Experimental Results from an Antineutrino Detector for Cooperative Monitoring of Nuclear Reactors
我们的合作已经在一个核电站设计、安装和操作了一个紧凑型反中微子探测器，用于监测反应堆堆芯的功率和钚含量。本文重点介绍了该探测器的基本特性和性能。我们描述的网站，反应堆源，和检测器，并提供数据，清楚地表明预期的反中微子信号。我们的数据和经验表明，有可能在反应堆附近操作一个简单的、相对较小的反中微子探测器，以非侵入和无人值守的方式，从反应堆安全壳外部一次操作数月至数年，而不会中断反应堆现场的日常操作。国际原子能机构（原子能机构）反应堆保障监督方案和类似制度可能对这种独特的实时合作监测能力感兴趣。
2006-12-15 physics.ins-det
iDREAM: industrial Detector of REactor Antineutrinos for Monitoring at Kalinin nuclear power plant
本文致力于描述iDREAM探测器及其系统。iDREAM是一个原型探测器，旨在证明反中微子探测器用于远程反应堆监测和保障的可行性。用1吨液体闪烁体通过质子的逆β衰变探测反中微子。为了抑制宇宙μ子、伽马和中子背景，探测器被安置在专用屏蔽中。探测器安装在加里宁核电站（俄罗斯），距离3 GW $_{th}$反应堆堆芯20米。
2022-09-29 physics.ins-det
Monitoring Reactor Anti-Neutrinos Using a Plastic Scintillator Detector in a Mobile Laboratory
为T2 K电磁量能器开发的技术已被改造成一种占地面积小、可靠的分段探测器，用于探测核反应堆发射的反中微子。该装置由利物浦大学开发和演示，并在英国安格尔西的Wylfa Magnox反应堆进行了现场测试。它位于一个20英尺ISO集装箱内，离地面约60米，距离1.5\，\GWt \反应堆堆芯。该装置基于T2 K近场探测器ECal的设计，利用挤压塑料闪烁体和滨松多像素光子计数器，通过反$β$ -衰变相互作用的独特延迟符合信号探测反中微子。
2018-11-02 physics.ins-det
Brazilian Report on Safeguards Application of Reactor Neutrinos
中微子安格拉实验（英语：Neutrinos Angra Experiment）是位于安格拉杜斯雷斯核电站的一个水基切伦科夫探测器。完成了探测器和数据采集系统在实验现场的调试，完成了实验的重要一步。该实验旨在探测核反应堆产生的电子反中微子，主要目的是证明使用反中微子探测器监测反应堆活性的可行性。这项工作是在国际原子能机构（原子能机构）方案的范围内进行的，该方案旨在确定可用于不扩散保障监督的潜在和新技术。挑战，例如在表面操作，因此具有巨大的噪声率，以及需要建立非常灵敏但小规模的探测器，使Angra实验成为开发应用程序本身以及获取新技术和分析方法专业知识的绝佳平台。在这份报告中，我们描述了主要的探测器功能和电子链（前端和数据采集）。我们还报告了初步的物理结果从调试阶段的数据。最后，我们讨论的结论，对未来的前景，以保持这一计划的活跃，由于其在插入拉丁美洲的科学家和工程师在世界规模的尖端科学计划的重要性。
2019-12-21 hep-ex physics.ins-det
Antineutrino Monitoring of Thorium Reactors
各种团体已经证明，反中微子监测可以成功地评估用于不扩散的水冷核反应堆中的钚含量。新的反应堆设计和概念采用了非传统的燃料类型和化学性质。了解这些性质如何影响反应堆的反中微子发射，可以扩展反中微子监测的适用性。钍熔盐反应堆（MSR）产生U-233，如果转移，则构成国际原子能机构（IAEA）定义的直接使用材料。首次估算了铀-233裂变产生的反中微子谱，并评估了在30天的时间目标内探测8公斤铀-233转移的可行性。从钍反应堆在正常条件下运行的反中微子排放量进行了比较，通过评估每日的反中微子计数率和检测到的反中微子的能谱在25米的对峙转移的情况。结果发现，在原子能机构目前的及时检测目标范围内，使用这两种试验都无法检测到大量铀233的转移。基于速率-时间的分析超过了23天的及时性目标，而基于频谱的分析超过了31天。
2016-09-21 physics.ins-det
From Safeguards Application to Fundamental Physics: Advancements in Reactor Neutrino Detection with the ν-Angra Experiment
本文介绍ν-Angra实验在高噪声地表环境下的小型反应堆中微子探测器技术进展，通过ON-OFF分析验证其监测反应堆活动的能力，并展望利用低温量热器开展CEvNS探测及推动拉美科研合作的前景。
2024-08-08 hep-ex physics.ins-det
A remote reactor monitoring with plastic scintillation detector
考虑到塑料闪烁体棒作为强探测器用于反应堆远程监测和核保障应用的可能性，我们采用蒙特卡罗模拟研究了预期的基本性能。我们提出的初步结果为1立方米的高度分段检测器由100个矩形闪烁条形成一个阵列，夹在两侧的连续光导，使所有的光电探测器之间的光共享。考虑不同的闪烁块几何形状和光电探测器的数量，计算了几种光收集配置的光探测效率。光电探测器信号形成特定的撞击图案，其表征撞击颗粒。命中模式的统计分析允许有效地选择反中微子事件和拒绝背景。为了评估探测器对燃料燃烧循环中燃料同位素组成演化的灵敏度，我们计算了反中微子谱。在1 MeV能量分辨率下，对几个燃料燃烧周期的反中微子谱进行了统计分析，结果表明，该探测器可以测量燃料循环过程中的组分变化。
2016-10-19 physics.ins-det
Antineutrino monitoring for the Iranian heavy water reactor
在本说明中，我们讨论了作为一项不扩散措施对伊朗阿拉克的重水反应堆IR-40进行反中微子监测的可能性。我们证明，位于IR-40反应堆厂房外的地面探测器可以达到，在某些情况下，大大超过原子能机构确定的钚生产或从申报库存转移的核查目标。除了在运行期间监测反应堆外，观察长寿命裂变产物的反中微子排放也可以在反应堆关闭时监测反应堆。反中微子监测也可用于区分燃料浓缩的不同程度。最重要的是，这些能力将不需要完整的反应堆运行历史，并可提供一种手段，在必要时重新建立保障结论中知识的连续性。
2014-03-27 nucl-ex physics.ins-det physics.soc-ph
Prospects for long-range reactor monitoring with gadolinium-loaded water-Cherenkov detectors
反中微子探测器是能够远程监测核反应堆活动的实用、非侵入性工具。在这里，我们探讨的超级神冈水切伦科夫探测器的灵敏度，钆负载后，从一个核反应堆复杂的距离约190公里的反中微子。观察反应堆综合体中两个目前正在运行的堆芯所需的寿命取决于附近其他反应堆的活动，以及对探测效率和本底率的估计。在合理的假设下，我们发现，钆负载的超级神冈可以在50（10）活天95%（50%）的时间内以95%的置信度检测到来自高滨反应堆复合体两个堆芯的反中微子通量，或者在397（73）活天内检测到来自一个堆芯的通量，前提是每个堆芯都以标称功率运行。
2018-04-10 hep-ex hep-ph physics.ins-det
The Radon Monitoring System in Daya Bay Reactor Neutrino Experiment
我们研制了一套高灵敏度、高可靠性的便携式氡浓度自动监测系统（H $^{3}$），用于大亚湾中微子实验地下实验大厅的氡浓度监测。H $^{3}$能够在1小时的除湿空气测量中测量氡浓度，统计误差小于10%。在25 $^{\circ}$ C时为5\%），氡浓度低至50 Bq/m $^{3}$。这是通过使用大型氡子体收集室、具有高能量分辨率的半导体$α$ -粒子探测器、改进的电子设备和软件来实现的。集成的氡监测系统可高度定制，以便在预定时间以不同的运行模式运行，并可远程控制，以从环境空气或反中微子探测器所在的水池中采集氡。氡监测系统自2013年11月以来一直在大亚湾反应堆中微子实验的三个实验大厅运行。
2016-01-19 hep-ex 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
Remote detection of undeclared nuclear reactors using the WATCHMAN detector
对未申报的核反应堆进行远程探测仍然是全球核安全的关键目标之一。为了实现这一目标，WATCHMAN合作提议在距离核反应堆综合体13至25公里处建造一个水基反中微子探测器。来自反应堆的反中微子在探测器的水中通过逆β衰变相互作用产生两个相隔数十毫秒的切伦科夫光锥。利用这种相互作用，WATCHMAN（反中微子切伦科夫监视器）将成为第一个在10公里以外确定反应堆综合体活动/非活动状态的探测器。探测器中使用的水将掺有钆，首次展示掺钆探测器用于反应堆监测的潜力，并将证实该技术用于更大的数千吨中微子实验的潜力。拟议的WATCHMAN设计将是一个千吨级水基探测器，由一个直径16米、高16米的水箱构成，将包括大约3000个光电倍增管。将给出WATCHMAN合作的远程监测目标的概述，并详细描述拟议的探测器。还将详细介绍两个拟议的WATCHMAN站点的概要，并预测预期的反中微子速率和确定每个站点相关反应堆开启和关闭状态之间切换所需的时间。还将简要介绍该项目和今后的合作目标-不扩散目标。
2018-04-01 physics.ins-det
Reactor Antineutrino Signals at Morton and Boulby
增加反中微子探测器能够监测已登记反应堆运行或发现秘密反应堆的距离，可加强《不扩散核武器条约》。本报告介绍了反应堆反中微子相互作用的计算，从准弹性中微子质子散射和弹性中微子电子散射，在水基探测器操作>10公里的商业动力反应堆。它分别计算来自近端反应堆的信号和来自所有其他注册反应堆的背景。主要结果是带电轻子在准弹性和弹性过程中散射的相互作用率和动能分布。比较信号和背景分布评估反应堆监测能力。将结果缩放到不同尺寸、目标介质和间隔距离的探测器是简单的。计算是针对两个商业反应堆（P_th~3 GW）的例子，该反应堆在能够容纳探测器（~1 kT H2O）项目的地下设施附近（L~20 km）运行。这些反应堆-厂址组合是美国伊利湖南岸的佩里-莫顿和英国北海西岸的哈特尔普尔-博尔比。来自近端反应堆的信号在Morton站点比在Boulby站点大约大五倍，这是由于较短的反应堆站点分离距离、较大的反应堆热功率和较大的中微子振荡存活概率。在绝对相互作用速率方面，来自所有其他反应器的背景在Morton比在Boulby更大。然而，莫顿的总比率比博尔比小。此外，哈特尔普尔电厂有两个核心，而佩里电厂有一个核心。因此，博尔比场址提供了在比莫顿场址更严格的条件下进行远程反应堆监测的机会。
2016-11-05 nucl-ex physics.ins-det
Anti-Neutrino Flux from the EdF Hartlepool Nuclear Power Plant
在这篇文章中，我们提出了第一个详细的模拟反中微子排放的先进气冷堆（AGR）的核心，基准输入数据从英国哈特尔普尔反应堆。需要准确描述反应堆堆芯反中微子谱的演变，以评估基于反中微子的防扩散监测概念的性能，包括估计反中微子率和谱对燃料含量和反应堆热功率的敏感性。我们提出的反中微子光谱变化，而特定于AGR，有助于提供洞察其他反应堆设计，使用类似的批量换料方法，如在RBMK，CANDU和其他反应堆中使用的可能的行为。
2023-01-17 physics.ins-det
Directionally Accelerated Detection of an Unknown Second Reactor with Antineutrinos for Mid-Field Nonproliferation Monitoring
在为核不扩散目的监测一个反应堆场址时，附近一个功率大得多的已知反应堆的活动可能掩盖一个未知或隐藏的核反应堆的存在。因此，当通过观测反中微子排放来监测反应堆活动时，必须将已知的背景反应堆通量与正在调查的可能的未知反应堆信号区分开来。为了量化这种歧视，我们找到的信心拒绝（零）假设的一个单一的近端反应堆，利用定向antineutrino信号的存在下，第二个，未知的反应堆。特别是，我们模拟了逆β衰变（IBD）的探测器填充有1千吨的基准质量的钆掺杂的液体闪烁体在矿物油中的响应。我们的基础上的探测器的几何形状的Watchman，即将到来的反中微子监测实验即将部署在英国的博尔比矿的设计和部署将在即将到来的白皮书中详细介绍。从这个模拟，我们构建了一个分析模型的IBD事件分布的情况下，一个$4\mathrm{\ GWt}\pm2\%$反应堆25公里以外的探测器站点，和一个额外的，未知的，35兆瓦的反应堆3至5公里远。自然背景拒绝削减的影响近似。应用该模型，我们预测$3σ$的信心，以检测一个未知的反应堆的存在在五个星期内，在3公里或更近的对峙。对于更远的未知反应堆，$3σ$检测时间显著增加。然而，方向灵敏度的相对重要性也增加了，提供了长达8周的加速，以检测5公里外的未知反应堆。因此，方向敏感的反中微子监测可以加速对未知反应堆的中场探测，否则这些反应堆的运行可能会被附近更强大的反应堆掩盖。
2019-09-10 hep-ex hep-ph physics.app-ph
Will $^{37}$Ar emissions from light water power reactors become an obstacle to its use for nuclear explosion monitoring?
$^{37}$ Ar是补充放射性氙同位素作为地下核爆炸指示剂的有希望的候选者。这项研究评估了其潜在的人为背景所造成的商业压水反应堆的排放。各种$^{37}$ Ar的生产途径，这是从激活$^{36}$ Ar和$^{40}$ Ca，分别导致，被确定和它们的排放量量化。堆芯过程包括：（1）在维修和换料停堆后，重新启动运行并对一次冷却水进行脱气;（2）更换一次冷却水以限制其氚浓度;（3）燃料棒故障后，由UO $_{2}$中的钙杂质产生的$^{37}$ Ar泄漏。生物防护层内的空气和混凝土中的钙的活化是主要的堆芯外生产途径。而从核心过程的排放是短暂的，一个相当恒定的$^{37}$ Ar源项的结果，从它的核心外生产。通用的大气扩散模拟表明，已经在中等距离的发射器，常规反应堆操作所造成的$^{37}$ Ar的浓度远远低于其宇宙背景在空气中。唯一的例外情况是，在一次冷却水脱气系统长时间未运行的情况下，意外重新启动反应堆。这种事件还导致$^{41}$ Ar的高发射，其可用于将其$^{37}$ Ar信号与地下核爆炸区分开。
2020-06-04 physics.ins-det physics.soc-ph
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
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
Online Monitoring of the Osiris Reactor with the Nucifer Neutrino Detector
Nucifer探测器最初是作为一种新的核反应堆监测设备设计的，它已经成功地探测到了第一批中微子。我们提供了第二个最短的基线测量反应堆中微子通量。探测裂变产物衰变链中发射的电子反中微子，结合反应堆堆芯模拟，为评估整个核堆芯的热功率和裂变含量提供了一种新的工具，国际原子能机构（原子能机构）可以利用这种工具来加强民用核反应堆的保障监督。该实验部署在距离法国替代能源和原子能委员会（CEA）萨克雷研究中心运行的紧凑型奥西里斯研究反应堆堆芯（70兆瓦）仅7.2米的地方，也展示了一种非常适合寻找新的短基线振荡的配置。我们报告的第一个结果的Nucifer实验，描述的0.85立方米的探测器远程操作在一个浅的深度相当于12米的水和强烈的背景辐射条件下的性能。根据145（106）天的数据与反应堆开（关），导致估计40760电子反中微子的检测，检测到的反中微子的平均数为281 +- 7（统计）+- 18（系统）电子反中微子/天，与预测的277（23）电子反中微子/天。然而，由于背景太大，无法得出关于轻贫中微子存在的结论性结果。作为第一个社会应用，我们量化了反中微子如何用于钚管理和处置协议。
2016-05-25 hep-ex physics.ins-det
Passive low-energy nuclear recoil detection with color centers
晶体损伤事件，如轨道和点缺陷已被用来记录和检测辐射很长一段时间，最近他们已被提议作为一种手段，暗物质检测。色心可以读出光学和我们提出了一个计划的基础上选择性平面照明显微镜的亚微米成像的大体积对应千克质量检测器。这类探测器将是无源的，并将在室温下工作。我们将这些概念应用于使用相干弹性中微子核散射（CEvNS）的反应堆中微子的检测。晶体损伤形成能量本质上是在25eV的量级上，导致类似的低核反冲阈值。这将使第一次观察反应堆中微子CEvNS与探测器小到10克。此外，对自旋相关的暗物质散射到0.3GeV的暗物质质量的竞争性搜索也是可能的。被动晶体探测器如果用于监测反应堆功率和限制钚的生产，对核不扩散保障也可能具有吸引力。拟议的探测器的被动性质和小足迹意味着，这些探测器可能很适合公认的反应堆保障监督作业。
2021-11-19 hep-ex hep-ph nucl-ex
Neutrino Detectors as Tools for Nuclear Security
40多年来，物理学家一直在考虑中微子探测器在核不扩散、军备控制和裂变材料安全方面的可能用途。中微子是一种有吸引力的裂变信号，因为它们很容易穿过物质。同样的性质使得中微子在核安全应用的实际系统中探测具有挑战性。本次研讨会提出了几个潜在的中微子应用，包括近场监测已知的反应堆，远场监测已知的或未申报的反应堆的发现，反应堆废物流的检测，以及核爆炸的检测的广泛概述。我们的结论是，最近的探测器的进步，近场监测可行。在某些情况下，随着进一步的研究和开发，远场反应堆探测和废物流探测监测是可能的。由于相当大的物理和/或实际限制，在可预见的未来，极远距离反应堆监测和核爆炸探测似乎不可行。
2020-03-25 hep-ex hep-ph nucl-ex
Low-Background Monitoring Cameras for the Daya Bay Antineutrino Detectors
大亚湾反应堆中微子实验的目的是测量中微子混合角θ 13，其精度达到世界领先水平。该实验在距离中国大亚湾的六个反应堆400- 1900米处部署了相同的反中微子探测器。每台探测器都配有两台通用监控摄像机，以确保其安全施工、运输和运行。相机必须满足使用目标，同时满足对放射性、材料兼容性、干扰和可靠性的严格限制。本文介绍了该系统的设计、集成、操作和性能。
2012-06-14 hep-ex physics.ins-det
Evaluating Reactor Antineutrino Signals for WATCHMAN
增加反中微子探测器能够监测已登记反应堆运行或发现秘密反应堆的距离，可加强《不扩散核武器条约》。本文介绍了在距离商用动力堆$\gtrsim10$ km的水基探测器中，由准弹性中微子-质子散射和弹性中微子-电子散射计算反应堆反中微子相互作用的方法。它分别计算来自近端反应堆的信号和来自所有其他注册反应堆的背景。主要结果是从准弹性和弹性过程的微分和积分相互作用率。有两个地下设施能够托管探测器（$\sim1$ kT H $_2$ O）项目，附近（$L\sim20$ km）有一个运行中的商业反应堆（$P_{th}\sim3$ GW）。这些反应堆-厂址组合是正在考虑用于“观察者”项目的，它们是美国伊利湖南岸的佩里-莫顿和英格兰北海西岸的哈特尔普尔-博尔比。在Morton站点，来自近端反应堆的信号速率大约是Boulby站点的5倍，这是由于反应堆站点间隔距离较短、反应堆热功率较大以及中微子振荡存活概率较大。尽管莫顿所有其他反应堆的背景速率都大于博尔比，但莫顿近端反应堆的信号速率比博尔比近端反应堆的小。此外，哈特尔普尔电厂有两个核心，而佩里电厂有一个核心。因此，博尔比场址提供了在比莫顿场址更严格的条件下远程监测反应堆堆芯开/关循环的机会。
2017-02-17 nucl-ex physics.ins-det
Nuclear Data to Reduce Uncertainties in Reactor Antineutrino Measurements: Summary Report of the Workshop on Nuclear Data for Reactor Antineutrino Measurements (WoNDRAM)
核反应堆中裂变碎片衰变产生的大量反中微子为研究这些粒子的性质和研究它们在反应堆监测中的用途提供了机会。反应堆的反中微子谱是用专门的大面积探测器测量的，这些探测器通过反β衰变、电子弹性散射或相干弹性中微子核散射来探测反中微子;尽管反β衰变是迄今为止唯一被证明的方法。反应堆监测利用铀和钚裂变产生的反中微子产额和光谱的差异，提供了估计反应堆中裂变材料成分的机会。最近的实验表明，测量和计算的反中微子通量和光谱之间的偏差，表明存在尚未发现的中微子物理，在反应堆源项计算的不确定性，不正确的核数据，或所有三个的组合。为了解决影响反中微子能谱计算和测量的核数据问题，一个由反中微子物理学、反应堆分析、探测器开发和核数据方面的180多名专家组成的国际小组在反应堆反中微子测量核数据讲习班期间聚集一堂，讨论核数据需求，并就一系列建议的核数据改进优先事项达成一致。三个专题会议提供了一个论坛，让与会者就最重要的数据改进达成共识，以实现两个目标：1）了解反应堆异常; 2）提高使用反中微子监测反应堆的能力。本报告总结了研讨会的讨论结果和减少反应堆反中微子测量不确定性的核数据工作建议。
2022-02-16 nucl-ex physics.ins-det
Uncertainties analysis of fission fraction for reactor antineutrino experiments
反应堆反中微子实验用于研究中微子振荡，寻找非标准中微子相互作用的特征信号，以及监测反应堆的安全运行。反应堆模拟是反应堆中微子实验不确定性的重要来源。大亚湾中微子实验中裂变分数的计算采用了商用程序进行反应堆模拟，但由于商业机密，源程序不对研究人员开放。本文对DRAGON程序进行了改进，使之能够计算裂变中最重要的四种同位素$^{235}$ U、$^{238}$ U、$^{239}$ Pu和$^{241}$ Pu的裂变率，并在Takahama-3基准上进行了验证。裂变分数的结果与麻省理工学院的结果一致。利用改进后的DRAGON程序对大亚湾核电站堆芯裂变分率进行了计算，计算结果与SCIENCE程序的计算结果吻合较好。四种同位素的平均偏差均小于5%.利用DRAGON计算了$^{235}$ U、$^{238}$ U、$^{239}$ Pu和$^{241}$ Pu之间的相关系数矩阵，并利用相关系数矩阵计算了裂变分数对反中微子通量的不确定度。对大亚湾核电站反中微子实验，裂变分数模拟计算的反中微子通量的不确定度为0.6%/堆芯。裂变分数计算的不确定性来源有待于进一步研究。
2015-03-17 nucl-ex physics.ins-det
Enhancing Angular Sensitivity of Segmented Antineutrino Detectors for Reactor Monitoring
University of Hawai’i at Mānoa（夏威夷大学马诺阿分校）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）
提出一种基于矩阵距离度量的方向性算法，通过优化分段尺度提高反中微子探测器的角度灵敏度，并验证其在低计数条件下的有效性。
2026-07-01 hep-ex physics.ins-det
Neutrino-based safeguards of CANDU spent fuel using superconducting detectors and the CE$ν$NS interaction
本文评估基于过渡边缘超导体和 CE$ν$NS 的中微子探测器监测 CANDU 乏燃料，发现可探测 CANSTOR 约5%燃料移除，但 Pickering 的 DSC 受反应堆中微子本底限制不可行。
2023-12-06 physics.app-ph physics.ins-det
DANSS: Detector of the reactor AntiNeutrino based on Solid Scintillator
DANSS项目旨在创建一个相对紧凑的中微子光谱仪，该光谱仪不包含任何易燃或其他危险液体，因此可能非常接近工业动力反应堆的核心。因此，预计高中微子通量将在灵敏体积为1 m $^3$的探测器中每天提供约15，000次IBD相互作用。塑料闪烁体的高度分割将允许将背景抑制到1%的水平。在Kalinin NPP的3 GW $_{th}$反应堆下使用简化的试验原型DANSSino进行的大量试验证明了所选设计的可操作性。被复合屏蔽包围的DANSS探测器可以通过特殊的起重装置移动，在10 m到12 m的范围内改变与反应堆堆芯的距离。由于这一特性，它不仅可以用于反应堆监测，而且还可以用于基础研究，包括短程中微子振荡到无菌状态。假设一年的测量，预计对振荡参数的灵敏度达到约0.005的水平，其中$sin^2(2θ)$ eV $^2$。
2016-10-11 physics.ins-det
Remote Reactor Ranging via Antineutrino Oscillations
本文研究利用反中微子能谱信息对核反应堆进行远程测距，提出两种互补分析方法，并在英国Boulby矿探测器及英法六座反应堆场景中验证了其测距潜力，同时指出探测器设计是主要限制因素。
2024-10-01 hep-ex physics.ins-det
Determining Reactor Flux from Xenon-136 and Cesium-135 in Spent Fuel
如果能够从乏燃料或扣押的裂变材料推断出反应堆的通量，将大大加强核鉴识和核不扩散的工具。我们表明，反应堆通量可以推断出的比例氙-136氙-134和铯-135铯-137。如果反应堆的平均通量是已知的，那么从乏燃料的测量中推断出的通量可以帮助确定乏燃料是作为包层还是靠近反应堆的中平面装载的。铯比率还提供了关于燃料辐照期间反应堆关闭的信息，这对于通过与卫星反应堆热量监测数据进行比较来确定所涉反应堆可能很有价值。我们推导出这些相关性的解析表达式，并将它们与实验数据和详细的反应堆燃烧模拟进行比较。原始铀燃料的浓缩对相关性的影响高达3%，但仅在高通量下。
2012-05-30 nucl-ex nucl-th physics.ins-det
Theory of fission detector signals in reactor measurements - detailed calculations
坎贝尔定理将裂变室电流的方差（一个“滤波泊松过程”）与探测事件的强度和探测器脉冲形状联系起来，当产生裂变室电流的中子不是独立的时，坎贝尔定理就失效了。本文作者[1]最近提出了一种计算次临界倍增系统中子探测时探测器电流方差的方法。在本文中，以前的形式主义，只占提示中子，一般也考虑缓发中子。通过使用与先前工作中相同的简单但现实的探测器模型来执行探测器电流的严格概率分析。本分析的结果使得有可能确定传统的坎贝尔技术的偏见定性和定量。结果表明，该方差与探测强度仍成正比，适用于平均通量的监测，但方差与探测强度之间的校准因子是探测器脉冲形状和系统亚临界反应性的函数，对临界系统偏离。
2015-08-22 physics.ins-det
Exclusion and Verification of Remote Nuclear Reactors with a 1-Kiloton Gd-Doped Water Detector
迄今为止，为证明不扩散能力而建立的反中微子实验通常使用有机稀释剂，尽可能靠近堆芯-通常相距几米到几十米，规模不超过几吨。这种方法的一个问题是靠近反应堆堆芯需要主机设施的容纳。水切伦科夫探测器位于厂外，距离几公里或更远，可以促进非侵入性监测和核查大面积的反应堆活动。随着间隔距离的增加，探测器目标质量必须相应地缩放。这篇文章量化了千吨级掺钆水切伦科夫探测器在多大程度上可以排除在指定距离内未申报的反应堆的存在，并在申报的反应堆存在的情况下远程检测隐藏的反应堆的存在，通过使用Feldman-Chelcins的可能性分析验证操作功率和间隔距离。1千吨级（基准）水切伦科夫探测器可以在一年内排除高达数十公里的千兆瓦级核反应堆。当试图确定反应堆的具体范围和功率时，探测器的能量分辨率不足以在两者之间进行划分。
2022-10-17 physics.app-ph physics.ins-det
A plastic scintillator array for reactor based anti-neutrino studies
印度反应堆反中微子闪烁体矩阵（ISMRAN）是一个塑料闪烁体阵列（10 $\times$ 10），正在建造中，用于反应堆监测应用的电子反中微子（$\overline\nuup_{e}$）探测。为了研究反应堆和非反应堆环境下的探测器响应、本底率和事件特性，建立了由16个ISMRAN的$\%$组成的小型ISMRAN原型探测器。基于波形数字化仪的数据采集系统用于脉冲处理和事件触发。利用GEANT 4进行基于蒙特卡罗的模拟，以优化铅（Pb）和硼化聚乙烯（BP）屏蔽的背景降低，并研究正电子，中子和$γ$ -射线响应的ISMRAN探测器。对具有已知放射源的塑料闪烁体探测器进行表征，以进行能量、定时和位置测量。利用能量求和和棒多重数选择，在非反应堆环境下重建了$\mathrm{{}^{60}Co}$衰变的符合事例。在反应器ON和OFF条件下，对使用各种检测器的背景测量结果进行量化。10 cm Pb和10 cm BP的屏蔽以及在多个棒中命中的要求，减少了反应堆开启条件下的不相关背景。
2018-12-06 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
Implementation of a Low-Temperature Monitoring and Alarm System for the Taishan Neutrino Experiment
Wuyi University（五邑大学）；Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；Sun Yat-sen University（中山大学）；Zhengzhou University（郑州大学）
本文提出了一种用于Taishan反中微子观测站的低温度监控与报警系统，旨在通过实时监测液态闪烁体温度，确保实验数据采集的准确性与安全运行，同时提高中微子质量顺序测量的灵敏度。
2026-05-16 hep-ex physics.ins-det
Reactivity monitoring using the area method for the subcritic al VENUS-F core within the framework of the FREYA Project
加速器驱动系统（ADS）可用于焚烧次要锕系元素，因此部分有助于解决核废物管理问题。ADS由一个次临界快堆和一个粒子加速器通过一个重物质溅射靶耦合组成。在线反应性监测是一个严重的问题，这样的ADS的安全。为了研究这种监测的方法，在FP 6-IP-EUROTRANS方案的框架内，在几内亚设施进行了零功率实验。这些实验已经在FREYA FP 7项目中完成。GUINEVERE设施位于Mol（比利时）的SCK-CEN工厂。它将VENUS-F次临界快核与GENEPI-3C加速器耦合。后者提供一束氘，通过氚化靶上的聚变反应转化为14 MeV的中子。本文介绍了ADS在线反应性监测的研究方法之一，必须在FREYA项目的程序中进行验证。它描述了当脉冲中子源实验使用所谓的面积法进行分析时所获得的结果，以估计VENUS-F反应堆的几个次临界配置的反应性，keff= 0.96左右。首先介绍了几内亚的设施。然后，一般的考虑后，面积法，它的应用于测量的中子粒子数时间减少谱脉冲后，由几个裂变室分布在整个反应堆的结果进行了讨论。最后提取的反应性值进行比较，使用修改的源乘法（MSM）方法获得的静态反应性值。
2013-06-05 nucl-ex physics.ins-det
Robust State Estimation from Partial Out-Core Measurements with Shallow Recurrent Decoder for Nuclear Reactors
本文提出采用 SHRED 架构，仅依靠三个堆芯外中子通量时序测量，重构熔盐快堆20个耦合场变量并量化不确定性，为反应堆数字孪生监测与控制提供低成本实时状态估计。
2024-09-19 cs.NA math.NA physics.comp-ph
Results from ON-OFF analysis of the Neutrinos-Angra detector
本文报告了位于巴西Angra核电站的水基切伦科夫反中微子探测器的ON-OFF分析结果，证明其可通过逆贝塔衰变可靠监测反应堆运行，为IAEA防扩散保障提供新技术。
2024-08-07 hep-ex physics.ins-det
Muon Imaging of Hydrotreatment Reactors
Universidad Industrial de Santander（桑坦德工业大学）；Universidad Simón Bolivar（西蒙玻利瓦尔大学）；EcoNuclear S.A.S.；Universidad de Los Andes（洛斯安第斯大学）
本研究提出了一种用于氢化处理反应器的μ子成像系统，通过模拟验证其在检测催化剂床密度对比和工业监控中的应用潜力。
2025-04-23 physics.app-ph physics.ins-det
Background Studies for the MINER Coherent Neutrino Scattering Reactor Experiment
拟议中的米切尔研究所反应堆中微子实验（MINER）实验将在德克萨斯A&M大学核科学中心使用低阈值，低温锗和硅探测器在1 MW TRIGA核反应堆堆芯附近（约2米）搜索相干弹性中微子核散射。考虑到散射过程的标准模型截面和拟议的实验接近反应堆，预计多达5至20个事件/kg/天。我们讨论了初步测量的状态，以表征拟议的实验的主要背景。在实验现场的原位测量和模拟使用MCNP和GEANT 4代码进行说明。简要讨论了在数据采集过程中监测背景的策略。
2016-09-07 hep-ex physics.ins-det
CMOS Image Sensors for CEvNS Detection at Nuclear Reactors
University of Chicago（芝加哥大学）；Universidad de Buenos Aires, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales（布宜诺斯艾利斯大学理学院）；CONICET, Universidad de Buenos Aires, Instituto de Física de Buenos Aires (IFIBA)（阿根廷国家科学研究委员会，布宜诺斯艾利斯大学，布宜诺斯艾利斯物理研究所）；CONICET, Instituto de Física Enrique Gaviola (IFEG), Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) and Universidad Nacional de Córdoba（阿根廷国家科学研究委员会，恩里克·加维奥拉物理研究所，国家原子能委员会和科尔多瓦国立大学）
本研究提出用于反应堆CEvNS探测的CMOS图像传感器，结合主动屏蔽与分析模型，不同性能参数下可在7至50天内于反应堆16米处探测到CEvNS，为相关实验提供有前景的技术平台。
2026-08-11 hep-ex physics.ins-det
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
Current Status and Prospects of Neutron Detection and Neutron/Gamma Discrimination Technologies in Fusion Applications
College of Nuclear Technology and Automation Engineering, Chengdu University of Technology（成都理工大学核技术与自动化工程学院）；Engineering & Technical College of Chengdu University of Technology, Southwestern Institute of Physics（成都理工大学工程与技术学院，西南物理研究院）；School of Data Science and Artificial Intelligence, Wenzhou University of Technology（温州理工学院数据科学与人工智能学院）；Artificial Intelligence Key Laboratory of Sichuan Province, Sichuan University of Science and Engineering（四川省重点实验室（人工智能），四川轻化工大学）
本文综述聚变应用中子探测与中子/伽马甄别技术现状，分析多种探测方法优劣，指出无单一探测器适用所有任务，未来将发展高性能、智能甄别与多探测器协同方案。
2026-09-24 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
Characterization of GS20 and CLYC Detectors for Neutron Resonance Transmission Analysis in High Radiation Environments
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）
本文比较了GS20和CLYC两种探测器在高辐射环境下进行中子共振传输分析（NRTA）的性能，发现CLYC在高辐射环境下具有更精确的测量能力，适合用于钍基核 safeguards 中识别和量化233U。
2026-04-06 nucl-ex physics.ins-det physics.soc-ph
Burnup Measurement using Bent Crystal Diffraction Spectrometers for Pebble Bed Reactors
Nuclear Engineering Department, University of California Berkeley（加州大学伯克利分校核工程系）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
针对球床反应堆卸料球高活度导致传统HPGe伽马能谱法测量困难的问题，本研究采用弯晶衍射光谱仪过滤伽马谱并分离关键峰，结合机器学习模型实现燃耗预测$R^2$达0.995，不同BCD配置对特定同位素测量性能最优。
2025-11-11 nucl-ex physics.ins-det
Cosmic ray muon computed tomography of spent nuclear fuel in dry storage casks
利用宇宙射线μ子散射的射线照相术已被证明是通过重屏蔽对核材料进行成像的成功方法。特别令人感兴趣的是监测干储存桶，以防止乏反应堆燃料中所含钚的转移。使用μ子跟踪探测器，围绕一个圆柱形的木桶，宇宙射线μ子散射可以同时测量从所有的方位角，给出完整的层析覆盖的木桶内部。本文介绍了第一次应用过滤反投影算法，通常用于医学成像，宇宙射线μ子成像。通过GEANT4模拟研究了监测干贮存桶中乏核燃料的具体应用。在一个典型的乏燃料桶周围放置一个圆柱形μ介子跟踪探测器，可以在不到两天的暴露时间内以高置信度确认桶中的内容。通过移动较小的检测器以从多个角度观察桶，可以获得类似的结果。
2016-04-29 physics.ins-det
Scalability of gadolinium-doped-water Cherenkov detectors for nuclear nonproliferation
反中微子是裂变过程中不可避免的副产品。千吨级的KamLAND实验已经证明了在几百公里范围内探测反应堆反中微子的能力。但是，要探测或排除几公里范围内单个小型反应堆的存在，需要一个大型探测器。实际上如此之大，以至于检测介质本身的光学不透明度成为一个重要因素。如果探测器太大，以至于光子不能穿过探测器介质到达光学探测器，那么它就变得不切实际。出于这个原因，钆掺杂水切伦科夫探测器已被提出用于大容量，由于其吸引人的光衰减特性。尽管切伦科夫辐射产生的光子不多，能量分辨率也不高，但掺钆水探测器在核反应堆远场监测中仍有一定的应用前景。在本文中，我们专注于反应堆的发现潜力的大体积掺钆水切伦科夫探测器的核不扩散应用。现实的背景模型，全球范围内的反应堆通量，地球中微子，宇宙成因快中子，探测器相关的背景。我们计算的检测器运行时间需要检测一个小的50兆瓦的反应堆在各种各样的距离作为检测器的大小的函数。我们强调，目前，PMT暗率和事件重建算法的限制因素，扩展到超过50-kt的基准质量。
2022-08-17 hep-ex physics.app-ph physics.ins-det
Neutrino-based tools for nuclear verification and diplomacy in North Korea
我们提出了基于中微子的方案，以核实朝鲜宁边核研究中心的核反应堆是否已停止运行，或者它们是否以商定的方式运行，从而排除了武器生产。中微子探测器可能是传统核查协议的一个相互同意的补充，因为它们不需要进入反应堆建筑物内部，可以合作安装，并提供持久和具体的观测。在宁边，中微子探测器可以被动地验证反应堆关闭或监测功率水平和钚含量，所有这些都是在反应堆建筑物外进行的。这里提出的监测方案建立在基础粒子物理学最近取得的成功基础上。经过专门的设计研究，这些工具可以在一年内以合理的成本部署。在朝鲜，合作部署中微子探测器可以帮助将有限数量的科学家和工程师从军事应用转向国际社会的和平技术工作。与韩国的科学合作机会尤其强劲。我们鼓励政策制定者在促进朝鲜半岛稳定和安全的更广泛行动计划中考虑合作中微子项目。
2019-07-25 physics.ins-det physics.soc-ph
Directional Response of Several Geometries for Reactor-Neutrino Detectors
本研究通过模拟六种吨级低能电子反中微子探测器设计，比较其反β衰变探测及反中微子源方向分辨能力，发现最优方案角分辨率达几度级（优于现有水平至少两倍），可用于反应堆监测与核不扩散。
2024-02-02 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
Estimating the detection of antineutrinos in the future Brazilian neutron source
本研究探讨将巴西多用途反应堆（RMB）用作反中微子源的可行性，提出依托其每日3500个反中微子的产出开展β与逆β反应、中微子振荡及θ₁₃参数测定等实验，同时可支持IAEA核燃料监测，并分析了相关技术局限。
2024-05-13 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Global Antineutrino Modeling for a Web Application
反中微子从核反应堆核心内迅速衰变的裂变产物和地球岩石层内长期存在的天然放射性中自由流动。这些全球反中微子产生可检测的信号，在大超清体积的水或烃类目标液体，这是由面向内的光电倍增管。探测到的反中微子提供了关于其隐蔽来源和中微子本身基本性质的信息。本文介绍了输入的数据，公式，并从计算中得到的绘图，其中，除了随时间变化的反应速率和能谱，模型的反中微子的方向从国际原子能机构注册的核电反应堆和中微子的$^8$ B衰变在太阳。该模型包括估计的稳态反应速率和能量谱的反中微子从地壳和地幔的地球。结果可用于地球表面附近的任何位置，包括自由质子上的准弹性散射和原子电子上的弹性散射。本文比较了两个地下位置，在英国的博尔比矿和莫顿盐矿在美国的模型结果。运行中的核能反应堆距离这些地雷大约$20$公里，使它们成为能够识别、监测和定位远程核活动的反中微子探测器的候选地点。该模型在https：//geoneutrinos.org/reactors/的网络应用程序中实现，为输入数据和公式提供参考，以及任何中微子源相对于作为背景的其他源的速率的重要性的交互式计算器。
2021-01-13 nucl-ex physics.ins-det
Industrial Applications of Neutrinos
本文综述中微子在地质、通信、核设施监测和核试验追踪等领域的现有工业用途，并展望太阳系通信与天体地质层析成像等未来方向。
2025-03-05 physics.geo-ph physics.ins-det physics.pop-ph
