CLYC中质子鉴别用于快速中子光谱

Cs$_2$LiYCl$_6$:Ce(CLYC)黄石石是以其对快速中子和热中子以及良好$\gamma$射线能量分辨率的响应而著名。虽然已识别出$^{35}$Cl($n,p$)反应作为CLYC-based快速中子光谱的潜在方法，但在缺乏时间-of-flight(TOF)的情况下，先前的将CLYC功能化为快速中子光谱仪的尝试因无法分离出质子相互作用与$^{6}$Li($n,\alpha$)和$^{35}$Cl($n,\alpha$)信号而受阻。本工作引入了一种新的方法，用于CLYC中粒子鉴别，以实现裂变中子光谱。该方法采用多栅格电荷积分算法，可在质子与更重带电粒子之间提供卓越的分离。使用$^{252}$Cf源、一个EJ-309有机液体荧光指示剂阵列以及一个配备快速电子学的$^6$Li富集CLYC荧光体收集中子TOF数据。构建与不同反应通道对应的模态波形，揭示了质子和更重带电粒子在超快速、快速和中间时间尺度上的脉冲特征存在显著差异。这些发现指导了脉冲形状鉴别算法的设计，该算法使用TOF数据进行验证。该研究还提出了一种迭代减法方法来缓解质子和更重带电粒子脉冲高度谱中来自干扰性反应通道的贡献，为CLYC-based快速中子和$\gamma$射线光谱打开了大门，同时保持对热中子捕获信号的灵敏度。