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Optimization of the JUNO liquid scintillator composition using a Daya Bay antineutrino detector
Abusleme, A. ; Adam, T. ; Ahmad, S. ; Aiello, S. ; Akram, M. ; Ali, N. ; An, F. P. ; An, G. P. ; An, Q. ; Andronico, G. ; Anfimov, N. ; Antonelli, V. ; Antoshkina, T. ; Asavapibhop, B. ; de André, J. P. A. M. ; Babic, A. ; Balantekin, A. B. ; Baldini, W. ; Baldoncini, M. ; Band, H. R. ; Barresi, A. ; Baussan, E. ; Bellato, M. ; Bernieri, E. ; Biare, D. ; Birkenfeld, T. ; Bishai, M. ; Blin, S. ; Blum, D. ; Blyth, S. ; Bordereau, C. ; Brigatti, A. ; Brugnera, R. ; Budano, A. ; Burgbacher, P. ; Buscemi, M. ; Bussino, S. ; Busto, J. ; Butorov, I. ; Cabrera, A. ; Cai, H. ; Cai, X. ; Cai, Y. K. ; Cai, Z. Y. ; Cammi, A. ; Campeny, A. ; Cao, C. Y.FZJ* ; Cao, G. F. ; Cao, J. ; Caruso, R. ; Cerna, C. ; Chang, J. F. ; Chang, Y. ; Chen, H. S. ; Chen, P. A.FZJ* ; Chen, P. P.FZJ* ; Chen, S. M. ; Chen, S. J. ; Chen, X. R. ; Chen, Y. W. ; Chen, Y. X. ; Chen, Y. ; Chen, Z. ; Cheng, J. ; Cheng, Y. P. ; Cheng, Z. K. ; Chepurnov, A. ; Cherwinka, J. J. ; Chiarello, F. ; Chiesa, D. ; Chimenti, P. ; Chu, M. C. ; Chukanov, A. ; Chuvashova, A. ; Clementi, C. ; Clerbaux, B. ; Di Lorenzo, S. C. ; Corti, D. ; Costa, S. ; Dal Corso, F. ; Cummings, J. P. ; Dalager, O. ; De La Taille, C. ; Deng, F. S. ; Deng, J. W. ; Deng, Z. ; Deng, Z. Y. ; Depnering, W. ; Diaz, M. ; Ding, X. F. ; Ding, Y. Y. ; Dirgantara, B. ; Dmitrievsky, S. ; Diwan, M. V. ; Dohnal, T. ; Donchenko, G. ; Dong, J. M. ; Dornic, D. ; Doroshkevich, E. ; Dove, J. ; Dracos, M. ; Druillole, F. ; Du, S. X. ; Dusini, S. ; Dvorak, M. ; Dwyer, D. A. ; Enqvist, T. ; Enzmann, H. ; Fabbri, A. ; Fajt, L. ; Fan, D. H. ; Fan, L. ; Fang, C. ; Fang, J. ; Fatkina, A. ; Fedoseev, D. ; Fekete, V. ; Feng, L. C. ; Feng, Q. C. ; Fiorentini, G. ; Ford, R. ; Formozov, A. ; Fournier, A. ; Franke, S. ; Gallo, J. P. ; Gan, H. N. ; Gao, F. ; Garfagnini, A. ; Göttel, A.FZJ*RWTH* ; Genster, C.FZJ* ; Giammarchi, M. ; Giaz, A. ; Giudice, N. ; Giuliani, F. ; Gonchar, M. ; Gong, G. H. ; Gong, H. ; Gorchakov, O. ; Gornushkin, Y. ; Grassi, M. ; Grewing, C.FZJ* ; Gromov, M. ; Gromov, V. ; Gu, M. H. ; Gu, W. Q. ; Gu, X. F. ; Gu, Y. ; Guan, M. Y. ; Guardone, N. ; Gul, M. ; Guo, C. ; Guo, J. Y. ; Guo, L. ; Guo, W. L. ; Guo, X. H.FZJ* ; Guo, Y.FZJ* ; Guo, Z.FZJ* ; Haacke, M. ; Hackenburg, R. W. ; Hackspacher, P. ; Hagner, C. ; Han, R. ; Han, Y. ; Hans, S. ; He, M. ; He, W. ; Heeger, K. M. ; Heinz, T. ; Heng, Y. K. ; Herrera, R. ; Higuera, A. ; Hong, D. J. ; Hor, Y. K. ; Hou, S. J. ; Hsiung, Y. B. ; Hu, B. Z. ; Hu, H. ; Hu, J. R. ; Hu, J. ; Hu, S. Y. ; Hu, T. ; Hu, Z. J.FZJ* ; Huang, C. H. ; Huang, G. H. ; Huang, H. X.FZJ* ; Huang, Q. H. ; Huang, W. H.FZJ* ; Huang, X. T. ; Huang, Y. B. ; Huber, P. ; Hui, J. Q. ; Huo, L. ; Huo, W. J. ; Huss, C. ; Hussain, S. ; Insolia, A. ; Ioannisian, A. ; Ioannisyan, D. ; Isocrate, R. ; Jaffe, D. E. ; Jen, K. L. ; Ji, X. L. ; Ji, X. P. ; Ji, X. Z. ; Jia, H. H.FZJ* ; Jia, J. J. ; Jian, S. Y. ; Jiang, D. ; Jiang, X. S. ; Jin, R. Y. ; Jing, X. P. ; Johnson, R. A. ; Jollet, C. ; Jones, D. ; Joutsenvaara, J. ; Jungthawan, S. ; Kalousis, L. ; Kampmann, P.FZJ* ; Kang, L. ; Karagounis, M.FZJ* ; Kazarian, N. ; Kettell, S. H. ; Khan, A. ; Khan, W. ; Khosonthongkee, K. ; Kinz, P. ; Kohn, S. ; Korablev, D. ; Kouzakov, K. ; Kramer, M. ; Krasnoperov, A. ; Krokhaleva, S. ; Krumshteyn, Z. ; Kruth, A.FZJ* ; Kutovskiy, N. ; Kuusiniemi, P. ; Lachacinski, B. ; Lachenmaier, T. ; Landini, C. ; Langford, T. J. ; Lee, J. ; Lee, J. H. C. ; Lefevre, F. ; Lei, L. ; Lei, R. ; Leitner, R. ; Leung, J. ; Li, D. M. ; Li, F. ; Li, F. ; Li, H. T. ; Li, H. L. ; Li, J. ; Li, J. J. ; Li, J. Q. ; Li, K. J. ; Li, M. Z.FZJ* ; Li, N. ; Li, N. ; Li, Q. J. ; Li, Q. J. ; Li, R. H. ; Li, S. C. ; Li, S. F. ; Li, S. J. ; Li, T. ; Li, W. D. ; Li, W. G. ; Li, X. M. ; Li, X. N. ; Li, X. L. ; Li, X. Q. ; Li, Y. ; Li, Y. F. ; Li, Z. B. ; Li, Z. Y. ; Liang, H. ; Liang, H. ; Liang, J. J.FZJ* ; Liebau, D.FZJ* ; Limphirat, A. ; Limpijumnong, S. ; Lin, C. J. ; Lin, G. L. ; Lin, S. X. ; Lin, T. ; Lin, Y. H. ; Ling, J. J. ; Link, J. M. ; Lippi, I. ; Littenberg, L. ; Littlejohn, B. R. ; Liu, F. ; Liu, H. ; Liu, H. ; Liu, H. B. ; Liu, H. D. ; Liu, H. J. ; Liu, H. T. ; Liu, J. C. ; Liu, J. L. ; Liu, M. ; Liu, Q. ; Liu, Q. ; Liu, R. X.FZJ*RWTH* ; Liu, S. Y. ; Liu, S. B. ; Liu, S. L. ; Liu, X. W. ; Liu, Y. ; Lokhov, A. ; Lombardi, P. ; Loo, K. ; Lorenz, S. ; Lu, C. ; Lu, C. ; Lu, H. Q.FZJ* ; Lu, J. B. ; Lu, J. G. ; Lu, S. X. ; Lu, X. X. ; Lubsandorzhiev, B. ; Lubsandorzhiev, S. ; Ludhova, L. (Corresponding author)FZJ*RWTH* ; Luk, K. B. ; Luo, F. J. ; Luo, G. ; Luo, P. W. ; Luo, S. ; Luo, W. M. ; Lyashuk, V. ; Ma, Q. M. ; Ma, S. ; Ma, X. B. ; Ma, X. Y. ; Ma, Y. Q. ; Malyshkin, Y. ; Mantovani, F. ; Mao, Y. J.FZJ* ; Mari, S. M. ; Marini, F. ; Marium, S. ; Marshall, C. ; Martellini, C. ; Martin-Chassard, G. ; Caicedo, D. A. M. ; Martini, A. ; Martino, J. ; Mayilyan, D. ; McDonald, K. T. ; McKeown, R. D. ; Müller, A. ; Meng, G. ; Mednieks, I. ; Meng, Y.FZJ* ; Meregaglia, A. ; Meroni, E. ; Meyhöfer, D. ; Mezzetto, M. ; Miller, J. ; Miramonti, L. ; Monforte, S. ; Montini, P. ; Montuschi, M. ; Morozov, N. ; Muralidharan, P.FZJ* ; Napolitano, J. ; Nastasi, M. ; Naumov, D. V. ; Naumova, E. ; Nemchenok, I. ; Nikolaev, A. ; Ning, F. P. ; Ning, Z. ; Nunokawa, H. ; Oberauer, L. ; Ochoa-Ricoux, J. P. ; Olshevskiy, A. ; Ortica, F. ; Pan, H. R. ; Paoloni, A. ; Park, J. ; Parkalian, N.FZJ* ; Parmeggiano, S. ; Patton, S. ; Payupol, T. ; Pec, V. ; Pedretti, D. ; Pei, Y. T. ; Pelliccia, N. ; Peng, A. G. ; Peng, H. P.FZJ* ; Peng, J. C. ; Perrot, F. ; Petitjean, P. A. ; Rico, L. F. P. ; Popov, A. ; Poussot, P. ; Pratumwan, W. ; Previtali, E. ; Pun, C. S. J. ; Qi, F. Z. ; Qi, M. ; Qian, S. ; Qian, X. ; Qian, X. H. ; Qiao, H. ; Qin, Z. H. ; Qiu, S. K. ; Rajput, M. ; Ranucci, G. ; Raper, N. ; Re, A. ; Rebber, H. ; Rebii, A. ; Ren, B. ; Ren, J. ; Reveco, C. M. ; Rezinko, T. ; Ricci, B. ; Robens, M.FZJ* ; Roche, M. ; Rodphai, N. ; Rohwer, L. ; Romani, A. ; Rosero, R. ; Roskovec, B. ; Roth, C.FZJ* ; Ruan, X. C. ; Ruan, X. D. ; Rujirawat, S. ; Rybnikov, A. ; Sadovsky, A. ; Saggese, P. ; Salamanna, G. ; Sangka, A. ; Sanguansak, N. ; Sawangwit, U. ; Sawatzki, J. ; Sawy, F. ; Schever, M.FZJ*RWTH* ; Schuler, J. ; Schwab, C. ; Schweizer, K. ; Selivanov, D. ; Selyunin, A. ; Serafini, A. ; Settanta, G.FZJ* ; Settimo, M. ; Shahzad, M. ; Shi, G. ; Shi, J. Y. ; Shi, Y. J. ; Shutov, V. ; Sidorenkov, A. ; Šimkovic, F. ; Sirignano, C. ; Siripak, J. ; Sisti, M. ; Slupecki, M. ; Smirnov, M. ; Smirnov, O. ; Sogo-Bezerra, T. ; Songwadhana, J. ; Soonthornthum, B. ; Sotnikov, A. ; Sramek, O. ; Sreethawong, W. ; Stahl, A. ; Stanco, L. ; Stankevich, K. ; Štefánik, D. ; Steiger, H. ; Steiner, H. ; Steinmann, J. ; Stender, M. ; Strati, V. ; Studenikin, A. ; Sun, G. X. ; Sun, L. T. ; Sun, J. L. ; Sun, S. F. ; Sun, X. L. ; Sun, Y. J. ; Sun, Y. Z. ; Suwonjandee, N. ; Szelezniak, M. ; Tang, J. ; Tang, Q. ; Tang, Q. ; Tang, X. ; Tietzsch, A. ; Tkachev, I. ; Tmej, T. ; Treskov, K. ; Troni, G. ; Trzaska, W. ; Tse, W.-H. ; Tull, C. E. ; Tuve, C. ; van Waasen, S.FZJ* ; Boom, J. v. d.FZJ* ; Vassilopoulos, N. ; Vedin, V. ; Verde, G. ; Vialkov, M. ; Viaud, B. ; Viren, B. ; Volpe, C. ; Vorobel, V. ; Votano, L. ; Walker, P. ; Wang, C. ; Wang, C. H. ; Wang, E. ; Wang, G. L. ; Wang, J. ; Wang, J. ; Wang, K. Y. ; Wang, L. ; Wang, M. F. ; Wang, M. ; Wang, M. ; Wang, N. Y. ; Wang, R. G. ; Wang, S. G. ; Wang, W. ; Wang, W. ; Wang, W. S. ; Wang, X. ; Wang, X. Y. ; Wang, Y. ; Wang, Y. ; Wang, Y. ; Wang, Y. F. ; Wang, Y. G. ; Wang, Y. M.FZJ* ; Wang, Y. Q. ; Wang, Z. ; Wang, Z. ; Wang, Z. M. ; Wang, Z. Y. ; Watcharangkool, A. ; Wei, H. Y. ; Wei, L. H. ; Wei, W. ; Wei, Y. D. ; Wen, L. J. ; Whisnant, K. ; White, C. G. ; Wiebusch, C. ; Wong, S. C. F. ; Wong, H. L. H. ; Wonsak, B. ; Worcester, E. ; Wu, C. H. ; Wu, D. R. ; Wu, F. L. ; Wu, Q. ; Wu, W. J. ; Wu, Z. ; Wurm, M. ; Wurtz, J. ; Wysotzki, C. ; Xi, Y. F. ; Xia, D. M. ; Xie, Y. G. ; Xie, Z. Q. ; Xing, Z. Z. ; Xu, D. L. ; Xu, F. R. ; Xu, H. K. ; Xu, J. L. ; Xu, J. ; Xu, M. H. ; Xu, T. ; Xu, Y. ; Xu, Y.FZJ*RWTH* ; Xue, T. ; Yan, B. J. ; Yan, X. B. ; Yan, Y. P. ; Yang, A. B.FZJ* ; Yang, C. G. ; Yang, H. ; Yang, J. ; Yang, L. ; Yang, X. Y. ; Yang, Y. F. ; Yang, Y. Z. ; Yao, H. F. ; Yasin, Z. ; Ye, J. X.FZJ* ; Ye, M. ; Yegin, U.FZJ* ; Yeh, M. ; Yermia, F. ; Yi, P. H. ; You, Z. Y. ; Young, B. L. ; Yu, B. X. ; Yu, C. X.FZJ* ; Yu, C. Y.FZJ* ; Yu, H. Z. ; Yu, M. ; Yu, X. H. ; Yuan, C. Z. ; Yu, Z. Y. ; Yuan, Y. ; Yuan, Z. X. ; Yuan, Z. Y. ; Yue, B. B. ; Zafar, N. ; Zambanini, A.FZJ* ; Zeng, P. ; Zeng, S. ; Zeng, T. X. ; Zeng, Y. D. ; Zhan, L. ; Zhang, C. ; Zhang, F. Y. ; Zhang, G. Q. ; Zhang, H. H. ; Zhang, H. Q. ; Zhang, J. ; Zhang, J. B. ; Zhang, J. W. ; Zhang, P. ; Zhang, Q. M. ; Zhang, T. ; Zhang, X. M. ; Zhang, X. T. ; Zhang, Y. ; Zhang, Y. H. ; Zhang, Y. M. ; Zhang, Y. P. ; Zhang, Y. X. ; Zhang, Y. Y. ; Zhang, Y. Y. ; Zhang, Z. J. ; Zhang, Z. P. ; Zhang, Z. Y. ; Zhang, Z. Y. ; Zhao, F. Y. ; Zhao, J. ; Zhao, R. ; Zhao, S. J. ; Zhao, T. C. ; Zheng, D. Q. ; Zheng, H. ; Zheng, M. S. ; Zheng, Y. H. ; Zhong, W. R. ; Zhou, J. ; Zhou, L. ; Zhou, N. ; Zhou, S. ; Zhou, X. ; Zhu, J. ; Zhu, K. J. ; Zhuang, H. L. ; Zong, L. ; Zou, J. H.
2021
North-Holland Publ. Co.
Amsterdam
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Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/27661 doi:10.1016/j.nima.2020.164823
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.
Keyword(s): Particle Physics (2nd)
Contributing Institute(s):
- Experimentelle Hadrondynamik (IKP-2)
Research Program(s):
- 612 - Cosmic Matter in the Laboratory (POF4-612) (POF4-612)
Appears in the scientific report
2021
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