Abstract
To maximize the light yield of the liquid scintillator (LS) for the Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO), a 20 t LS sample was produced in a pilot plant at Daya Bay. The optical properties of the new LS in various compositions were studied by replacing the gadolinium-loaded LS in one antineutrino detector. The concentrations of the fluor, PPO, and the wavelength shifter, bis-MSB, were increased in 12 steps from 0.5 g/L and <0.01 mg/L to 4 g/L and 13 mg/L, respectively. The numbers of total detected photoelectrons suggest that, with the optically purified solvent, the bis-MSB concentration does not need to be more than 4 mg/L. To bridge the one order of magnitude in the detector size difference between Daya Bay and JUNO, the Daya Bay data were used to tune the parameters of a newly developed optical model. Then, the model and tuned parameters were used in the JUNO simulation. This enabled to determine the optimal composition for the JUNO LS: purified solvent LAB with 2.5 g/L PPO, and 1 to 4 mg/L bis-MSB.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | 164823 |
| Journal | Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment |
| Volume | 988 |
| DOIs | |
| State | Published - 1 Feb 2021 |
Keywords
- Light yield
- Liquid scintillator
- Neutrino
Fingerprint
Dive into the research topics of 'Optimization of the JUNO liquid scintillator composition using a Daya Bay antineutrino detector'. Together they form a unique fingerprint.Cite this
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In: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Vol. 988, 164823, 01.02.2021.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
TY - JOUR
T1 - Optimization of the JUNO liquid scintillator composition using a Daya Bay antineutrino detector
AU - Abusleme, A.
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N1 - Publisher Copyright: © 2020 Elsevier B.V.
PY - 2021/2/1
Y1 - 2021/2/1
N2 - To maximize the light yield of the liquid scintillator (LS) for the Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO), a 20 t LS sample was produced in a pilot plant at Daya Bay. The optical properties of the new LS in various compositions were studied by replacing the gadolinium-loaded LS in one antineutrino detector. The concentrations of the fluor, PPO, and the wavelength shifter, bis-MSB, were increased in 12 steps from 0.5 g/L and <0.01 mg/L to 4 g/L and 13 mg/L, respectively. The numbers of total detected photoelectrons suggest that, with the optically purified solvent, the bis-MSB concentration does not need to be more than 4 mg/L. To bridge the one order of magnitude in the detector size difference between Daya Bay and JUNO, the Daya Bay data were used to tune the parameters of a newly developed optical model. Then, the model and tuned parameters were used in the JUNO simulation. This enabled to determine the optimal composition for the JUNO LS: purified solvent LAB with 2.5 g/L PPO, and 1 to 4 mg/L bis-MSB.
AB - To maximize the light yield of the liquid scintillator (LS) for the Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO), a 20 t LS sample was produced in a pilot plant at Daya Bay. The optical properties of the new LS in various compositions were studied by replacing the gadolinium-loaded LS in one antineutrino detector. The concentrations of the fluor, PPO, and the wavelength shifter, bis-MSB, were increased in 12 steps from 0.5 g/L and <0.01 mg/L to 4 g/L and 13 mg/L, respectively. The numbers of total detected photoelectrons suggest that, with the optically purified solvent, the bis-MSB concentration does not need to be more than 4 mg/L. To bridge the one order of magnitude in the detector size difference between Daya Bay and JUNO, the Daya Bay data were used to tune the parameters of a newly developed optical model. Then, the model and tuned parameters were used in the JUNO simulation. This enabled to determine the optimal composition for the JUNO LS: purified solvent LAB with 2.5 g/L PPO, and 1 to 4 mg/L bis-MSB.
KW - Light yield
KW - Liquid scintillator
KW - Neutrino
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U2 - 10.1016/j.nima.2020.164823
DO - 10.1016/j.nima.2020.164823
M3 - 文章
AN - SCOPUS:85097731900
SN - 0168-9002
VL - 988
JO - Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
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M1 - 164823
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