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用于核反应堆 CEvNS 探测的 CMOS 图像传感器

仪器与探测器 2026-08-07 v1 高能物理 - 实验
作者: Santiago Ezequiel Perez , Dario Rodrigues , Miguel Sofo-Haro
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摘要

在这项工作中，我们介绍了用于反应堆中微子实验的互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器（CIS），这些实验旨在探测相干弹性中微子-原子核散射（CEvNS）。我们开发了一种主动屏蔽策略来减少物理本底，并建立了一个解析模型来描述在给定帧率（fps）下暗电流和读出噪声等固有探测器本底的影响。假设保守的 100 DRU 本底，以及一个可行的基于 CIS 的探测器，具有约 100 克灵敏硅质量、1e−e^- 读出噪声和 200fps 帧率，它可以在距离 3.6 GW 热功率反应堆堆芯 16 米处，在不到 50 天内探测到 CEvNS。将探测器性能提高到 0.2e−e^- 读出噪声和 1000fps，可将探测时间大幅缩短至约 7 天。这些结果确立了 CIS 技术作为反应堆监测和精密中微子测量的一个有前景的平台，其中具有并行和非破坏性读出的厚 CMOS 传感器成为下一代 CEvNS 实验中特别有吸引力的候选方案。

关键词

CMOS 图像传感器 CEvNS 反应堆中微子 相干弹性中微子-原子核散射 暗电流 读出噪声 主动屏蔽

引用

@article{arxiv.2608.07676,
  title  = {CMOS Image Sensors for CEvNS Detection at Nuclear Reactors},
  author = {Santiago Ezequiel Perez and Dario Rodrigues and Miguel Sofo-Haro},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2608.07676},
  year   = {2026}
}