Metal-Loading Liquid Organic Scintillators for Recording Rare Events: Light Yield at High Metal Concentration

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee 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

  1. F. Reines and C. L. Cowan, Jr., Phys. Rev. 90, 492 (1953); 92, 830 (1953).
  2. 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
  3. 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
  4. 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
  5. 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
  6. I. R. Barabanov, L. B. Bezrukov, G. Ya. Novikova, and E. A. Yanovich, Phys. Part. Nucl. Lett. 15, 630 (2018).
  7. 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
  8. 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
  9. 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
  10. M. Apollonio, A. Baldini, and C. Bemporad, Phys. Lett. B 420, 397 (1998); https://doi.org/10.1016/S0370-2693(97)01476-7
  11. 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
  12. H. S. Kim et al. (RENO Collab.), Part. Phys. Pros. 265, 93 (2015).
  13. S. H. Kim et al. (RENO Collab.), arXiv: 1609.09483v1 [physics.ins-det].
  14. Y. J. Ko et al. (NEOS Collab.), Phys. Rev. Lett. 118, 121802 (2017).
  15. 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
  16. H. Almazán et al. (STEREO Collab.), Phys. Rev. D 102, 052002 (2020); https://doi.org/10.1103/PhysRevD.102.052002
  17. 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
  18. 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
  19. G. Ya. Novikova, M. V. Solovyova, and E. A. Yano- vich, Phys. At. Nucl. 83, 75 (2020); https://doi.org/10.31857/S0044002720010109
  20. 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
  21. 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
  22. G. Ya. Novikova, V. P. Morgalyuk, and E. A. Yanovich, Russ. J. Inorg. Chem. 66, 1161 (2021); https://doi.org/10.31857/S0044457X21080183
  23. 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
  24. 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).
  25. G. Ya. Novikova, N. I. Bakulina, and V. P. Morgalyuk, Russ. J. Inorg. Chem. 59, 389 (2014); https://doi.org/10.1134/S0036023614030164
  26. 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
  27. К. Накамото, Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений (Мир, Москва, 1991).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Pleiades Publishing, Ltd.