Neutron spectroscopy using pure LaCl 3 crystal and the dependence of pulse shape discrimination on Cedoped concentrations

Phan Quoc Vuong; 김홍주; Nguyen Thanh Luan; 김성환

doi:https://doi.org/10.1016/j.net.2021.05.020

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저자정보: Phan Quoc Vuong (Kyungpook National University) 김홍주 (경북대학교) Nguyen Thanh Luan (Kyungpook National University) 김성환 (청주대학교)

저널정보: 한국원자력학회 Nuclear Engineering and Technology Nuclear Engineering and Technology 제53권 제11호

발행연도: 2021.11

수록면: 3,784 - 3,789 (6page)

DOI: https://doi.org/10.1016/j.net.2021.05.020

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We report a simple technique for direct neutron spectroscopy using pure LaCl3 crystals. Pure LaCl3crystals exhibit considerably better pulse shape discrimination (PSD) capabilities with relatively goodenergy resolution as compared with Ce-doped LaCl3 crystals. Single crystals of pure and Ce-doped LaCl3were grown using an inhouse-developed Bridgman furnace. PSD capabilities of these crystals wereinvestigated using 241Am and 137Cs sources. Fast neutron detection was tested using a252Cf source andthree separate bands corresponding to electron, proton, and alpha were observed. The proton bandinduced by the 35Cl(n,p)35S reaction can be used for direct neutron spectroscopy because proton energyis proportional to incident neutron energy. Owing to good scintillation performance and excellent PSDcapabilities, pure LaCl3 is a promising candidate for space detectors and other applications that necessitate gamma/fast neutron discrimination capability

#Neutron spectroscopy #Pure LaCl3 crystal #Pulse shape discrimination #Dual gamma/Neutron detection

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M. B. Smith / 2013 / Fast neutron spectroscopy using Cs2LiYCl6 : Ce(CLYC)scintillator / IEEE Trans. Nucl. Sci 60:855~859

N. D'Olympia / 2012 / Optimizing Cs2LiYCl6for fast neutron spectroscopy / Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 694:140~146

N. Dolympia / 2014 / Fast neutron response of 6Li-depleted CLYC detectors up to 20 MeV / Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 763:433~441

T. Brown / 2020 / Applications of C7LYC scintillators in fast neutron spectroscopy / Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 954:161123

D. J. Lawrence / 2018 / Near-space operation of compact CsI, CLYC, and CeBr3 sensors:results from two high-altitude balloon flights / Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 905:33~46

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