Detector optimization to reduce the cosmogenic neutron backgrounds in the TAO experiment
Detector optimization to reduce the cosmogenic neutron backgrounds in the TAO experiment
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探测器优化以减少 TAO 实验中的宇宙中子背景
DOI：
10.1088/1748-0221/17/09/p09024
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发表时间：
2022-06
影响因子：
1.3
通讯作者：
Liang Zhan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ruhui Li;Guofu Cao;Jun Cao;Yichen Li;Yifang Wang;Zhimin Wang;Liang Zhan
摘要。浅覆盖层的短基线反应堆反中微子实验通常具有较大的宇宙源中子背景。泰山反中微子天文台（TAO）是一个吨级的液体闪烁探测器，位于距泰山核电站核心约30米的地方。它将以高精度、高能量分辨率测量反应堆反中微子谱，为JUNO等反应堆反中微子实验提供参考谱，并为核数据库测试提供基准测量。背景是TAO的关键问题之一，因为覆盖层只有10米的水当量。宇宙起源中子背景估计为信号[1]的~ 10%。通过详细的蒙特卡罗模拟，我们提出了几种降低中子背景的措施，包括在缓冲液中掺杂钆，在底部铅屏蔽层上增加聚乙烯层，以及优化否决策略。通过这些改进，中子背景信号比可以降低到~ 2%，并且可以通过脉冲形状识别进一步抑制。
Abstract. Short-baseline reactor antineutrino experiments with shallow overburden usually have large cosmogenic neutron backgrounds. The Taishan Antineutrino Observatory (TAO) is a ton-level liquid scintillator detector located at about 30 m from a core of the Taishan Nuclear Power Plant. It will measure the reactor antineutrino spectrum with high precision and high energy resolution to provide a reference spectrum for JUNO and other reactor antineutrino experiments, and provide a benchmark measurement to test nuclear databases. Background is one of the critical concerns of TAO since the overburden is just 10meter-water-equivalent. The cosmogenic neutron background was estimated to be ∼10% of signals[1]. With detailed Monte Carlo simulations, we propose several measures in this work to reduce the neutron backgrounds, including doping Gadolinium in the buffer liquid, adding a polyethylene layer above the bottom lead shield, and optimization of the veto strategy. With these improvements, the neutron background-to-signal ratio can be reduced to ∼2%, and might be further suppressed with pulse shape discrimination.
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DOI：
10.1063/1.4826754
发表时间：
2013-11
期刊：
ArXiv
影响因子：
--
作者：
J. Ling
通讯作者：
J. Ling
影响因子：
8.6
作者：
An, F. P.;Bai, J. Z.;Zou, J. H.
通讯作者：
Zou, J. H.
DOI：
--
发表时间：
2015-08
期刊：
arXiv: Instrumentation and Detectors
影响因子：
--
作者：
T. Adam;F. An;G. An;Q. An;N. Anfimov;V. Antonelli;G. Baccolo;M. Baldoncini;E. Baussan;
通讯作者：
T. Adam;F. An;G. An;Q. An;N. Anfimov;V. Antonelli;G. Baccolo;M. Baldoncini;E. Baussan;
影响因子：
5
作者：
A. Serebrov;R. Samoilov;V. Ivochkin;A. Fomin;V. Zinoviev;P. Neustroev;V. Golovtsov;S. Volkov;A. Chernyj;O. Zherebtsov;M. Chaikovskii;A. Petelin;A. Izhutov;A. Tuzov;S. Sazontov;M. Gromov;V. Afanasiev;M. Zaytsev;A. Gerasimov;V. Fedorov
通讯作者：
A. Serebrov;R. Samoilov;V. Ivochkin;A. Fomin;V. Zinoviev;P. Neustroev;V. Golovtsov;S. Volkov;A. Chernyj;O. Zherebtsov;M. Chaikovskii;A. Petelin;A. Izhutov;A. Tuzov;S. Sazontov;M. Gromov;V. Afanasiev;M. Zaytsev;A. Gerasimov;V. Fedorov
影响因子：
56.9
作者：
COWAN, CL;REINES, F;MCGUIRE, AD
通讯作者：
MCGUIRE, AD