掺氙液氩闪烁体的脉冲形状甄别与能量分辨率

液氩闪烁探测器已用于基础物理实验，并正被考虑用于安防应用。先前的研究表明，添加少量氙掺杂剂可改善光产额或信号产额、能量分辨率以及粒子甄别性能。在本研究中，我们分 6 个步骤调查了重量浓度从 9 +/- 5 ppm 到 1100 +/- 500 ppm 的氙掺杂剂浓度下的探测器响应。该 3.14 升探测器使用四苯基丁二烯 (TPB) 波长移位剂和双光电倍增管，并在单相模式下运行。掺入掺杂剂后，伽马射线相互作用信号产额从 4.0 +/- 0.1 光电子/keV 提高到了 5.0 +/- 0.1 光电子/keV。662 keV 处的能量分辨率从 (4.4 +/- 0.2)% ({\sigma}) 改善到了 (3.5 +/- 0.2)% ({\sigma})。脉冲形状甄别性能在首次添加掺杂剂时显著下降，随着后续添加略有改善，然后在掺杂范围的末端迅速提升，在测试的最高掺杂浓度下性能略优于纯氩。观察到随着掺杂浓度增加，中子闪烁效率降低的一些证据。最后，讨论了 TPB 区域之外的波形形状，表明氙产生的光对波形的贡献主要位于慢成分的最后一部分。