Observation of electron antineutrino disappearance by the Daya Bay Reactor Neutrino Experiment
本文介绍了大亚湾反应堆中微子实验中中微子混合参数sin ^2(2 θ_13)的测量结果。电子反中微子在距离一组六个反应堆约2公里处消失,其中反应堆通量受到附近探测器的限制,已被清楚地观察到。根据2011年12月24日至2012年5月11日之间139天的数据,根据观测到的反中微子与预期的反中微子比率,得出的结果是sin ^2(2 θ 13)= 0.089 +/- 0.010(stat.)+/- 0.005(系统)。预计今后将通过纳入更多数据、光谱分析和改进校准来提高灵敏度。
2013-09-30 hep-ex physics.ins-det
JUNO: A Next Generation Reactor Antineutrino Experiment
质量分级和CP相是下一代中微子振荡实验的主要研究内容。江门地下中微子观测站(JUNO)作为一个中基线反应堆反中微子实验,可以独立于CP相测量中微子质量等级。对质量体系的物理势和其他测量方法进行了评述。给出了能量分辨率为$3\%/\sqrt{E_{vis}}$的20千吨探测器的初步设计方案。讨论了光电倍增管和闪烁体所面临的主要技术挑战,并提出了相应的研究开发工作。
2015-06-03 hep-ex physics.ins-det
The muon system of the Daya Bay Reactor antineutrino experiment
大亚湾核电站的实验由三个功能相同的反中微子探测器组成,探测器浸没在两个核反应堆附近三个分隔良好的地下实验大厅的超纯水池中。这些水池既可以作为屏蔽自然低能辐射的屏障,也可以作为切伦科夫水探测器,利用光电倍增管阵列有效地探测宇宙μ子。每个池都被一个平面的电阻板室覆盖,作为探测μ子的额外手段。这些μ子探测器的设计,建造,操作和性能进行了描述。
2014-11-28 hep-ex physics.ins-det
Reactor antineutrino shoulder explained by energy scale nonlinearities?
大亚湾、双中微子和RENO实验最近观察到,它们探测到的反应堆反中微子谱发生了显著的畸变,与目前的预测不一致。虽然这样的结果表明,重新审视目前的反应堆反中微子光谱建模,另一种情况下,这可能会解释这种异常,在这封信中进行了探讨。采用适当的统计方法,对大亚湾核电站实验的能量尺度进行了研究。虽然仍然与γ校准数据和硼12测量谱一致,但表明能量标度的O(1%)偏差再现了大亚湾谱中观察到的失真,保持在引用的校准不确定度范围内。最后讨论了这种偏差的潜在来源,这对这些探测器的能量校准提出了挑战。
2017-05-26 hep-ex physics.ins-det
Measurement of the Reactor Antineutrino Spectrum from $^{235}$U Fission using PROSPECT
PROSPECT是一个短基线反应堆反中微子实验,旨在寻找短基线无菌中微子振荡,并对橡树岭国家实验室高通量同位素反应堆的$^{235}$ U反应堆反中微子谱进行精确测量。这一测量探索了我们对最近在反应堆反中微子中观察到的异常结果的理解。PROSPECT使用$\sim$ 4吨光学分段、$^{6}$锂负载液体闪烁体探测器,具有高光输出、世界领先的能量分辨率和出色的脉冲形状辨别能力。本文报道了在合肥红外实验室(HFIR)进行的$^{235}$ U裂变的最新反中微子谱测量结果。
2019-10-11 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
SANDD: A directional antineutrino detector with segmented 6Li-doped pulse-shape-sensitive plastic scintillator
我们提出了一个小的(9升)和移动的0.1%6锂掺杂的脉冲形状敏感的塑料闪烁体antineutrino探测器称为SANDD(分段反中微子定向探测器),构造近场反应堆监测的目的与antineutrino方向的灵敏度的表征。SANDD包括三种不同类型的模块。开发了详细的蒙特卡罗模拟代码来匹配和验证三个模块中的每一个的性能。然后使用组合模型来预测整个检测器的性能。建立分析切割以分离反中微子逆β衰变事件,同时拒绝大部分背景。中子和正电子探测效率分别为34.8%和80.2%,而符合探测效率为71.7%,导致反β衰变探测效率为20.05 +/- 0.2%(统计)。+/- 2.1%(系统)。预测的方向灵敏度的SANDD产生的方位角方向的不确定性为20度,每100个检测到的反中微子事件。
2021-04-30 hep-ex physics.ins-det
Intensive electron antineutrino source with well defined hard spectrum on the base of nuclear reactor and 8-lithium transfer. The promising experiment for sterile neutrinos search
讨论了未来短基线实验中反中微子源的新概念。来源确保:结果表明,该装置具有以下优点:1)探测器体积约为立方米,每天计数率大于~(1 E +2 - 1 E +3),计数误差小于1%。拟议的来源是基于反应堆活性区附近7 Li的(n,γ)激活以及快速β衰变的8 Li同位素向远程中微子探测器的传输并返回闭环。建议的实验允许检测(电子反中微子,p)的相互作用,具有高精度,并针对搜索无菌中微子与无菌和活性中微子之间的平方质量差~1 eV 2。对(3+1)和(3+2)无菌中微子模型的模拟结果指出了在谱误差范围外寻找电子反中微子消失的空间区域。
2018-10-24 hep-ex physics.ins-det
Investigation of antineutrino spectral anomaly with reactor simulation uncertainty
最近,三个成功的反中微子实验(大亚湾,双中微子和RENO)测量中微子混合角theta_{13},然而,显着的差异被发现,无论是在绝对流量和光谱形状。已作出大量努力,调查造成差异的可能原因。在这项研究中,基于蒙特卡罗抽样被用来评估裂变分数的不确定性。我们发现裂变截面的不确定性是$^{235}$ U、$^{239}$ Pu和$^{241}$ Pu的不确定性的重要来源,但对于$^{238}$ U,弹性和非弹性截面更重要。在与制造参数相关的不确定性中,燃料密度是主要的不确定性,但是,总的制造不确定性很小。通过四种同位素的原子密度不确定度,对燃耗引起的不确定度进行了评定。反应堆模拟的总裂变分数不确定度分别为0.83%,2.24%,1.79%,235 U,238 U,239 Pu和241 Pu,分别为2.59%,在燃料循环的中间。总的裂变分数不确定度小于以前导出的值5%。这些结果对研究反应堆反中微子异常和精确测量大亚湾反中微子实验中的反中微子能谱有一定的帮助。
2018-07-10 hep-ex physics.ins-det
Calibration of the highly segmented SoLid antineutrino detector
SoLid是一个短基线中微子实验,目前正在比利时SCK $\bullet$ CEN BR 2研究反应堆运行一个1.6吨的探测器。SoLid将致力于研究所谓的反应堆反中微子异常(RAA),其起源可能是存在一种质量在eV量级左右的轻无菌中微子状态。此外,它还将对$^{235}$ U同位素产生的反中微子能谱进行新的测量,这将有助于理解在以前的反应堆反中微子实验中观察到的5 MeV畸变。SoLid利用了一种新技术,将尺寸为5 $\times$ 5 $\times$ 5 cm $^{3}$的PVT立方体和厚度为$\sim$ 250 $μ$ m的$^{6}$ LiF:ZnS(Ag)屏幕相结合。为了检测反中微子相互作用,信号由波长移动光纤和SiPM网络读出。细粒度(12800个单元)提供了区分信号和背景的强大工具,但在确保均匀的检测器响应和校准能量标度和中子检测效率方面存在挑战。在这方面的贡献,已开发的方法,用于校准这样的分段检测器将被描述。最后给出了标定结果。
2019-10-28 hep-ex physics.ins-det
Sensitivity and Discovery Potential of the PROSPECT Experiment
与模型预测相比,反应堆反中微子通量和光谱的测量结果显示,反应堆反中微子的相互作用速率明显不足,并且出现了意想不到的光谱偏差。PROSPECT,精确反应堆振荡谱测量,旨在对研究反应堆的反中微子谱进行精确测量,并寻找eV级无菌中微子的迹象。PROSPECT将位于橡树岭国家实验室的高通量同位素反应堆,并利用高浓缩铀反应堆测量纯U-235反中微子光谱。绝对测量这一光谱将约束反应堆模型,提高我们的理解反应堆反中微子光谱。此外,计划中的3吨锂掺杂液体闪烁体探测器非常适合搜索无菌中微子。本次演讲将重点介绍PROSPECT的灵敏度和发现潜力以及实现这些目标的探测器设计。
2015-10-31 hep-ex physics.ins-det
Development of PROSPECT detectors for precision antineutrino studies
精确反应堆振荡和光谱实验(PROSPECT)将使用两个分段探测器,放置在橡树岭国家实验室高通量同位素反应堆(HFIR)7-20米处,测量U-235反中微子光谱,并搜索短基线振荡作为eV级无菌中微子的特征。PROSPECT开发了装载Li-6的液体闪烁体探测器,用于有效识别反应堆反中微子,并测量了HFIR反应堆建筑中的反应堆和宇宙成因背景。在HFIR和其他地方已经建立、操作和表征了多个测试探测器,以了解闪烁体的光学性能和增强背景抑制的脉冲形状辨别能力。从这一R&D工作的结果进行了讨论,前景的设计和物理潜力的背景下。
2015-10-30 hep-ex physics.ins-det
SoLid: Search for Oscillation with a 6Li Detector at the BR2 research reactor
在过去的几十年里,各种核反应堆中微子实验测量到,与理论计算相比,在反应堆-探测器距离较短的情况下,来自反应堆的反中微子通量不足。其中一个用来研究反应堆反中微子异常的实验是固体实验。它使用比利时莫尔SCK-CEN的紧凑型BR 2研究反应堆,在非常短的基线上进行反应堆反中微子通量测量。这些会议记录讨论了Solid实验的一般检测概念及其新颖的检测器技术。SoLid设计的性能通过对实验的第一个大规模测试模块SM 1收集的数据进行分析的一些结果得到了证明。
2016-05-01 hep-ex physics.ins-det
Observation of Energy and Baseline Dependent Reactor Antineutrino Disappearance in the RENO Experiment
RENO实验分析了大约500个活日的数据,通过比较在两个相同的近和远探测器中测量的反应堆的瞬发信号谱,观察反应堆$\overlineν_e$的能量依赖性消失。在2011年8月至2013年1月期间,远(近)探测器观测到31541(290775)个电子反中微子候选事件,背景分数为4.9%(2.8%)。测得的提示光谱显示过量的反应堆$\overlineν_e$约5兆电子伏相对于最常用的模型的预测。在观察到的$\overlineν_e$数量的不足中观察到反应堆$\overlineν_e$的明显能量和基线依赖性消失。根据测量的瞬发光谱的远近比,我们得到了$\sin^2 2 θ_{13} = 0.082 \pm 0.009({\rm stat.}) \pm 0.006({\rm syst.})$和$|Δm_{ee}^2| =[2.62_{-0.23}^{+0.21}({\rm stat.}) _{-0.13}^{+0.12}({\rm syst.})]\times 10^{-3}$ ~eV $^2$。
2016-04-30 hep-ex physics.ins-det
Reactor antineutrino experiments
中微子是粒子物理学标准模型中的基本粒子。有三种中微子在它们之间振荡。它们的振荡可以用一个3 $\times$ 3酉矩阵来描述,该矩阵包含三个混合角$θ_{12}$、$θ_{23}$、$θ_{13}$和一个CP相位。$θ_{12}$和$θ_{23}$都是从先前的实验中已知的。$θ_{13}$在两年前还不为人所知。大亚湾核电站的实验在2012年给出了第一个确定的非零值。最近获得了一种改进的振幅测量方法$\sin^{2}2(θ_{13})$ = $0.090^{+0.008}_{-0.009}$和第一次直接测量$\barν_{e}$质量平方差$\mid$ $Δm^2_{ee}$ $\mid$ = $(2.59^{+0.19}_{-0.20})\times10^{-3} \rm eV^{2}$。$θ_{13}$的巨大价值推动了下一代反应堆反中微子实验的发展,这些实验旨在确定中微子质量等级,如JUNO和RENO-50。
2014-03-04 hep-ex physics.ins-det
Leakage Tests of the Stainless Steel Vessels of the Antineutrino Detectors in the Daya Bay Reactor Neutrino Experiment
大亚湾反应堆中微子实验中的反中微子探测器是一种液体闪烁体探测器,用于探测反中微子相互作用中的低能粒子,具有高效率和低本底的特点。由于反中微子探测器将安装在水切伦科夫宇宙射线否决探测器中,并将运行3至5年,因此确保水密性对反中微子探测器的成功运行至关重要。我们选择了一种特殊的方法来密封探测器。为保证密封质量,采用了三种检漏方法。本文将描述密封方法和泄漏测试结果。
2012-03-02 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Improved Sterile Neutrino Constraints from the STEREO Experiment with 179 Days of Reactor-On Data
STEREO实验是一个非常短基线的反应堆反中微子实验。它的目的是测试假设的轻不育中微子是赤字的原因,在短基线观测到的反中微子相互作用率相对于预测的速度,被称为反应堆反中微子异常。STEREO实验测量了六个相同的探测器单元中的反中微子能谱,这些探测器单元覆盖了ILL研究反应堆紧凑堆芯9米至11米之间的基线。在这篇文章中,从179天的反应堆打开和235天的反应堆关闭的结果报告在一个高度的细节。目前的结果包括改进的探测器的光学性能和伽马级联后,中子捕获钆,背景的处理,和振荡分析的统计方法的建模。使用所有细胞的反中微子光谱之间的直接比较,在很大程度上独立于任何通量预测,我们发现的数据与零振荡假设兼容。反应堆反中微子异常的最佳拟合点在大于99.9% C. L.时被拒绝。
2020-09-09 hep-ex physics.ins-det
Sensitivity of an antineutrino monitor for remote nuclear reactor discovery
来自核反应堆的反中微子包含一个无法屏蔽的信号,它携带着关于核的信息。掺钆的水基切伦科夫探测器可以探测反应堆反中微子,用于不扩散应用的中远场远程反应堆监测。两个新的和独立的重建和分析途径已被开发和应用到一些有代表性的反应堆信号,以评估的千吨级,钆掺杂切伦科夫探测器作为远程监测器的灵敏度。四个探测器配置九个反应堆的信号组合的灵敏度进行了评估,位于博尔比矿,接近博尔比地下实验室在英国的探测器。结果表明,在当前反应堆环境下,一个22 μ m的探测器在$\rm \sim150~km$距下对$\rm \sim 3~GW_{th}$反应堆的探测灵敏度在两年内达到最大值。需要更大的探测器来实现更及时的探测或监测更小或更远的反应堆。
2023-02-27 hep-ex physics.app-ph physics.ins-det
The antineutrino energy structure in reactor experiments
本文评述了最近在反应堆反中微子能谱中观测到的一种能量结构。大亚湾核电站、双中微子实验和RENO实验都报告了与通量预测相偏离的反中微子的持续过量,在4和6 MeV的正电子能谱之间,其局部显著性约为4 $σ$。在这项工作中的结构的可能原因进行了分析,随着不同的实验方法开发,以确定其起源。考虑到现有的数据和三个实验的结果,最有可能的解释涉及反应堆通量预测和相关的不确定性。因此,不同的电流模型进行了描述和比较。这种模型的不完整性或不准确性的可能来源进行了讨论,以及所需的实验数据,以提高其精度。
2015-12-28 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Observation of Reactor Antineutrinos with a Rapidly-Deployable Surface-Level Detector
我们部署了一个小型的,80公斤,基于固体塑料闪烁体的反中微子探测器,称为MiniCHANDLER近三个月的距离25米的2.9GW的热电反应堆堆芯在北安娜核电站。我们报告的反中微子信号的检测,从逆β衰变在5.5西格玛的意义,没有过载和最小的屏蔽。该结果还表明,3D分割可用于显著提高信噪比,在这种情况下提高4倍。此外,这一测量代表了在一个小型的表面部署探测器中对正电子谱的观测;反应堆反中微子的观测是通过安装在一个普通的小型拖车中的移动中微子探测器实现的。
2020-03-10 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Reconstructing the direction of reactor antineutrinos via electron scattering in Gd-doped water Cherenkov detectors
以最近提出的WATCHMAN反中微子实验为基线模型,研究了在掺钆水切伦科夫探测器中反中微子电子弹性散射确定核反应堆反中微子通量方向的可能性.预期的散射率确定假设一个13公里的距离从3.758 GWt轻水核反应堆和探测器响应建模使用Geant 4为基础的模拟包。通过独立的模拟和缩放来自类似探测器的已发表测量结果来估计背景。背景贡献估计太阳中微子,错误识别的反应堆为基础的逆β衰变相互作用,宇宙成因放射性核素,水载氡,和伽马射线的光电倍增管(PMT),检测器的墙壁,和周围的岩石。我们表明,使用低背景PMT和足够的fiducialization,水载氡和宇宙成因放射性核素构成最大的威胁的敏感性。然后分析了方向灵敏度作为氡污染,探测器深度和探测器尺寸的函数。结果提供了一个列表的实验条件,如果在实践中得到满足,将使反中微子定向重建在3 $σ$的意义,在大型钆掺杂水切伦科夫探测器与大于10公里的距离从核反应堆。
2016-12-17 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Simulation of Reactors for Antineutrino Experiments Using DRAGON
从中微子的发现到Kamland的精确中微子振荡测量,核反应堆被证明是反中微子的重要来源。随着它们的能力和我们对中微子物理学知识的增加,更灵敏的测量已经成为可能。下一代反应堆反中微子实验需要对反应堆堆芯进行更详细的模拟。许多反应堆模拟代码是专有的,这使得详细的研究变得困难。在这里,我们提出的开源DRAGON代码的结果,并将其与其他行业标准的反应堆建模。我们使用高滨反应堆公布的数据,以确定模拟的质量。还讨论了不确定性对反中微子通量的传播。
2011-09-30 hep-ex nucl-ex
Registration of reactor neutrinos with the highly segmented plastic scintillator detector DANSSino
DANSSino是反应堆反中微子固态探测器的简化试验版本(它正在DANSS项目中创建,并将安装在工业核电反应堆附近)。加里宁核电站3 GW(th)反应堆在距离堆芯11 m处进行的大量试验证明了所选设计的可操作性,并揭示了背景的主要来源。尽管它的尺寸很小(20x20x100 ccm),但试验探测器对反应堆中微子非常敏感,每天探测到约70个IBD事件,信号与背景比约为1。
2013-05-16 hep-ex physics.ins-det
Review of Reactor Antineutrino Experiments
正如在其他地方所讨论的那样,测量$θ_{13}$的非零值将为探索CP违规和质量等级提供广泛的可能性。目前测量未知混合角$θ_{13}$的实验方法包括加速器搜索$ν_{e}$的出现和精确测量反应堆反中微子消失。反应堆反中微子实验旨在以前所未有的灵敏度寻找非零混合角$θ_{13}$。本文件描述了当前的反应堆反中微子实验和加速器之间的协同作用,寻找$ν_{e}$的外观和反应堆反中微子消失的精确测量。
2012-01-06 hep-ex nucl-ex
Antineutrino emission and gamma background characteristics from a thermal research reactor
研究反应堆的反中微子发射的详细了解是强制性的任何高灵敏度的实验,无论是基础或应用中微子物理,以及一个很好的控制反应堆操作引起的伽马和中子背景。在这篇文章中,与热研究反应堆:位于法国Saclay的OSIRIS反应堆,反中微子发射计算的第一部分。计算采用求和法进行,该方法将裂变产物的β衰变分支的所有贡献求和,首次与OSIRIS反应堆堆芯的完整堆芯模型耦合。使用MCNP Utility for Reactor Evolution代码,允许考虑堆芯中所有β衰变的贡献。这一计算代表了反中微子通量的同位素贡献,反中微子通量可在$^{235}$ U标准富集度为19.75%的研究堆中发现。此外,所需的非平衡修正适用于转换的铀和钚同位素的反中微子能谱。在第二部分中,提供了在堆芯一级发射的伽马能谱,并可用作安装在这种研究设施中的任何反应堆反中微子探测器的模拟输入。此外,已经开发了由池和反应堆的混凝土屏蔽包围的堆芯的模拟,以传播从堆芯发射的伽马射线和中子。这些伽马射线和中子的起源进行了讨论,并显示后的混凝土墙传输的光子的相关能谱。
2016-02-24 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Determining reactor fuel type from continuous antineutrino monitoring
我们调查的能力的反中微子探测器,以确定燃料类型的反应堆。一个假设的5吨反中微子探测器被放置在离堆芯25米的地方,测量堆芯中裂变碎片发射的反中微子的光谱形状和速率,测量周期为90天。我们的研究结果表明,四种主要的燃料类型可以区分的裂变分数在辐照时间的变化,在95%的真阳性检测概率。此外,我们还证明了反中微子可以识别武器级混合氧化物(MOX)燃料将平均减少到反应堆级MOX的燃耗,从而保证钚处置目标得到满足。此外,我们还调查了有目的地从混合氧化物燃料和低浓铀燃料混合物中转移钚的去除方案。最后,我们讨论了我们的分析是如何影响的光谱失真约6MeV的商业动力反应堆测量的反中微子光谱中观察到的。
2016-12-21 hep-ex hep-ph nucl-ex
Experimental Parameters for a Reactor Antineutrino Experiment at Very Short Baselines
反应堆反中微子被用来研究中微子振荡,寻找非标准中微子相互作用的特征,并监测反应堆的安全运行应用。反应堆反中微子的通量和能谱可以由核裂变产物的衰变来预测。将最近的反应堆计算结果与过去在10 - 100米基线处的测量结果进行比较,结果表明存在5.7%的赤字。在非常短的基线O(1 - 10米)的反应堆反中微子的精确测量可以用来探测这种异常,并寻找可能的振荡到不育中微子物种。本文研究了一种新的反应堆反中微子短基线测量的实验要求,并计算了各种方案的灵敏度。我们的结论是,在一个典型的研究堆的实验提供了5 σ发现潜力的有利振荡参数空间与3年的数据收集。
2012-12-10 hep-ex nucl-ex
Reactor Antineutrino Anomaly with known θ_{13}
我们重新审视反应堆反中微子异常使用最近的反应堆通量独立确定相当大的θ?13通过考虑一整套绝对反应堆电子反中微子通量测量。当标准化到Mueller等人的预测通量时。[1],新的世界平均值,包括Palo Verde,Bronz和Double Bronz的结果后,为0.959 +- 0.009(实验不确定性)+- 0.027(通量系统学)。包括公里基线的数据,新的世界平均值仅比1低约1.4 σ,削弱了反应堆反中微子异常的意义。大亚湾核电站、雷诺核电站和双晶核电站即将公布的结果将提供有关这一问题的进一步资料。
2013-04-18 hep-ex nucl-ex
Search for eV Sterile Neutrinos -- The STEREO Experiment [Blois 2019]
STEREO实验的目的是检验轻无菌中微子是反应堆反中微子异常的原因的假设。它测量ILL研究反应堆紧凑堆芯的反中微子能谱,使用6个相同的探测器单元,覆盖9至11米的基线。报告了反应器开启119天和反应器关闭211天的结果。使用中微子之间的相互作用率的所有细胞,独立于任何通量预测的直接比较,我们发现与零振荡假设的兼容性。反应堆反中微子异常的最佳拟合点在99% C. L时被拒绝。
2019-09-03 hep-ex physics.ins-det
Search for neutrino-antineutrino oscillations with a reactor experiment
利用双洛伦兹实验中反应堆反中微子的消失现象,研究了由于洛伦兹不变性的破坏而产生中微子-反中微子振荡的可能性。我们没有发现这种现象的证据,并在标准模型扩展的框架内对描述中微子-反中微子混合的15个系数设定了第一个限制。
2013-12-02 hep-ex hep-ph
Reactor Simulation for Antineutrino Experiments using DRAGON and MURE
人们对核反应堆作为实验反中微子来源的兴趣日益浓厚,这激发了有效、快速和可访问的模拟来预测反应堆裂变速率。在这里,我们提出的结果,从龙和MURE模拟代码,并将它们与其他行业标准的反应堆堆芯建模。我们使用已发表的数据从高滨-3反应堆,以评估这些模拟的质量对独立测量的燃料同位素组成。在反应堆的操作参数的不确定性的传播所产生的反中微子通量的预测进行了讨论。
2012-06-04 hep-ex nucl-ex
Coincidence-based reconstruction for reactor antineutrino detection in gadolinium-doped Cherenkov detectors
本研究提出一种基于符合的重建算法,利用IBD事件对的组合光重建顶点,在掺钆水及水基液体闪烁体探测器中显著提升顶点分辨率,并实现高效的本底排除。
2023-06-15 hep-ex physics.ins-det
High Energy Physics Opportunities Using Reactor Antineutrinos
核反应堆是独特的强大,丰富,口味纯的反中微子源,继续在美国中微子物理计划中发挥着至关重要的作用。美国反应堆反中微子物理社区是一个多元化的兴趣小组,涵盖了许多探测技术和许多粒子物理主题,包括标准模型和短基线振荡,BSM物理搜索,反应堆通量和光谱建模。该社区的目标与更广泛的美国中微子计划的许多方面提供了强有力的补充,并与组成Snowmass 2021中微子前沿的大多数专题小组直接相关。反应堆中微子实验也有直接的社会影响,并已成为能源部国家实验室和大学的强大劳动力和技术开发管道。这份白皮书是作为提交给斯诺马斯2021年社区组织演习的文件编写的,将调查反应堆反中微子物理领域的状况,并总结当前和未来反应堆反中微子实验在未来十年推进粒子物理领域方面发挥关键作用的方式。
2022-03-14 hep-ex
The reactor antineutrino anomaly and low energy threshold neutrino experiments
短距离反应堆反中微子实验测量的反中微子光谱比理论预测的要低几个百分点。在这项工作中,我们研究的背景下,光无菌中微子信号的低能量阈值反应堆实验的潜力。我们讨论了最近探测到的相干弹性中微子-核散射在未来反应堆反中微子实验中的前景。我们发现,期望改善目前的限制与不育中微子的混合是有希望的。我们还分析了近距离反应堆实验中的反中微子散射测量结果。在这种情况下,统计数据与逆β衰变实验没有竞争力,尽管未来的实验在与镓异常比较时可能会发挥作用。
2019-08-17 hep-ex hep-ph
Neutrino mass hierarchy determination at reactor antineutrino experiments
中微子混合角$θ_{13}$在反应堆反中微子实验中得到精确测量后,中微子质量等级是中微子物理学中最重要的未决问题之一。江门地下中微子观测站(JUNO)是在不考虑物质效应的情况下测定中微子质量等级(MH)的观测站。JUNO站点位置经过优化,以获得质量等级测定的最佳灵敏度。JUNO将在地下700米的实验室中使用20千吨液体闪烁体探测器。出色的能量分辨率和PMT覆盖范围将为我们提供前所未有的机会,以达到3-4 $σ$精度。本文将介绍JUNO探测器的设计和仿真工作。此外,另一个中程反应堆反中微子实验RENO-50也将进行类似的测量。在这些实验的努力下,很有可能在未来10年内确定中微子质量等级。
2016-04-30 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Far-Field Monitoring of Reactor Antineutrinos for Nonproliferation
许多实验工作表明,基于反中微子的监测提供了一种非侵入性手段,可用于估计核反应堆的裂变含量和相对热功率,以促进不扩散。到目前为止,还没有专门用于探索远程监测所需的大型探测器的不扩散潜力的实验性示范。先进仪器测试台(AIT)计划的目标是测试发现反应堆堆芯的新方法,特别是在中场到远场,超过200米,数十公里或数百公里,使用千吨级到兆吨级探测器。AIT的主要物理基础设施包括位于英格兰北部Boulby矿的地下实验室。该场址位于距离哈特尔普尔反应堆综合体26公里的地方,该反应堆综合体设有两个1.5千兆瓦的先进气冷反应堆。第一个部署在AIT的探测器是反中微子的WATER CHerenkov监视器(WATCHMAN)。WATCHMAN将使用约6,000吨掺钆水,以每周从哈特尔普尔反应堆综合体中检测一些反应堆反中微子。观察员将重点了解信号效率、放射性背景和反应堆运行状态。在这里,防扩散目标是了解在一个反应堆存在的情况下发现另一个反应堆的敏感性,发现任何反应堆在一个众所周知的背景之上运行的敏感性,以及确认两个反应堆宣布的运行周期的敏感性。独特的是,AIT-WATCHMAN还提供了一个灵活的平台,可以在现实世界的条件下测试水基闪烁体和快速光电倍增管等新兴技术。介绍了AIT-WATCHMAN的程序和现状。
2019-07-21 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Observation of Reactor Antineutrino Disappearance Using Delayed Neutron Capture on Hydrogen at RENO
自2011年8月以来,反应堆中微子振荡实验一直在使用两个相同的44.5吨液体闪烁体探测器获取数据。该实验观察到反应堆中微子在与自由质子的相互作用中消失,随后中子被氢捕获。基于韩国Hanbit核电厂16.8 GW $_{th}$反应堆1500个工作日的数据,近(远)探测器观测到567690(90747)个电子反中微子候选事件与氢上的延迟中子捕获。这提供了对$θ_{13}$的独立测量和对来自n-Gd数据的结果的有效性的一致性检查。此外,它提供了一个重要的交叉检查的n-Gd测量的系统不确定性。基于仅速率分析,我们获得sin $^{2}$ 2 $θ_{13}$ = 0.087 $\pm$ 0.008(统计)。$\pm$ 0.014(系统)。
2019-11-11 hep-ex physics.ins-det
Reactor Antineutrinos Signal all over the world
我们提出了一个最新的估计反应堆反中微子信号在世界各地,特别是注意现有的和未来的地球中微子实验的网站建议。在我们的计算中,我们考虑到最新的数据热功率为每个核电厂,反应堆反中微子光谱和三个中微子振荡机制。
2014-03-17 hep-ex hep-ph
Prospects For Precision Measurements with Reactor Antineutrinos at Daya Bay
2012年,大亚湾核电站的实验明确观测到了反应堆反中微子在更长的基线上消失,并确定中微子混合角$θ_{13}$不为零。大亚湾的测量提供了迄今为止最精确的$θ_{13}$测定结果。本白皮书概述了未来几年大亚湾反应堆反中微子精密研究的前景。这包括sin $^2 2θ_{13}$和$Δm^2_{ee}$至$<$ 3%的精确测量、反应堆通量和光谱的高统计测量以及非标准物理搜索。
2013-09-30 hep-ex hep-ph
Uranium and Plutonium antineutrino spectra taken by summation method used to fit experimentally measured reactor antineutrino spectrum
本研究采用可调整未知碎片单能谱形状的求和法,计算铀、钚等易裂变同位素的反中微子能谱,拟合多项实验的反应堆反中微子能谱,结果与实验一致且高精度复现反β衰变截面。
2025-05-04 hep-ex nucl-ex
A prototype reactor-antineutrino detector based on $^6$Li-doped pulse-shaping-discriminating plastic scintillator
Georgia Institute of Technology(佐治亚理工学院);Illinois Institute of Technology(伊利诺伊理工学院);Lawrence Livermore National Laboratory(劳伦斯利弗莫尔国家实验室);National Institute of Standards and Technology(美国国家标准与技术研究院);Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室);United States Naval Academy(美国海军学院);Virginia Tech(弗吉尼亚理工大学);Yale University(耶鲁大学)
本文提出一种由36根掺$^6$Li脉冲形状甄别塑料闪烁体条组成的60千克地面反应堆反中微子探测器原型,利用反贝塔衰变关联能量沉积并结合脉冲形状、能量、位置与时间等多观测量实现反中微子探测及本底识别。
2025-11-10 hep-ex physics.ins-det
Reactor Antineutrino Oscillations at Super-Kamiokande
掺入钆的SuperKamiokande(SK)具有通过逆β衰变有效识别电子反中微子的能力。考虑到SK的大小和附近核反应堆的数量,我们认为SK可以观察到由所谓的太阳质量平方差$Δm^2_{21}$驱动的反应堆反中微子振荡。经过仅仅一年的数据采集,我们估计SK可以测量$Δm^2_{21}$有足够的精度,以帮助通知目前的小紧张之间的现有结果从KamLAND和太阳中微子实验。
2020-06-01 hep-ex hep-ph
Long term remote reactor power and fuel composition monitoring using antineutrinos
本研究利用DANSS探测器在加里宁核电站长期监测反应堆功率,并通过反中微子反贝塔衰变谱首次重建钚-239和铀-235裂变份额,与官方数据在3%精度内一致,验证了远程监测新方法的可靠性。
2025-05-22 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Comparison of Plastic Antineutrino Detector Designs in the Context of Near Field Reactor Monitoring
我们比较现有的分段塑料反中微子探测器与我们的新的几何改进设计的反中微子检测和光收集效率。本研究的目的是确定最合适的设计风格的远程反应堆监测的背景下,核保障。使用Monte Carlo的GEANT4模拟包,我们进行探测器模拟的基础上两个突出的实验:塑料反中微子探测器阵列(熊猫)和反应堆反中微子探测器(Cormorad)的核心监测。除了这两个著名的设计,另一个概念,熊猫2,可以通过使熊猫检测器的一个小的变化,也被认为是在模拟中。结果表明,Cormorad的光收集效率相对于其他两个探测器要低得多,而Cormorad和Panda2的反中微子探测效率最高。此外,作为替代这些设计选择,这是由一个阵列的相同的矩形形状的模块,我们建议结合规则的六边形形状的模块,最大限度地减少了整个检测器的表面积,从而大大减少了光学读出通道的数量。通过这种方法,可以获得相对于Panda设计具有略高检测效率的检测器配置,并且与Cormorad设计相比具有更好的能量分辨率检测器。
2019-02-20 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Antineutrino reactor safeguards - a case study
反中微子作为反应堆保障措施的一种手段已经提出了30多年,在中微子探测方面取得了令人印象深刻的实验进展。在本文中,我们进行,第一次,反中微子保障措施的应用到一个现实世界的情况下,在1994年的朝鲜核危机的案例研究。我们得出的检测极限,部分或全部核心放电在1989年的基础上,实际原子能机构的保障访问,并发现,两个独立的方法会产生积极的证据,第二个核心具有很高的信心。为了推广我们的研究结果,我们提供了详细的估计灵敏度的钚含量的各种类型的反应堆,包括大多数类型的钚生产反应堆,详细的反应堆模拟的基础上。这项研究的一个关键发现是,热功率小于0.1-1千兆瓦时的各种反应堆都可以得到保障,实现原子能机构在反应堆建筑物外使用探测器的定量灵敏度和及时性目标。这种类型的保障措施不依赖于知识的连续性,并实时提供有关堆芯库存和动力状态的信息。
2014-02-13 hep-ex hep-ph nucl-ex
Spectral Structure of Electron Antineutrinos from Nuclear Reactors
最近对反应堆电子反中微子的逆β衰变相互作用获得的正电子能谱的测量显示,相对于当前的预测,在4至6 MeV区域存在过量。在一个典型的压水反应堆堆芯内的裂变和β衰变过程的第一性原理计算确定突出的裂变子体同位素作为这种过量的可能来源。这些计算还预测了反中微子谱中由于β衰变中的库仑效应而产生的π能级亚结构。对这种子结构的精确测量可以限制核反应堆物理。子结构可以是利用详细光谱形状的测量的系统不确定性。
2014-07-04 hep-ex nucl-ex
Observation of Reactor Electron Antineutrino Disappearance in the RENO Experiment
RENO实验观察到反应堆电子反中微子的消失,与中微子振荡一致,具有4.9个标准差的显著性。韩国Yonggwang核电站6个2.8 GW $_{th}$反应堆的反中微子由两个相同的探测器探测,分别位于反应堆阵列中心294 m和1383 m处。在2011年8月11日至2012年3月26日的229天数据采集期间,远(近)探测器观测到17102(154088)个电子反中微子候选事件,背景分数为5.5%(2.7%)。在远探测器中观测到的反中微子数与预期数之比为$0.920 \pm 0.009({\rm stat.}) \pm 0.014({\rm syst.})$。从这个赤字中,我们根据仅速率分析确定$\sin^2 2 θ_{13} = 0.113 \pm 0.013({\rm stat.}) \pm 0.019({\rm syst.})$。
2012-04-08 hep-ex
Antineutrino flux from the Laguna Verde Nuclear Power Plant
我们提出了一个计算的反中微子通量的反应堆在墨西哥的Laguna Verde核电厂,在反应堆堆芯中的主要同位素的裂变碎片的衰变链中产生的反中微子光谱的基础上,和他们的裂变率,已使用DRAGON模拟代码计算。我们还提出了一个估计的数量的预期事件在探测器的塑料闪烁体的质量为1吨,在100米的反应堆堆芯。
2015-09-09 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Investigating the Spectral Anomaly with Different Reactor Antineutrino Experiments
在最近的实验中测得的反应堆反中微子的光谱形状与中微子参考光谱相比显示出异常。需要对反应堆中微子谱进行新的精确测量,并在核数据库中进行更完整的输入,以解决模型和实验结果之间观察到的差异。本文提出了在反应堆中的实验相结合,这是高度富集在${}^{235}$ U与商业反应堆通常较低的浓缩,以获得新的见解异常中微子光谱的起源。所提出的方法澄清,如果光谱异常是单独或根本不相关的预测${}^{235}$ U谱。考虑到目前的能量尺度的不确定性的改进,目前的实验,可以达到三西格玛和以上的意义。作为一个例子,我们讨论了一个直接比较的测量形状在当前运行的双Doppler近检测器和即将到来的立体实验的选项。定量的可行性研究强调,在最近和下一代的实验调查光谱异常的能量尺度系统学的精确理解是一个至关重要的先决条件。
2016-12-21 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
First Double-Chooz Results and the Reactor Antineutrino Anomaly
通过对Bugey-4测量的初始反中微子通量进行归一化处理,研究了反应堆反中微子异常所隐含的短基线反连续性消失对theta_{13}的双谱线测量的可能影响。我们发现,只有当Δ m^2_{41}大于约3 eV^2时,这些影响才可以忽略不计,并且由Double-Escherz合作获得的theta_{13}值才是准确的。对于较小的Δ m^2_{41}值,短基线振荡在Bugey-4上没有完全平均,反应堆反中微子异常引起的不确定性可能与本征双中微子不确定性具有相同的数量级。
2011-11-23 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
On the origin of the reactor antineutrino anomalies in light of a new summation model with parameterized $β^{-}$ transitions
我们调查的规范和形状反应堆反中微子异常的求和模型(SM)的框架内,$β^{-}$过渡模拟的现象学Gamow-泰勒$β$ -衰变强度模型的可能来源。在反中微子方面与休伯-穆勒模型的差异的一般趋势可以在规范和形状上再现。从SM模型的确切的电子-反中微子对应关系,我们预测类似的扭曲的电子光谱,这表明参考裂变电子光谱的偏差可能是异常的起源。
2022-07-22 hep-ex hep-ph
Reactor Antineutrino Oscillations and Geoneutrinos in SNO+
Science and Technologies Facilities Council(科学技术设施委员会);Department of Physics, University of Oxford(牛津大学物理系)
SNO+利用反应堆中微子测量Δm²₂₁参数,并首次测量了西半球的地中微子通量,结果与地质模型预测一致。
2026-04-07 hep-ex
Physics-informed machine learning approaches to reactor antineutrino detection
针对反应堆反中微子探测中宇宙射线快中子背景难以剔除的问题,本文提出基于树的分类器和图卷积神经网络两种机器学习方法,在重建特征和原始信号层面提升背景抑制能力,相比传统截断计数方法显著提高了背景主导搜索的灵敏度。
2024-07-08 hep-ex physics.data-an physics.ins-det
First constraints on the coherent elastic scattering of reactor antineutrinos off xenon nuclei
本研究利用RED-100探测器(含126千克液态氙)在加里宁核电站开展实验,通过对比反应堆开/关状态下的数据,首次对反应堆反中微子与氙核的相干弹性散射设定了约束。
2024-11-25 hep-ex
The new limit for the magnetic moment of the electron antineutrino from the MUNU experiment
MUNU实验使用电子反中微子-电子弹性散射来检查电子反中微子的磁性。探测器位于距离反应堆18米处,作为电子反中微子源。本文报道了反应堆开堆66.6天和停堆16.7天的数据,用目视扫描法获得了电子反冲能谱。导出了中微子磁矩的一个新极限。
2003-05-20 hep-ex