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Challenging neutron-capture cross-section measurements of small cross sections and samples with a very limited number of atoms require high-flux time-of-flight facilities. In turn, such facilities need innovative detection setups that are fast, have low sensitivity to neutrons, can quickly recover from the so-called γ-flash, and offer the highest possible detection sensitivity. In this paper, we present several steps towards such advanced systems. Specifically, we describe the performance of a high-sensitivity experimental setup at CERN n_TOF EAR2. It consists of nine sTED detector modules in a compact cylindrical configuration, two conventional used large-volume C6D6 detectors, and one LaCl3(Ce) detector. The performance of these detection systems is compared using 93Nb(n, γ) data. We also developed a detailed GEANT4 Monte Carlo model of the experimental EAR2 setup, which allows for a better understanding of the detector features, including their efficiency determination. This Monte Carlo model has been used for further optimization, thus leading to a new conceptual design of a γ detector array, STAR, based on a deuterated-stilbene crystal array. Finally, the suitability of deuterated-stilbene crystals for the future STAR array is investigated experimentally utilizing a small stilbene-d12 prototype. The results suggest a similar or superior performance of STAR with respect to other setups based on liquid-scintillators, and allow for additional features such as neutron-gamma discrimination and a higher level of customization capability.
Towards a new generation of solid total-energy detectors for neutron-capture time-of-flight experiments with intense neutron beams
Balibrea-Correa, J.;Babiano-Suarez, V.;Lerendegui-Marco, J.;Domingo-Pardo, C.;Ladarescu, I.;Tarifeño-Saldivia, A.;de la Fuente-Rosales, G.;Gameiro, B.;Zaitseva, N.;Alcayne, V.;Cano-Ott, D.;González-Romero, E.;Martínez, T.;Mendoza, E.;de Rada, A. Pérez;del Olmo, J. Plaza;Sánchez-Caballero, A.;Casanovas, A.;Calviño, F.;Valenta, S.;Aberle, O.;Altieri, S.;Amaducci, S.;Andrzejewski, J.;Bacak, M.;Beltrami, C.;Bennett, S.;Bernardes, A. P.;Berthoumieux, E.;Beyer, R.;Boromiza, M.;Bosnar, D.;Caamaño, M.;Calviani, M.;Castelluccio, D. M.;Cerutti, F.;Cescutti, G.;Chasapoglou, S.;Chiaveri, E.;Colombetti, P.;Colonna, N.;Camprini, P. Console;Cortés, G.;Cortés-Giraldo, M. A.;Cosentino, L.;Cristallo, S.;Dellmann, S.;Di Castro, M.;Di Maria, S.;Diakaki, M.;Dietz, M.;Dressler, R.;Dupont, E.;Durán, I.;Eleme, Z.;Fargier, S.;Fernández, B.;Fernández-Domínguez, B.;Finocchiaro, P.;Fiore, S.;Furman, V.;García-Infantes, F.;Gawlik-Ramikega, A.;Gervino, G.;Gilardoni, S.;Guerrero, C.;Gunsing, F.;Gustavino, C.;Heyse, J.;Hillman, W.;Jenkins, D. G.;Jericha, E.;Junghans, A.;Kadi, Y.;Kaperoni, K.;Kaur, G.;Kimura, A.;Knapová, I.;Kokkoris, M.;Kopatch, Y.;Krtička, M.;Kyritsis, N.;Lederer-Woods, C.;Lerner, G.;Manna, A.;Masi, A.;Massimi, C.;Mastinu, P.;Mastromarco, M.;Maugeri, E. A.;Mazzone, A.;Mengoni, A.;Michalopoulou, V.;Milazzo, P. M.;Mucciola, R.;Murtas, F.;Musacchio-Gonzalez, E.;Musumarra, A.;Negret, A.;Pérez-Maroto, P.;Patronis, N.;Pavón-Rodríguez, J. A.;Pellegriti, M. G.;Perkowski, J.;Petrone, C.;Pirovano, E.;Pomp, S.;Porras, I.;Praena, J.;Quesada, J. M.;Reifarth, R.;Rochman, D.;Romanets, Y.;Rubbia, C.;Sabaté-Gilarte, M.;Schillebeeckx, P.;Schumann, D.;Sekhar, A.;Smith, A. G.;Sosnin, N. V.;Stamati, M. E.;Sturniolo, A.;Tagliente, G.;Tarrío, D.;Torres-Sánchez, P.;Vagena, E.;Variale, V.;Vaz, P.;Vecchio, G.;Vescovi, D.;Vlachoudis, V.;Vlastou, R.;Wallner, A.;Woods, P. J.;Wright, T.;Zarrella, R.;Žugec, P.
2025
Abstract
Challenging neutron-capture cross-section measurements of small cross sections and samples with a very limited number of atoms require high-flux time-of-flight facilities. In turn, such facilities need innovative detection setups that are fast, have low sensitivity to neutrons, can quickly recover from the so-called γ-flash, and offer the highest possible detection sensitivity. In this paper, we present several steps towards such advanced systems. Specifically, we describe the performance of a high-sensitivity experimental setup at CERN n_TOF EAR2. It consists of nine sTED detector modules in a compact cylindrical configuration, two conventional used large-volume C6D6 detectors, and one LaCl3(Ce) detector. The performance of these detection systems is compared using 93Nb(n, γ) data. We also developed a detailed GEANT4 Monte Carlo model of the experimental EAR2 setup, which allows for a better understanding of the detector features, including their efficiency determination. This Monte Carlo model has been used for further optimization, thus leading to a new conceptual design of a γ detector array, STAR, based on a deuterated-stilbene crystal array. Finally, the suitability of deuterated-stilbene crystals for the future STAR array is investigated experimentally utilizing a small stilbene-d12 prototype. The results suggest a similar or superior performance of STAR with respect to other setups based on liquid-scintillators, and allow for additional features such as neutron-gamma discrimination and a higher level of customization capability.
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simulazione ASN
Il report seguente simula gli indicatori relativi alla propria produzione scientifica in relazione alle soglie ASN 2023-2025 del proprio SC/SSD. Si ricorda che il superamento dei valori soglia (almeno 2 su 3) è requisito necessario ma non sufficiente al conseguimento dell'abilitazione. La simulazione si basa sui dati IRIS e sugli indicatori bibliometrici alla data indicata e non tiene conto di eventuali periodi di congedo obbligatorio, che in sede di domanda ASN danno diritto a incrementi percentuali dei valori. La simulazione può differire dall'esito di un’eventuale domanda ASN sia per errori di catalogazione e/o dati mancanti in IRIS, sia per la variabilità dei dati bibliometrici nel tempo. Si consideri che Anvur calcola i valori degli indicatori all'ultima data utile per la presentazione delle domande.
La presente simulazione è stata realizzata sulla base delle specifiche raccolte sul tavolo ER del Focus Group IRIS coordinato dall'Università di Modena e Reggio Emilia e delle regole riportate nel DM 589/2018 e allegata Tabella A. Cineca, l'Università di Modena e Reggio Emilia e il Focus Group IRIS non si assumono alcuna responsabilità in merito all’uso che il diretto interessato o terzi faranno della simulazione. Si specifica inoltre che la simulazione contiene calcoli effettuati con dati e algoritmi di pubblico dominio e deve quindi essere considerata come un mero ausilio al calcolo svolgibile manualmente o con strumenti equivalenti.