hep-ph
Deployment of Water-based Liquid Scintillator in the Accelerator Neutrino Neutron Interaction Experiment
本研究介绍了在费米实验室ANNIE中微子探测器中部署366升水基液体闪烁体（WbLS）并成功探测到闪烁光与切伦科夫光的概念验证工作，为后续相关算法开发与物理分析提供支撑。
2024-03-06 hep-ex physics.ins-det
A liquid scintillator for a neutrino Detector working at -50 degree
为台山反中微子天文台（TAO）的吨级中微子探测器研制了液体闪烁体（LS），采用硅光电倍增器（SiPMs）作为光敏元件，测量亚百分能量分辨率的反应堆反中微子能谱。为了将SiPM的暗噪声降低到可接受的水平，LS必须工作在-50度或更低。研制了一种基于电荷耦合器件（CCD）的专用装置，用于低温恒温器中液体样品透明度的研究。研究发现，LS中的水分会导致其在低温下的透明性下降，可以通过鼓泡干燥氮气来去除水分。加入0.05%乙醇作为助溶剂，解决了PPO和bis-MSB在低温下溶解度下降的问题。最后，在溶剂LAB中具有0.1重量% Gd、2g/L PPO、lmg/L bis-MSB和0.05重量%乙醇的钆掺杂的液体闪烁体（GdLS）在-50度下显示出良好的透明度以及良好的光输出。
2020-12-22 hep-ex physics.ins-det
Advanced Scintillator Detector Concept (ASDC): A Concept Paper on the Physics Potential of Water-Based Liquid Scintillator
水基液体闪烁体（WbLS）的最新发展，以及高效率和高精度定时光传感器的同时发展，为一种能够进行非常广泛的物理程序的新型大规模探测器开辟了可能性。该计划将包括确定中微子质量等级和观测长基线中微子的CP破坏、寻找质子衰变、超精确的太阳中微子测量、地球中微子和超新星中微子（包括弥散超新星反中微子）以及无中微子双β衰变。我们在这里概述了先进闪烁探测器概念（ASDC）的基本要求，它结合了WbLS的使用，掺杂了许多潜在的同位素，用于一系列物理目标，高效率和超快定时光电传感器，以及深地下位置。我们正在考虑在长基线中微子设施（LBNF）的远地点安装这样的探测器，在那里ASDC可以与LBNE合作提出的液氩跟踪探测器一起工作。目标是部署一个30-100千吨级的探测器，其基本元件目前正在WATCHMAN，ANNIE，SNO+和EGADS等实验中开发。
2014-10-24 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Liquid Scintillators; Technology and Challenges
本文综述液体闪烁体探测电离辐射的发光机制、探测器优化要求、重要实验项目及金属掺杂和水基杂化材料等现代发展。
2024-08-03 hep-ex physics.ins-det
Metal-loaded organic scintillators for neutrino physics
在过去和现在的许多中微子物理实验中，都使用了有机液体稀释器。特别是对于需要实时和能量信息的低能中微子，与其他技术相比，液体中微子加速器具有几个优势。在许多情况下，有机液体需要装载金属以增强背景事件的中微子信号。过去的几种金属中微子探测器都存在化学和光学不稳定性，限制了这些中微子探测器的性能。本文介绍了金属负载的不同方法，重点介绍了最近的技术，这些技术提供了金属负载的澄清器，即使在吨级实验中也可以在稳定的条件下使用多年。综述了金属闪烁体在中微子实验中的应用，并对不同类型闪烁体的性能和应用前景进行了比较。
2016-08-17 physics.ins-det
Cooking Carbon Dots -- Making an Instant Neutrino Detector in Your Kitchen
King's College London（伦敦国王学院）
利用微波加热简单厨房材料制备碳点，作为水基闪烁液用于中微子探测，实现低成本、环保的辐射检测方法。
2026-03-30 hep-ex physics.ins-det
Beam test results of 3D fine-grained scintillator detector prototype for a T2K ND280 neutrino active target
目前正在开发ND 280探测器附近的长基线中微子实验T2 K的升级，目的是减少远探测器Super-Kamiokande事件数量预测的系统不确定性。升级计划包括设计和建造一个新的高度颗粒化的全活性闪烁体探测器，3D WLS光纤读出作为中微子目标。探测器尺寸约为$200\times 180\times 60~cm^3$，质量约为2.2吨，将由约为$1\times1\times1~cm^3$的$2\times10^6$塑料闪烁体立方体组装而成。每个立方体由三根穿过探测器的正交Kuraray Y11波长移位（WLS）光纤读出。由125个立方体组成的探测器原型于2017年秋季在CERN的带电粒子测试束中进行了组装和测试。本文介绍了光产额和定时以及立方体之间的光学串扰所获得的结果。
2018-08-27 hep-ex physics.ins-det
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
Performance of the 1-ton Prototype Neutrino Detector at CJPL-I
该研究介绍JNE在CJPL-I运行的1吨液体闪烁体原型中微子探测器，通过硬件测试、刻度、模拟、放射性本底测量及氡控制，为未来大型探测器建设提供关键参考。
2023-06-06 hep-ex physics.ins-det
Internal Backgrounds in the Water Phase of SNO+
SNO+是一个无中微子双β衰变（$0νββ$）搜索实验，使用780吨碲装载液体闪烁体。该实验目前正在计划的三个阶段中的第一个阶段收集数据，其中探测器充满了超纯水。在该阶段期间，可以使用$^{214}$ Bi和$^{208}$ Tl（分别为$^{238}$ U和$^{232}$ Th的子核）的原位测量来测定水的清洁度。这些结果将为闪烁体填充的准备提供信息，并支持水相物理分析，如寻找不可见的核子衰变模式。
2018-08-28 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
Detector R&D for ANNIE and Future Neutrino Experiments
加速器中微子-中子相互作用实验（ANNIE）的目的是作为一个测试平台，在未来的水和液体闪烁体为基础的中微子实验的新探测器技术。位于费米实验室的助推器中微子束上，ANNIE将是中微子束上第一个装有钆的水切伦科夫探测器，并将提供水中中微子相互作用的中子产额的高统计测量。这也是新光电传感器技术的第一个粒子物理应用：大面积皮秒光电探测器（LAPPD）。LAPPD的单光子时间分辨率约为50皮秒，成像能力为毫米级，为切伦科夫和闪烁体探测器的中微子重建带来了相当大的新能力。利用这项技术进行详细的中微子测量，ANNIE将首次展示它们对物理学的影响。除了LAPPD，ANNIE研发计划还可能探索其他新技术，如添加水基液体闪烁体。ANNIE第二阶段探测器目前正在建设中，将于2019年夏天开始采集数据。在这次演讲中，我将介绍ANNIE探测器研发计划及其与当前和未来中微子实验的相关性。
2019-10-19 hep-ex physics.ins-det
Construction, commissioning, and beam test of a pilot 3D-projection opaque water-based liquid scintillator detector
Brookhaven National Laboratory（布鲁海文国家实验室）；Washington University in St. Louis（圣路易斯华盛顿大学）；University of Alabama（阿拉巴马大学）
本文报告了基于不透明水基液闪烁体（oWbLS）的3D投影探测器的设计、构造和束流测试，展示了其在宇宙射线和质子束中的性能，验证了该技术作为下一代粒子物理实验可扩展、全活动探测器的可行性。
2026-05-11 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Light Yield of Perovskite Nanocrystal-Doped Liquid Scintillator
未来几代的液体闪烁体中微子实验将需要将数吨的候选同位素稳定地装载到千吨级探测器中，这是一个重大的化学挑战。含有候选同位素的纳米颗粒为这种装载提供了一种有前途的方法。此外，纳米颗粒独特的光学性质可以增强检测和背景区分。由于其晶体结构的可靠性和其易于规模化合成，Peroxide纳米晶体特别有吸引力。我们在这里提出的铅基钙钛矿纳米晶体的第一个研究，为这一应用。
2019-10-14 physics.app-ph 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
Status of the Jiangmen Underground Neutrino Observatory
江门地下中微子观测站是一个多用途的中微子实验，旨在通过探测阳江和台山核电站的反应堆中微子，观测超新星中微子，研究大气，太阳中微子和地球中微子，并进行奇异搜索，在地下700米深处安装了一个2万吨级的液体闪烁体探测器，其能量分辨率为前所未有的3%（1 MeV）。本文介绍了实验的各个子系统，包括中心探测器、闪烁体内放射性在线调查系统、光电倍增管、否决探测器、刻度系统和台山反中微子观测站。该项目预计于二零二一年竣工。
2019-10-23 hep-ex physics.ins-det
The replacement system of the JUNO liquid scintillator pilot experiment at Daya Bay
江门地下中微子观测站（JUNO）是一个多用途的中微子实验站，将使用20 kt液体闪烁体（LS）。为了实现确定中微子质量排序的物理目标，需要在1 MeV下的3个$\%$能量分辨率。这对LS光输出和透明度提出了严格的要求。设计了四个LS净化步骤，并在大亚湾建造了中型工厂。为了检验纯化的LS的性能并找到优化的LS组分，将纯化的LS注入大亚湾中微子实验1号实验大厅（EH 1-AD 1）的反中微子探测器1中。为了泵出原始钆装载LS并填充新LS，已于2017年在EH1中构建了LS置换系统。通过用纯化水置换Gd-LS，再用纯化LS置换水，置换系统成功地达到了设计目标。随后，通过置换系统将荧光和波长转换器添加到更高的浓度。在各种LS成分下采集的数据帮助JUNO确定了最终的LS鸡尾酒。详细的设计，施工和操作的替代系统的报告在本文中。
2020-11-13 hep-ex physics.ins-det
The SNO+ Experiment: Reactor & Solar $ν$ Prospects
SNO+实验是一个位于加拿大SNOLAB地下2公里处的大型多用途中微子实验。作为萨德伯里中微子天文台的继承者，SNO+探测器继承了许多原始的基础设施，包括作为主要探测器主体的12米直径的丙烯酸容器。SNO+实验最初充满了超纯水，已经完成了水切伦科夫探测器的操作，对多种不可见的核子衰变模式设定了新的限制，对$^8\mathrm{B}$太阳中微子进行了测量，并首次在纯水中观察到反应堆反中微子。探测器介质现已被液体闪烁体所取代，目前正在执行一项新的物理方案，包括测量太阳中微子和反应堆反中微子产生的$Δ\mathrm{m}^2_{12}$。液体闪烁体将掺杂有>4吨的$^{\mathrm{nat}}\mathrm{Te}$，以能够搜索无中微子双β衰变。
2022-11-10 hep-ex physics.ins-det
Technical manual: a survey of scintillating medium for high-energy particle detection
目前使用的粒子探测方法有很多种，最常见的是使用离心器。其中，固体塑料和水基液体增湿剂（WbLS）是最新发展的增湿材料。特别是，WbLS允许研究人员应用不同的粒子探测方法来提高实验效率。本文综述了高能物理中利用光子晶体进行探测的方法和探测器。这是一个总结，为那些新的闪烁体探测器和寻找一般材料的主题。
2016-11-16 hep-ex physics.ins-det
Reconstruction of Point Events in Liquid-Scintillator Detectors Subjected to Total Reflection
外水缓冲层是液体闪烁体中微子探测器屏蔽外辐射本底的一种经济的选择。然而，闪烁光在介质边界处的相应全反射给检测器光学器件引入了额外的复杂性。本文通过研究全反射如何使光子传播复杂化并降低重建质量，建立了一个精确的探测器响应模型。我们首先参数化的检测器响应回归，提供一个无偏的能量和顶点重建的全反射区域，同时保持控制下的参数的数量。从锦屏原型的事件简并的经验，我们然后确定的根本原因是重建似然函数中的多模态，由缓冲器的折射率，探测器的规模和PMT覆盖范围。为了避免多模态，我们提出了一个简单的标准的基础上预期的光电倍增管之间的光电子计数比。该标准将用于确保成功，在未来的液体闪烁体探测器，保证事件重建的有效性。
2022-09-22 hep-ex physics.ins-det
Measurement of Muon-induced High-energy Neutrons from Rock in an Underground Gd-doped Water Detector
我们提出了一个测量的相关中子捕获率的手表男孩探测器，部署在深度约390米水当量（m.w.e.）。Kimballton Underground Research Facility（KURF）WATCHBOY由一个2吨重的圆柱形水靶组成，其中掺杂了0.1%的钆，周围有一个40吨重的无掺杂水密封屏蔽层。我们提出了一个比较我们的结果与预期的相关中子捕获率所产生的高能中子入射在外面的手表屏蔽，预测的混合FLUKA/GEANT 4为基础的模拟。模拟中使用的入射中子能量分布是由快中子谱仪，1.8吨多重和反冲谱仪（MARS）探测器，在同一深度测量的。我们发现，测量的两个相关的中子的探测率是一致的模拟预测。这一结果为MARS使用的探测技术提供了额外的信心，因此也为在三个不同深度测量的MARS光谱提供了信心。快中子通量和能谱的确认是重要的，因为它有助于验证用于预测不同覆盖层下快中子通量的标度模型。
2020-08-30 hep-ex physics.ins-det
Non-cyclic prototype of JUNO-TAO VETO water tank with 3 inch PMTs
本文介绍JUNO-TAO反符合切伦科夫水箱的非循环原型，总结300支3英寸SPMT、电子学、软件触发、数据获取及模拟与测试结果。
2025-03-17 hep-ex physics.ins-det
$^6$Li-loaded liquid scintillators produced by direct dissolution of compounds in diisopropylnaphthalene (DIPN)
本文提出通过将^6Li盐直接溶解于DIPN溶剂制备载^6Li液体闪烁体的新方法，无需水或强酸，所得闪烁体在50 cm尺度下光输出和衰减长度分别达到EJ-309的107%和115%，并具备良好PSD性能。
2024-06-13 physics.ins-det
The water system and radon measurement system of Jiangmen Underground Neutrino Observatory
江门地下中微子观测站（JUNO）是一个20千吨级多用途的地下液体闪烁探测器，其主要物理目标是确定中微子的质量等级。由于实验背景要求低，需要一个由水切伦科夫探测器和顶部跟踪器组成的多否决系统。为了保持良好的水质和去除水中的氡，设计了超纯水系统、除氡系统和氡浓度测量系统。本文介绍了除氡设备及其除氡极限。
2018-06-28 hep-ex physics.ins-det
Improving Light Yield Measurements for Low-Yield Scintillators
介绍了光功率谱作为测定相对光产额（LY）的新工具。光事件谱通常用于此目的。支持这一变化的理论背景。结果表明，光功率谱的导数可以提供一个可靠的LY测量在低至2%的水平，为高产率的液体蒸馏器。描述了PPO+LAB系统中的光演化和水基液体净化器的应用。
2018-10-05 nucl-ex physics.ins-det
Search for neutrinoless double-beta decay with SNO+
SNO+实验位于加拿大萨德伯里附近克雷顿矿地下2公里处的SNOLAB，是一个大型中微子探测器，其主要目的是寻找无中微子双β衰变，从而探测中微子的马约拉纳性质。利用780吨装有碲的液体闪烁体，SNO+旨在探索马约拉纳中微子质量参数空间到倒置质量等级区域。SNO+探测器的多功能性还使其能够探测太阳和反应堆中微子，提供地中微子通量的测量，探测银河系核心坍缩超新星并进行核子衰变搜索。SNO+实验目前正在使用充满超纯水的探测器获取数据。探测器将在未来几个月内完全装满液体闪烁体，随后装载碲。
2018-09-17 hep-ex physics.ins-det
