Email this article Metal-Loading Liquid Organic Scintillators for Recording Rare Events: Light Yield at High Metal Concentration
- Authors: Barabanov I.R.1, Veresnikova A.V.1,2, Isupova Z.Y.2, Lokshin B.V.3, Morgalyuk V.P.3, Nemeryuk A.M.4, Novikova G.Y.1,2, Elcheparova S.A.2, Yanovich E.A.1,2
-
Affiliations:
- Институт ядерных исследований РАН
- Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х. М. Бербекова
- Институт элементоорганических соединений РАН им. А. Н. Несмеянова
- НИЦ ‘‘Курчатовский институт’’ — ИРЕА
- Issue: Vol 86, No 6 (2023)
- Pages: 742-751
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0044-0027/article/view/232850
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0044002723060132
- EDN: https://elibrary.ru/ORXCKS
- ID: 232850
Cite item
Open Access
Access granted
Subscription Access
Abstract
Metal-loading liquid organic scintillators (MeLS) are discussed from the point of view of light yield at high metal loading (Gd, Nd, Zr, In). It is shown that, when metal β-diketonates are introduced into the scintillator, its light yield is always lower than when carboxylates are used, which is explained by the structural difference between these complexes. The nature of the metal in some cases (Nd) also affects
the light attenuation length and, consequently, the MeLS light yield. The composition of the solvent (the fraction of aromatics in the main solvent) and the degree of purification of the introduced metal complex also have a significant effect on the light yield.
About the authors
I. R. Barabanov
Институт ядерных исследований РАН
Email: g-novikova@mail.ru
Россия, Москва
A. V. Veresnikova
Институт ядерных исследований РАН; Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х. М. Бербекова
Email: g-novikova@mail.ru
Россия, Москва; Россия, Нальчик
Z. Yu. Isupova
Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х. М. Бербекова
Email: g-novikova@mail.ru
Россия, Нальчик
B. V. Lokshin
Институт элементоорганических соединений РАН им. А. Н. Несмеянова
Email: g-novikova@mail.ru
Россия, Москва
V. P. Morgalyuk
Институт элементоорганических соединений РАН им. А. Н. Несмеянова
Email: g-novikova@mail.ru
Россия, Москва
A. M. Nemeryuk
НИЦ ‘‘Курчатовский институт’’ — ИРЕА
Email: g-novikova@mail.ru
Россия, Москва
G. Ya. Novikova
Институт ядерных исследований РАН; Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х. М. Бербекова
Email: g-novikova@mail.ru
Россия, Москва; Россия, Нальчик
S. A. Elcheparova
Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х. М. Бербекова
Email: g-novikova@mail.ru
Россия, Нальчик
E. A. Yanovich
Институт ядерных исследований РАН; Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х. М. Бербекова
Author for correspondence.
Email: g-novikova@mail.ru
Россия, Москва; Россия, Нальчик
References
- F. Reines and C. L. Cowan, Jr., Phys. Rev. 90, 492 (1953); 92, 830 (1953).
- Y. Fucuda, S. Moriyama, K. Hiraide, I. Ogawa, T. Gunji, R. Hayami, S. Tsukadaw, and S. Kurosawa, J. Phys.: Conf. Ser. 1468, 012139 (2020); https://doi.org/10.1088/1742-6596/1468/1/012139
- L. B. Bezrukov, G. Ya. Novikova, E. A. Yanovich, B. V. Lokshin, V. P. Morgalyuk, A. I. Kostylev, and N. A. Korsakova, Russ. J. Inorg. Chem. 66, 421 (2021); https://doi.org/10.1134/S0036023621030037
- I. R. Barabanov, L. B. Bezrukov, A. V. Veresnikova, Yu. M. Gavriluk, V. I. Gurentsov, V. V. Kazalov, V. V. Kuzminov, G. Ya. Novikova, S. V. Semenov, V. V. Sinev, G. O. Tsvetkov, and E. A. Yanovich, Phys. Part. Nucl. 82, 89 (2019); https://doi.org/10.1134/S1063778819020029
- L. B. Bezrukov, G. Ya. Novikova, E. A. Yanovich, A. I. Kostylev, N. A. Korsakova, E. K. Legin, A. E. Miroslavov, M. D. Karavan, B. V. Lokshin, and V. P. Morgalyuk, Russ. J. Inorg. Chem. 63, 1564 (2018); https://doi.org/10.1134/S0036023618120045
- I. R. Barabanov, L. B. Bezrukov, G. Ya. Novikova, and E. A. Yanovich, Phys. Part. Nucl. Lett. 15, 630 (2018).
- I. R. Barabanov, L. B. Bezrukov, G. Ya. Novikova, and E. A. Yanovich, Instrum. Exp. Tech. 60, 533 (2017); https://doi.org/10.1134/S0020441217030162
- Z. Chang, J. Benziger, A. Garnov, C. Grieb, R. L. Hahn, R. S. Raghavan, and M. Yeh, Nucl. Phys. B 221, 337 (2011); https://doi.org/10.1016/j.nuclphysbps.2011.09.036
- I. R. Barabanov, L. B. Bezrukov, V. I. Guren- tsov, G. Ya. Novikova, V. V. Sinev, and E. A. Yanovich, Phys. At. Nucl. 85, 402 (2022); https://doi.org/10.1134/S1063778822040056
- M. Apollonio, A. Baldini, and C. Bemporad, Phys. Lett. B 420, 397 (1998); https://doi.org/10.1016/S0370-2693(97)01476-7
- C. Aberle, C. Buck, B. Gramish, F. X. Hartmann, M. Lindner, S. Schönert, U. Schwan, S. Wagner, and H. Watanabe, JINST 7, 06008 (2012); https://doi.org/10.1088/1748-0221/7/06/P06008
- H. S. Kim et al. (RENO Collab.), Part. Phys. Pros. 265, 93 (2015).
- S. H. Kim et al. (RENO Collab.), arXiv: 1609.09483v1 [physics.ins-det].
- Y. J. Ko et al. (NEOS Collab.), Phys. Rev. Lett. 118, 121802 (2017).
- A. Abramov, A. Chepurnov, A. Etenko, M. Gromov, A. Konstantinov, D. Kuznetsov, E. Litvinovich, G. Lukyanchenko, I. Machulin, A. Murchenko, A. Nemeryuk, R. Nugmanov, B. Obinyakov, A. Oralbaev, A. Rastimeshin, M. Skorokhvatov, et al., arXiv: 2112.09372 [physics.ins-det]; https://doi.org/10.48550/arXiv.2112.09372
- H. Almazán et al. (STEREO Collab.), Phys. Rev. D 102, 052002 (2020); https://doi.org/10.1103/PhysRevD.102.052002
- А. П. Серебров, В. Г. Ивочкин, Р. М. Самойлов, А. К. Фомин, В. Г. Зиновьев, С. С. Волков, В. Л. Головцов, Н. В. Грузинский, П. В. Неустоев, В. В. Федоров, И. В. Паршин, А. А. Герасимов, М. Е. Зайцев, М. Е. Чайковский, А. М. Гагарский, А. Л. Петлин и др., ЖТФ 93, 175 (2023); https://doi.org/10.21883/JTF.2023.01.54079.241-22
- W. Beriguete, J. Cao, Y. Ding, S. Hans, K. M. Heeger, L. Hu, A. Huang, K.-B. Luk, I. Nemchenok, M. Qi, R. Rosero, H. Sun, R. Wang, Y. Wang, L. Wen, Y. Yang, et al., Nucl. Instrum. Methods A 763, 82 (2014); https://doi.org/10.1016/j.nima.2014.05.119
- G. Ya. Novikova, M. V. Solovyova, and E. A. Yano- vich, Phys. At. Nucl. 83, 75 (2020); https://doi.org/10.31857/S0044002720010109
- И. Р. Барабанов, А. В. Вересникова, А. А. Моисеева, В. П. Моргалюк, Г. Я. Новикова, Е. А. Янович, ЯФ 86, 310 (2023); https://doi.org/10.31857/S0044002723020034
- C. Buck, F. X. Hartmann, T. Lasserre, D. Motta, S. Schonert, and U. Schwan, J. Lumin. 106, 57 (2004); https://doi.org/10.1016/S0022-2313(03)00134-0
- G. Ya. Novikova, V. P. Morgalyuk, and E. A. Yanovich, Russ. J. Inorg. Chem. 66, 1161 (2021); https://doi.org/10.31857/S0044457X21080183
- Y. Fukuda, S. Moriyama, and I. Ogawa, Nucl. Instrum. Methods A 732, 397 (2013); http://dx.doi./org/10.1016/j.nima.2013.06/043
- Л. Б. Безруков, Н. И. Бакулина, Н. С. Иконников, В. П. Моргалюк, Г. Я. Новикова, А. С. Чепурнов, Препринт ИЯИ РАН 1382/2014 (апрель 2014).
- G. Ya. Novikova, N. I. Bakulina, and V. P. Morgalyuk, Russ. J. Inorg. Chem. 59, 389 (2014); https://doi.org/10.1134/S0036023614030164
- Г. Я. Новикова, Н. И. Бакулина, А. В. Вологжанина, Б. В. Локшин, В. П. Моргалюк, ЖНХ 61, 270 (2016) [Russ. J. Inorg. Chem. 61, 257 (2016)]; https://doi.org/10.7868/S0044457X1602015X
- К. Накамото, Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений (Мир, Москва, 1991).
