YAP:Ce 闪烁体作为绝对超冷中子探测器
仪器与探测器
2024-05-07 v1 核实验
摘要
即将在洛斯阿拉莫斯国家实验室进行的 UCNProBe 实验将测量自由中子的 β 衰变率，其系统误差与以往基于束流的中子寿命实验不同。我们开发了一种新型的涂有 10B 的 YAP:Ce 闪烁体，并在此介绍其特性。YAP:Ce 闪烁体的优势在于其高费米势，这降低了超冷中子上散射的概率，以及其短衰减时间，这在高计数率下很重要。测得 YAP:Ce 的 Birks 系数为 (5.56+0.05-0.30)×10-4 cm/MeV，120 nm 的 10B 涂层导致的光损失约为 60%。YAP:Ce 因透过氘代聚苯乙烯闪烁体传输而造成的光损失约为 50%。对在 10B 涂层上被捕获的中子进行计数的效率为 (86.82 ± 2.61)%。使用超冷中子进行的测量表明，与 ZnS 屏相比，YAP:Ce 晶体计数的超冷中子数多出 8% 到 28%。这可能是由于粗糙表面上 10B 涂层不均匀所致。
引用
@article{arxiv.2405.02309,
title = {YAP:Ce scintillator as an absolute ultracold neutron detector},
author = {M. Krivoš and Z. Tang and N. Floyd and C. L. Morris and M. Blatnik and C. Cude-Woods and S. M. Clayton and A. T. Holley and T. M. Ito and C. -Y. Liu and M. Makela and I. F. Martinez and A. S. C. Navazo and C. M. O'Shaughnessy and E. L. Renner and R. W. Pattie and A. R. Young},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.02309},
year = {2024}
}