Study of nucleating efficiency of superheated droplets by neutrons
B. Roy, B. K. Chatterjee, Mala Das, S. C. Roy
过热液滴被证明是中子的优良探测器，并可用作中子剂量计。为了准确地检测成核时形成的蒸汽的体积，从而定量地观察成核，已经开发了空气置换系统。
Superheated droplets are proven to be excelent detectors for neutrons and could be used as a neutron dosimeter. To detect accurately the volume of the vapour formed upon nucleation and hence to observe the nucleation quantitatively an air displacement system has been developed.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Characterization of R-134A superheated droplet detector for neutron detection
R-134 a（C_2H_2F_4）是一种低成本、易获得且不含氯的制冷剂，在其过热状态下可用作有效的中子探测器。由于其在水中的高溶解度，基于R-134 a的过热液滴检测器（SDD）通常非常不稳定，除非使用合适的添加剂来制造检测器，该添加剂使检测器稳定。已知SDD具有以短寿命和相对长寿命的亚稳态分布的过热液滴。我们已经研究了探测器的中子响应使用241 AmBe中子源，并获得了温度变化的核参数和这些液滴的状态间动力学使用两个状态模型。
Study of acoustic emission due to vaporisation of superheated droplets at higher pressure
在过热液体中，通过调节环境压力和环境温度可以控制气泡的成核。在较高的压力下，气泡成核的阈值能量增加，我们已经观察到，在过热液滴蒸发过程中的声发射的幅度随着压力的增加而减小，在任何给定的温度。其他声学参数，如主谐波频率和声信号的衰减时间常数也随着压力的增加而减小。它与过热液体的类型无关。信号幅度的减小限制了在较高压力下气泡成核的检测。这种效应可以用微气泡在过热液体中的生长动力学来解释。
Fabrication and Response of High Concentration SIMPLE Superheated Droplet Detectors with Different Liquids
暗物质与不同过热液体相互作用的联合测量最近被建议作为识别WIMP候选者的互相关技术。本文介绍了基于轻核液体C3F8、C4F8、C4F10和CCl2F2的高浓度过热液滴探测器的研制及其对C2ClF5的辐照响应。结果进行了讨论的基本物理的过热液体粒子相互作用的响应，以及必要的探测器资格应用在暗物质搜索调查。以CF3I为例，以轻核结果为基础，探讨了重核SDD的可能性。
Study of low frequency acoustic signals from superheated droplet detector
过热液滴检测器（SDD）中的气泡成核过程与可以由声学传感器检测的声学脉冲的发射相关联。本文用电容传声器传感器研究了在放射性液体R-12（CCl_2F_2，沸点-29.8 ℃）中的SDD中的中子和γ射线诱导成核事件。本文在低频区（~ 0- 10 kHz）对中子和γ射线诱导成核进行了比较研究。从波形的分析，我们观察到中子和伽马射线引起的声事件之间的显着差异。
Study of gamma ray response of R404A superheated droplet detector using a two-state model
过热液滴探测器（SDD）是已知的伽马不敏感的阈值温度以下，这使得他们很好的候选人在伽马射线的存在下的中子探测。在阈值温度以上，伽马射线检测效率随着温度的增加而增加。在这项工作中，γ射线阈值温度已被研究的SDD使用R404 A作为活性液体，并与理论预测进行了比较。利用两态模型研究了γ射线探测效率和态间跃迁动力学随温度的变化。实验在1个大气压的环境压力和17- 32 ℃的温度范围内进行，使用662 keV的137 Cs伽马射线源。
Heavy Superheated Droplet Detectors as a Probe of Spin-independent WIMP Dark Matter Existence
目前，过热液滴探测器（SDDs）在WIMP暗物质研究中的应用仅限于自旋相关领域，这是由于普遍使用具有高自旋灵敏度的氟化制冷剂。鉴于他们最近展示了一个显着的约束能力，相对较小的曝光和相对经济的技术，我们认为这种设备的自旋独立部门的重型版本的潜在影响。根据SIMPLE和PICASSO实验已经达到的放射性纯度水平和背景，估计了从$\mathrm{CF_{3}I}$加载喷雾干燥分散剂中获得的限度。在34 kgd暴露下，相当于当前的CDMS，这样的装置在自旋无关截面中可能已经探测到低于10 $^{-6}$ pb。
Response of Superheated Droplet Detectors of the PICASSO Dark Matter Search Experiment
我们目前的过热液滴探测器，这是用于PICASSO暗物质搜索实验的辐射响应的系统研究结果。这种检测技术是基于过热液体氟里昂液滴的相变分散和捕获在聚合凝胶。相变可以由粒子相互作用，特别是与弱相互作用大质量粒子（WIMP）的相互作用后的核反冲引起。这些检测器是阈值装置，因为最小的能量沉积是诱导相变所必需的，并且它们对各种类型的辐射的灵敏度强烈地取决于操作温度和压力。中子，α粒子和γ射线的灵敏度被确定为这些操作参数的函数，并与模拟结果进行比较。特别是，我们提出了一个完整的表征已经在使用的探测器模块的响应暗物质搜索在SNO网站检测WIMP和讨论可能的背景来源。
Searching for universal behaviour in superheated droplet detector with effective recoil nuclei
从有效反冲核阈值能量和折合的等效反冲核阈值能量两个方面讨论了过热液滴探测器的能量刻度。这提供了对于在这种类型的检测器中使用的不同液体有效的通用能量校准曲线。比较了用于中子探测和WIMP暗物质搜寻实验的两种常用液体R114和C4F10。具有较大LET值的反冲核的液体提供更好的中子和伽马辨别。还研究了C_4F_（10）的γ响应，并对结果进行了讨论。探讨了成核参数与有效反冲核阈值能和约化能的关系。
Neutron background signal in superheated droplet detectors of the Phase II SIMPLE dark matter search
第二阶段的SIMPLE直接暗物质搜索实验的中子背景的模拟充分报道与各种改进相对于以前的估计。该模型采用Monte Carlo MCNP中子输运程序，使用真实的几何描述作为输入，测量放射性分析和材料成分，并列出（α，n）产率和光谱。发展包括反冲能量分布的会计，考虑额外的反应和材料和检查相关的（α，n）数据。对模拟结果进行了全面的分析，解决了非统计不确定性的增加。可以看出，上述遗漏使以前报告的背景估计数净增加13 $\%$，而非统计不确定性上升到25 $\%$。最终估计的反冲事件发生率为0.372 $\pm$ 0.002（统计）$\pm$ 0.097（非统计学）EVT/kgd，导致实验结果的不显著变化。
Superheated Droplet Detectors as CDM Detectors: The SIMPLE Experiment
过热液滴探测器（SDD）在中子人员剂量测量中越来越普遍。它们对最小电离辐射完全不敏感（同时对能量~几keV的核反冲反应），加上它们的低成本，易于生产，以及在室温和1 atm下操作，使它们成为冷暗物质（CDM）搜索的理想选择。SDD的是最佳的探索自旋相关的中性伴子耦合，由于其高氟含量。介绍了SIMPLE（Superheated Instrument for Massive Particles Experiments）的现状。在现实的背景考虑下，我们预计在1千克-年的数据采集后，目前的冷暗物质灵敏度将提高2-3个数量级。
WIMP searches with superheated droplet detectors: Status and Prospects
SIMPLE（Superheated Instrument for Massive Particle searches）使用过热液滴探测器（SDD）来搜索弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质。由于固有的SDD对最小电离粒子和目标液体的高氟含量不敏感，在早期原型阶段就已经获得了具有竞争力的WIMP限值。我们在这里评论的预期立即增加灵敏度的程序和未来的计划，利用这一有前途的技术。
First Dark Matter Limits from a Large-Mass, Low-Background Superheated Droplet Detector
我们报告的制造方面和校准的第一个大的有效质量（$\sim15$ g）模块的SIMPLE，粒子暗物质的搜索使用过热液滴探测器（SDDs）。虽然仍然受到手头小数据样本的统计不确定性的限制，但Rustrel-Pays d 'Apt新地下实验室的第一周操作已经提供了与领先实验竞争的轴向耦合弱相互作用大质量粒子（WIMP）的灵敏度，证实SDD是WIMP检测的一种方便，低成本的替代方案。
Prospects for SIMPLE 2000: A large-mass, low-background Superheated Droplet Detector for WIMP searches
SIMPLE 2000（用于大质量粒子搜索的过热仪器）将包括一个由8至16个大活性质量（$\sim15$ g）过热液滴探测器组成的阵列，将安装在Rustrel Pays d 'Apt的新地下实验室中。有几个因素使SDD成为检测弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的有吸引力的方法，即它们对最小电离粒子的固有不敏感性、高氟含量、低成本和在环境压力和温度附近操作。我们在这里评论的制造，校准和已经竞争的第一个限制从简单的原型喷雾干燥器，以及预期立即增加的灵敏度的计划，其目的是在2000年期间的接触$>$ 25千克-天。中等质量的富氟探测器的能力，探索区域的中性伴子参数空间超出了最雄心勃勃的低温项目的范围。
Simulation of Special Bubble Detectors for PICASSO
PICASSO项目是一项依靠过热液滴技术的冷暗物质（CDM）搜索实验。探测器使用过热的氟里昂液滴（活性材料）分散并捕获在聚合凝胶中。这种检测技术是基于过热液滴在室温和环境压力下的相变。当液滴中的原子核与进入的亚原子粒子相互作用时，由核反冲引起相变。这包括CDM粒子候选者中性伴子（一种尚未发现的粒子，在粒子物理学的标准模型的扩展中预测）。进行模拟，以了解探测器对中子和α粒子的响应，以及在蒙特利尔实验室获得的相应数据。
New Insights into Particle Detection with Superheated Liquids
我们报告了在校准用于暗物质搜索与不同的辐射源（n，$α$，$γ$）的过热液体滴探测器获得的新结果。特别地，检测器被掺入位于液滴内部和外部的α-发射体。结果表明，响应是不同的，这取决于是否α粒子或反冲核创建的信号。$α$ -发射体的能量阈值进行了比较与测试束测量使用单能中子，以及与理论预测。最后，提出了一个模型，它描述了如何观察到的颗粒引起的声信号的强度可以与过热液体中的气泡生长的动力学。更好地了解气泡动力学是获得更好的歧视粒子类型之间的相互作用，在这种类型的探测器的重要的第一步。
First result from tetrafluoroethane (C$_2$H$_2$F$_4$) superheated emulsion detector for dark matter search at JUSL
本文报道JUSL地下实验室InDEx实验利用500 ml四氟乙烷过热乳液探测器开展暗物质直接搜寻的首个结果，给出48.6天运行数据及对碳、氟的WIMP灵敏度与质量阈值。
The SIMPLE Phase II Dark Matter Search
SIMPLE（用于大质量粒子实验的过热仪器）的第二阶段使用过热液体C $_{2}$ ClF $_{5}$液滴探测器搜索天体粒子暗物质。每个液滴通常需要具有线性能量转移（LET）$\gtrsim$ 150 keV/ $μ$ m的能量沉积以用于液体到气体相变，提供对10阶$^{-10}$的最小电离粒子的固有排斥，并将背景减少为主要是$α$和中子诱导的反冲事件。液滴相变产生毫米大小的气泡，其通过声学装置记录。我们描述了SIMPLE探测器，他们的声学仪器，和特性，信号分析和数据选择，产生一个粒子诱导的，“真正的成核”事件的检测效率优于97%，在95%C. L。反冲$α$事件的歧视，确定使用探测器首先用中子照射，然后掺杂α发射体，提供了一个反冲识别优于99%;它不同于COUPP和PICASSO的主要是由于其不同的液体与较低的临界LET。科学测量，包括两个屏蔽阵列的15个探测器和27.77公斤的总曝光量，详细说明。删除了1.94 kgd第1阶段安装周期数据，该数据以前被错误地包含在数据中，将科学照射量从20.18千克/天减少到18.24千克/天，并在WIMP-质子相互作用的自旋相关扇区中，在35 GeV/c $^{2}$处提供了新的$σ_{p}$等值线最小值= 4.3 $\times$ 10 $^{-3}$ pb，以及$σ_{N}$ = 3.6 $\times$ 10 $^{-6}$ pb在3…
Molecular dynamics simulations of bubble nucleation in dark matter detectors
用于剂量测定和暗物质粒子搜索实验的泡室和液滴探测器使用过热的亚稳液体，其中核反冲触发气泡成核。这一过程可用经典的F. Seitz [Phys. Fluids（1958-1988）1，2（1958）]，其使用经典成核理论来估计气泡形成所需的沉积能量的量和局部化。在这里，我们报告的直接分子动力学模拟的热峰诱导气泡的形成。它们使我们能够测试经典热峰模型中描述的纳米级过程。进行了40次模拟，每个模拟包含大约2000万个原子，这些原子通过截断的力移Lennard-Jones势相互作用。我们发现，气泡成核所需的每长度单位的能量与理论预测相当吻合，但允许的尖峰长度和所需的总能量约为预测的两倍。这可以通过模拟中测量的快速能量扩散来解释：与经典模型中的假设相反，我们观察到比气泡形成时间尺度更快的热扩散。最后，我们研究了α粒子的径迹，它比中子和潜在的暗物质粒子的径迹要长得多。根据经验，最近发现α事件比中子事件产生更大的声学信号。这种区别对于暗物质搜索中的背景拒绝至关重要。我们发现，大量的单个气泡可以沿着α轨道形成，这解释了所观察到的较大的声学振幅。
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