Study of accelerator neutrino detection at a spallation source

Ming-Yang Huang

doi:10.1088/1674-1137/40/6/063002

Chinese Physics C> 2016, Vol. 40> Issue(6) : 063002 DOI: 10.1088/1674-1137/40/6/063002

Study of accelerator neutrino detection at a spallation source

Ming-Yang Huang ^1,2,,

1.
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
2.
Dongguan Institute of Neutron Science, Dongguan 523808, China

Abstract
HTML
Reference
Related

PDF

Abstract：
We study the detection of accelerator neutrinos produced at the China Spallation Neutron Source (CSNS). Using the code FLUKA, we have simulated the production of neutrinos in a proton beam on a tungsten target and obtained the yield efficiency, numerical flux, and average energy of different flavors of neutrinos. Furthermore, detection of these accelerator neutrinos is investigated in two reaction channels: neutrino-electron reactions and neutrino-carbon reactions. The expected numbers of different flavors of neutrinos have also been calculated.
- spallation source ,
- accelerator neutrinos ,
- numerical flux ,
- number

References

[1]	B. Boardman, Spallation Neutron Source:Description of Accelerator and Target, RL-82-006, 1982
[2]	J-PARC TDR, Accelerator Technical Design Report for High-intensity Proton Accelerator Facility Project, JAERI-Tech2003-044, 2003
[3]	SNS Project Team, Spallation Neutron Source Design Manual, June, 1998
[4]	CSNS Project Team, China Spallation Neutron Source Feasi-bility Reaearch Report, Institute of High Energy Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, 2009(in Chinese)
[5]	ESS Central Project Team, ESS Technical Design Report, ESS-doc-274-v15, 2015
[6]	J. Wei, Rev. Mod. Phys, 75:1383-1432(2003)
[7]	J. Wei, D. T. Abell, J. Beebe-Wang et al, Phys. Rev. ST Accel. Beams, 3:080101(2000)
[8]	C. Athanassopoulos, L. B. Auerbach, D. Bauer et al, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A, 388:149-172(1997)
[9]	B. Zeitnitz, Prog. Part. Nucl. Phys., 13:445-478(1985)
[10]	B. Zeitnitz, Prog. Part. Nucl. Phys., 32:351-373(1994)
[11]	M. J. Shirakata, H. Fujimori, Y. Irie et al, Phys. Rev. ST Accel. Beams, 11:064201(2008)
[12]	P. K. Saha, Y. Shobuda, H. Hotchi et al, Phys. Rev. ST Accel. Beams, 12:040403(2009)
[13]	SNS Project Team, Spallation Neutron Source Accumulator Ring and Transport Design Manual, June, 2003
[14]	G. J. VanDalen, arXiv:nucl-ex/0309014
[15]	S. Wang, S. X. Fang, S. N. Fu et al, Chin. Phys. C, 33 (Suppl. II):1-3(2009)
[16]	M. Y. Huang, S. Wang, J. Qiu et al, Chin. Phys. C, 37 (6):067001(2013)
[17]	E. Baussan, M. Blennow, M. Bogomilov et al, Nucl. Phys. B, 885:127-149(2014)
[18]	J. Wei, S. N. Fu, J. Y. Tang et al, Chin. Phys. C, 33 (11):1033-1042(2009)
[19]	S. E. Kopp, Phys. Rep., 439:101-159(2007)
[20]	R. L. Burman and W. C. Louis, J. Phys. G:Nucl. Part. Phys., 29:2499-2512(2003)
[21]	G. Drexlin, V. Eberhard, H. Gemmeke et al, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A, 289:490-495(1990)
[22]	R. L. Burman, A. C. Dodd, and P. Plischke, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A, 368:416-424(1996)
[23]	K. Abe, N. Abgrall, H. Aihara et al, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A, 659:106-135(2011)
[24]	A. A. Aguilar-Arevalo, C. E. Anderson, L. M. Bartoszek et al, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A, 599:28-46(2009)
[25]	M. Bonesini and A. Guglielmi, Phys. Rep., 433:65-126(2006)
[26]	S. V. Bulanov, T. Esirkepov, P. Migliozzi et al, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A, 540:25-41(2005)
[27]	R. Lazauskas and C. Volpe, J. Phys. G:Nucl. Part. Phys., 37:125101(2010)
[28]	W. C. Louis, Prog. Part. Nucl. Phys., 63:51-73(2009)
[29]	A. A. Aguilar-Arevalo, A. O. Bazarko, S. J. Brice et al, Phys. Rev. Lett., 98:231801(2007)
[30]	G. T. Gervey, A. Green, C. Green et al, Phys. Rev. D, 72:092001(2005)
[31]	A. Ferrari, P. R. Sala, A. Fasso et al, CERN preprint, CERN-2005-010
[32]	J. D. Vergados, F. T. Avignone III, and I. Giomataris, Phys. Rev. D, 79:113001(2009)
[33]	K. A. Olive, K. Agashe, C. Amsler et al, Chin. Phys. C, 38 (9):090001(2014)
[34]	M. Y. Huang, X. H. Guo, and B. L. Young, Phys. Rev. D, 82:033011(2010)
[35]	J. Xu, M. Y. Huang, L. J. Hu et al, Commun. Theor. Phys., 61 (2):226-234(2014)
[36]	U. Dore and D. Orestano, Rep. Prog. Phys., 71:106201(2008)
[37]	F. Gapozzi, G. L. Fogli, E. Lisi et al, Phys. Rev. D, 89:093018(2014)
[38]	M. Elnimr, I. Stancu, M. Yeh et al, arXiv:1307.7097
[39]	J. F. Beacom and S. Palomares-Ruiz, Phys. Rev. D, 67:093001(2003)
[40]	R. C. Allen, H. H. Chen, P. J. Doe et al, Phys. Rev. D, 47:11-28(1993)
[41]	R. Imlay and G. J. VanDalen, J. Phys. G:Nucl. Part. Phys., 29:2647-2664(2003)
[42]	L. B. Auerbach, R. L. Burman, D. O. Caldwell et al, Phys. Rev. C, 66:015501(2002)
[43]	L. Cadonati, F. P. Calaprice, and M. C. Chen, Astropart. Phys., 16:361-372(2002)
[44]	J. Arafune and M. Fukugita, Phys. Rev. Lett., 59:367-369(1987)
[45]	M. Fukugita, Y. Kohyama, and K. Kubodera, Phys Lett. B, 212:139-144(1988)
[46]	E. Kolbe, K. Langanke, and P. Vogel, Nucl. Phys. A, 652:91-100(1999)

[1]

M. Ablikim , M. N. Achasov , P. Adlarson , X. C. Ai , R. Aliberti , A. Amoroso , Q. An , Y. Bai , O. Bakina , Y. Ban , H.-R. Bao , V. Batozskaya , K. Begzsuren , N. Berger , M. Berlowski , M. Bertani , D. Bettoni , F. Bianchi , E. Bianco , A. Bortone , I. Boyko , R. A. Briere , A. Brueggemann , H. Cai , M. H. Cai , X. Cai , A. Calcaterra , G. F. Cao , N. Cao , S. A. Cetin , X. Y. Chai , J. F. Chang , G. R. Che , Y. Z. Che , C. H. Chen , Chao Chen , G. Chen , H. S. Chen , H. Y. Chen , M. L. Chen , S. J. Chen , S. L. Chen , S. M. Chen , T. Chen , X. R. Chen , X. T. Chen , X. Y. Chen , Y. B. Chen , Y. Q. Chen , Y. Q. Chen , Z. Chen , Z. J. Chen , Z. K. Chen , S. K. Choi , X. Chu , G. Cibinetto , F. Cossio , J. Cottee-Meldrum , J. J. Cui , H. L. Dai , J. P. Dai , A. Dbeyssi , R. E. de Boer , D. Dedovich , C. Q. Deng , Z. Y. Deng , A. Denig , I. Denysenko , M. Destefanis , F. De Mori , B. Ding , X. X. Ding , Y. Ding , Y. Ding , Y. X. Ding , J. Dong , L. Y. Dong , M. Y. Dong , X. Dong , M. C. Du , S. X. Du , S. X. Du , Y. Y. Duan , Z. H. Duan , P. Egorov , G. F. Fan , J. J. Fan , Y. H. Fan , J. Fang , J. Fang , S. S. Fang , W. X. Fang , Y. Q. Fang , R. Farinelli , L. Fava , F. Feldbauer , G. Felici , C. Q. Feng , J. H. Feng , L. Feng , Q. X. Feng , Y. T. Feng , M. Fritsch , C. D. Fu , J. L. Fu , Y. W. Fu , H. Gao , X. B. Gao , Y. Gao , Y. N. Gao , Y. N. Gao , Y. Y. Gao , Z. Gao , S. Garbolino , I. Garzia , L. Ge , P. T. Ge , Z. W. Ge , C. Geng , E. M. Gersabeck , A. Gilman , K. Goetzen , J. D. Gong , L. Gong , W. X. Gong , W. Gradl , S. Gramigna , M. Greco , M. H. Gu , Y. T. Gu , C. Y. Guan , A. Q. Guo , L. B. Guo , M. J. Guo , R. P. Guo , Y. P. Guo , A. Guskov , J. Gutierrez , K. L. Han , T. T. Han , F. Hanisch , K. D. Hao , X. Q. Hao , F. A. Harris , K. K. He , K. L. He , F. H. Heinsius , C. H. Heinz , Y. K. Heng , C. Herold , P. C. Hong , G. Y. Hou , X. T. Hou , Y. R. Hou , Z. L. Hou , H. M. Hu , J. F. Hu , Q. P. Hu , S. L. Hu , T. Hu , Y. Hu , Z. M. Hu , G. S. Huang , K. X. Huang , L. Q. Huang , P. Huang , X. T. Huang , Y. P. Huang , Y. S. Huang , T. Hussain , N. Hüsken , N. in der Wiesche , J. Jackson , Q. Ji , Q. P. Ji , W. Ji , X. B. Ji , X. L. Ji , Y. Y. Ji , Z. K. Jia , D. Jiang , H. B. Jiang , P. C. Jiang , S. J. Jiang , T. J. Jiang , X. S. Jiang , Y. Jiang , J. B. Jiao , J. K. Jiao , Z. Jiao , S. Jin , Y. Jin , M. Q. Jing , X. M. Jing , T. Johansson , S. Kabana , N. Kalantar-Nayestanaki , X. L. Kang , X. S. Kang , M. Kavatsyuk , B. C. Ke , V. Khachatryan , A. Khoukaz , R. Kiuchi , O. B. Kolcu , B. Kopf , M. Kuessner , X. Kui , N. Kumar , A. Kupsc , W. Kühn , Q. Lan , W. N. Lan , T. T. Lei , M. Lellmann , T. Lenz , C. Li , C. Li , C. H. Li , C. K. Li , D. M. Li , F. Li , G. Li , H. B. Li , H. J. Li , H. N. Li , Hui Li , J. R. Li , J. S. Li , K. Li , K. L. Li , K. L. Li , L. J. Li , Lei Li , M. H. Li , M. R. Li , P. L. Li , P. R. Li , Q. M. Li , Q. X. Li , R. Li , S. X. Li , T. Li , T. Y. Li , W. D. Li , W. G. Li , X. Li , X. H. Li , X. L. Li , X. Y. Li , X. Z. Li , Y. Li , Y. G. Li , Y. P. Li , Z. J. Li , Z. Y. Li , C. Liang , H. Liang , Y. F. Liang , Y. T. Liang , G. R. Liao , L. B. Liao , M. H. Liao , Y. P. Liao , J. Libby , A. Limphirat , C. C. Lin , D. X. Lin , L. Q. Lin , T. Lin , B. J. Liu , B. X. Liu , C. Liu , C. X. Liu , F. Liu , F. H. Liu , Feng Liu , G. M. Liu , H. Liu , H. B. Liu , H. H. Liu , H. M. Liu , Huihui Liu , J. B. Liu , J. J. Liu , K. Liu , K. Liu , K. Y. Liu , Ke Liu , L. C. Liu , Lu Liu , M. H. Liu , M. H. Liu , P. L. Liu , Q. Liu , S. B. Liu , T. Liu , W. K. Liu , W. M. Liu , W. T. Liu , X. Liu , X. Liu , X. K. Liu , X. L. Liu , X. Y. Liu , Y. Liu , Y. Liu , Y. Liu , Y. B. Liu , Z. A. Liu , Z. D. Liu , Z. Q. Liu , X. C. Lou , F. X. Lu , H. J. Lu , J. G. Lu , X. L. Lu , Y. Lu , Y. H. Lu , Y. P. Lu , Z. H. Lu , C. L. Luo , J. R. Luo , J. S. Luo , M. X. Luo , T. Luo , X. L. Luo , Z. Y. Lv , X. R. Lyu , Y. F. Lyu , Y. H. Lyu , F. C. Ma , H. L. Ma , Heng Ma , J. L. Ma , L. L. Ma , L. R. Ma , Q. M. Ma , R. Q. Ma , R. Y. Ma , T. Ma , X. T. Ma , X. Y. Ma , Y. M. Ma , F. E. Maas , I. MacKay , M. Maggiora , S. Malde , Q. A. Malik , H. X. Mao , Y. J. Mao , Z. P. Mao , S. Marcello , A. Marshall , F. M. Melendi , Y. H. Meng , Z. X. Meng , G. Mezzadri , H. Miao , T. J. Min , R. E. Mitchell , X. H. Mo , B. Moses , N. Yu. Muchnoi , J. Muskalla , Y. Nefedov , F. Nerling , L. S. Nie , I. B. Nikolaev , Z. Ning , S. Nisar , Q. L. Niu , W. D. Niu , C. Normand , S. L. Olsen , Q. Ouyang , S. Pacetti , X. Pan , Y. Pan , A. Pathak , Y. P. Pei , M. Pelizaeus , H. P. Peng , X. J. Peng , Y. Y. Peng , K. Peters , K. Petridis , J. L. Ping , R. G. Ping , S. Plura , V. Prasad , F. Z. Qi , H. R. Qi , M. Qi , S. Qian , W. B. Qian , C. F. Qiao , J. H. Qiao , J. J. Qin , J. L. Qin , L. Q. Qin , L. Y. Qin , P. B. Qin , X. P. Qin , X. S. Qin , Z. H. Qin , J. F. Qiu , Z. H. Qu , J. Rademacker , C. F. Redmer , A. Rivetti , M. Rolo , G. Rong , S. S. Rong , F. Rosini , Ch. Rosner , M. Q. Ruan , N. Salone , A. Sarantsev , Y. Schelhaas , K. Schoenning , M. Scodeggio , K. Y. Shan , W. Shan , X. Y. Shan , Z. J. Shang , J. F. Shangguan , L. G. Shao , M. Shao , C. P. Shen , H. F. Shen , W. H. Shen , X. Y. Shen , B. A. Shi , H. Shi , J. L. Shi , J. Y. Shi , S. Y. Shi , X. Shi , H. L. Song , J. J. Song , T. Z. Song , W. M. Song , Y. J. Song , Y. X. Song , Zirong Song , S. Sosio , S. Spataro , F. Stieler , S. S Su , Y. J. Su , G. B. Sun , G. X. Sun , H. Sun , H. K. Sun , J. F. Sun , K. Sun , L. Sun , S. S. Sun , T. Sun , Y. C. Sun , Y. H. Sun , Y. J. Sun , Y. Z. Sun , Z. Q. Sun , Z. T. Sun , C. J. Tang , G. Y. Tang , J. Tang , J. J. Tang , L. F. Tang , Y. A. Tang , L. Y. Tao , M. Tat , J. X. Teng , J. Y. Tian , W. H. Tian , Y. Tian , Z. F. Tian , I. Uman , B. Wang , B. Wang , Bo Wang , C. Wang , C. Wang , Cong Wang , D. Y. Wang , H. J. Wang , J. J. Wang , K. Wang , L. L. Wang , L. W. Wang , M. Wang , M. Wang , N. Y. Wang , S. Wang , T. Wang , T. J. Wang , W. Wang , W. Wang , W. P. Wang , X. Wang , X. F. Wang , X. J. Wang , X. L. Wang , X. N. Wang , Y. Wang , Y. D. Wang , Y. F. Wang , Y. H. Wang , Y. J. Wang , Y. L. Wang , Y. N. Wang , Y. Q. Wang , Yaqian Wang , Yi Wang , Yuan Wang , Z. Wang , Z. L. Wang , Z. L. Wang , Z. Q. Wang , Z. Y. Wang , D. H. Wei , H. R. Wei , F. Weidner , S. P. Wen , Y. R. Wen , U. Wiedner , G. Wilkinson , M. Wolke , C. Wu , J. F. Wu , L. H. Wu , L. J. Wu , L. J. Wu , Lianjie Wu , S. G. Wu , S. M. Wu , X. Wu , X. H. Wu , Y. J. Wu , Z. Wu , L. Xia , X. M. Xian , B. H. Xiang , D. Xiao , G. Y. Xiao , H. Xiao , Y. L. Xiao , Z. J. Xiao , C. Xie , K. J. Xie , X. H. Xie , Y. Xie , Y. G. Xie , Y. H. Xie , Z. P. Xie , T. Y. Xing , C. F. Xu , C. J. Xu , G. F. Xu , H. Y. Xu , H. Y. Xu , M. Xu , Q. J. Xu , Q. N. Xu , T. D. Xu , W. Xu , W. L. Xu , X. P. Xu , Y. Xu , Y. Xu , Y. C. Xu , Z. S. Xu , F. Yan , H. Y. Yan , L. Yan , W. B. Yan , W. C. Yan , W. H. Yan , W. P. Yan , X. Q. Yan , H. J. Yang , H. L. Yang , H. X. Yang , J. H. Yang , R. J. Yang , T. Yang , Y. Yang , Y. F. Yang , Y. H. Yang , Y. Q. Yang , Y. X. Yang , Y. Z. Yang , M. Ye , M. H. Ye , Z. J. Ye , Junhao Yin , Z. Y. You , B. X. Yu , C. X. Yu , G. Yu , J. S. Yu , L. Q. Yu , M. C. Yu , T. Yu , X. D. Yu , Y. C. Yu , C. Z. Yuan , H. Yuan , J. Yuan , J. Yuan , L. Yuan , S. C. Yuan , X. Q. Yuan , Y. Yuan , Z. Y. Yuan , C. X. Yue , Ying Yue , A. A. Zafar , S. H. Zeng , X. Zeng , Y. Zeng , Y. J. Zeng , Y. J. Zeng , X. Y. Zhai , Y. H. Zhan , Zhang , A. Q. Zhang , B. L. Zhang , B. X. Zhang , D. H. Zhang , G. Y. Zhang , G. Y. Zhang , H. Zhang , H. Zhang , H. C. Zhang , H. H. Zhang , H. Q. Zhang , H. R. Zhang , H. Y. Zhang , J. Zhang , J. Zhang , J. J. Zhang , J. L. Zhang , J. Q. Zhang , J. S. Zhang , J. W. Zhang , J. X. Zhang , J. Y. Zhang , J. Z. Zhang , Jianyu Zhang , L. M. Zhang , Lei Zhang , N. Zhang , P. Zhang , Q. Zhang , Q. Y. Zhang , R. Y. Zhang , S. H. Zhang , Shulei Zhang , X. M. Zhang , X. Y Zhang , X. Y. Zhang , Y. Zhang , Y. Zhang , Y. T. Zhang , Y. H. Zhang , Y. M. Zhang , Y. P. Zhang , Z. D. Zhang , Z. H. Zhang , Z. L. Zhang , Z. L. Zhang , Z. X. Zhang , Z. Y. Zhang , Z. Y. Zhang , Z. Z. Zhang , Zh. Zh. Zhang , G. Zhao , J. Y. Zhao , J. Z. Zhao , L. Zhao , L. Zhao , M. G. Zhao , N. Zhao , R. P. Zhao , S. J. Zhao , Y. B. Zhao , Y. L. Zhao , Y. X. Zhao , Z. G. Zhao , A. Zhemchugov , B. Zheng , B. M. Zheng , J. P. Zheng , W. J. Zheng , X. R. Zheng , Y. H. Zheng , B. Zhong , C. Zhong , H. Zhou , J. Q. Zhou , J. Y. Zhou , S. Zhou , X. Zhou , X. K. Zhou , X. R. Zhou , X. Y. Zhou , Y. X. Zhou , Y. Z. Zhou , A. N. Zhu , J. Zhu , K. Zhu , K. J. Zhu , K. S. Zhu , L. Zhu , L. X. Zhu , S. H. Zhu , T. J. Zhu , W. D. Zhu , W. D. Zhu , W. J. Zhu , W. Z. Zhu , Y. C. Zhu , Z. A. Zhu , X. Y. Zhuang , J. H. Zou , J. Zu , (BESIII Collaboration) . Search for the lepton number violation decay ω→π⁺π⁺e⁻e⁻+c.c.. Chinese Physics C, 2025, 49(10): 103002. doi: 10.1088/1674-1137/ade955

[2]

HUANG Jiang , XIONG Yong-Qian , CHEN De-Zhi , LIU Kai-Feng , YANG Jun , LI Dong , YU Tiao-Qin , FAN Ming-Wu , YANG Bo . A permanent magnet electron beam spread system used fora low energy electron irradiation accelerator. Chinese Physics C, 2014, 38(10): 107008. doi: 10.1088/1674-1137/38/10/107008

Access

Get Citation

Ming-Yang Huang. Study of accelerator neutrino detection at a spallation source[J]. Chinese Physics C, 2016, 40(6): 063002. doi: 10.1088/1674-1137/40/6/063002

Ming-Yang Huang. Study of accelerator neutrino detection at a spallation source[J]. Chinese Physics C, 2016, 40(6): 063002. doi: 10.1088/1674-1137/40/6/063002 shu

RIS(for EndNote,Reference Manager,ProCite)

BibTex

Txt

Milestone

Received: 2015-10-15
Revised: 2016-02-05

Fund

Supported by National Natural Science Foundation of China (11205185, 11175020)

Article Metric

Article Views(2878)
PDF Downloads(1146)
Cited by(0)

Policy on re-use

To reuse of Open Access content published by CPC, for content published under the terms of the Creative Commons Attribution 3.0 license (“CC CY”), the users don’t need to request permission to copy, distribute and display the final published version of the article and to create derivative works, subject to appropriate attribution.

通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

1.
沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142

Study of accelerator neutrino detection at a spallation source

Abstract：

References

Access

Article Metrics

Metrics

通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

Email This Article

Study of accelerator neutrino detection at a spallation source

Corresponding author: Ming-Yang Huang,

HTML

目录