Simulation of the background from $$^{13}$$C$$(\alpha ,\,n)^{16}$$O reaction in the JUNO scintillator
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Large-scale organic liquid scintillator detectors are highly efficient in the detection of MeV-scale electron antineutrinos. These signal events can be detected through inverse beta decay on protons, which produce a positron accompanied by a neutron. A noteworthy background for antineutrinos coming from nuclear power reactors and from the depths of the Earth (geoneutrinos) is generated by ( $$\alpha ,\,n$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>α</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mspace/> <mml:mi>n</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> ) reactions. In organic liquid scintillator detectors, $$\alpha $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mi>α</mml:mi> </mml:math> particles emitted from intrinsic contaminants such as $$^{238}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mmultiscripts> <mml:mrow/> <mml:mrow/> <mml:mn>238</mml:mn> </mml:mmultiscripts> </mml:math> U, $$^{232}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mmultiscripts> <mml:mrow/> <mml:mrow/> <mml:mn>232</mml:mn> </mml:mmultiscripts> </mml:math> Th, and $$^{210}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mmultiscripts> <mml:mrow/> <mml:mrow/> <mml:mn>210</mml:mn> </mml:mmultiscripts> </mml:math> Pb/ $$^{210}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mmultiscripts> <mml:mrow/> <mml:mrow/> <mml:mn>210</mml:mn> </mml:mmultiscripts> </mml:math> Po, can be captured on $$^{13}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mmultiscripts> <mml:mrow/> <mml:mrow/> <mml:mn>13</mml:mn> </mml:mmultiscripts> </mml:math> C nuclei, followed by the emission of a MeV-scale neutron. Three distinct interaction mechanisms can produce prompt energy depositions preceding the delayed neutron capture, leading to a pair of events correlated in space and time within the detector. Thus, ( $$\alpha ,\,n$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>α</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mspace/> <mml:mi>n</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> ) reactions represent an indistinguishable background in liquid scintillator-based antineutrino detectors, where their expected rate and energy spectrum are typically evaluated via Monte Carlo simulations. This work presents results from the open-source SaG4n software, used to calculate the expected energy depositions from the neutron and any associated de-excitation products. Also simulated is a detailed detector response to these interactions, using a dedicated Geant4-based simulation software from the JUNO experiment. An expected measurable $$^{13}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mmultiscripts> <mml:mrow/> <mml:mrow/> <mml:mn>13</mml:mn> </mml:mmultiscripts> </mml:math> C $$(\alpha ,\,n)^{16}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>α</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mspace/> <mml:mi>n</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mn>16</mml:mn> </mml:msup> </mml:math> O event rate and reconstructed prompt energy spectrum with associated uncertainties, are presented in the context of JUNO, however, the methods and results are applicable and relevant to other organic liquid scintillator neutrino detectors.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».