n Úù p § “ Ó Þ8 0z º À W ¥ u œ = kV È° Ë Ñß e È û s ÚM 4 ® o ù p § ü” X ¢ Ž ì ŏ Œ

ö

n Úù p § “ Ó Þ8 0z º À W ¥ u œ = kV È° Ë Ñß e È û s ÚM  4 ®  o ù p §  ü” X ¢ Ž ì ŏ Œ

T

® £* å  · € Ð^ ï B‡ Ú ·  ™ » ý — ¡® £

 â

· ¡ ¤ @ /† < Ɠ § Ó ü t o † < Æõ , @ /½ ¨ 702-701

(2011¸   12 Z 4 12{ 9  ~ à Î6 £ §, 2012¸   1 Z 4 5{ 9  à º& ñ ‘ : r ~ à Î6 £ §, 2012¸   3 Z 4 2{ 9  > F  S X ‰& ñ )

× 

æ$ í p   x 9  ×  æ$ í    Ž Ø  ¦`  ¦ 0 A # Œ Ó ü t ¢ ¸  H $ 3 F  gÓ  o`  ¦ s 6   x ô  Ç @ /6   x | ¾ Ó_   Ž Ø  ¦ l   6   x ÷ &“ ¦ e ”  .

‘ :

r ƒ  ½ ¨\ " f  H  | ¾ Ó_  Ó ü t \  $ 3 F  gÓ  o`  ¦ ™ D ¥ ½ + Ë # Œ $ 3 F  g ^ ‰_  : £ ¤$ í    o\  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨\  ¦ à º' Ÿ  % i  . l 

” >

r \   6   x ÷ &  H $ 3 F  gÓ  o_   â Ä º 1 l q$ í `  ¦ {  
 µ 1 Ï o& h s  ± ú Ü ¼Ù ¼– Ð s \    É r ] j€  •`  ¦ F G4 Ÿ ¤ l  0 A # Œ Linear Alkyl Benzene õ  ° ú  s  1 l q$ í s  ‰ & ³$ y  ± ú “ ¦ µ 1 Ï o& h “ É r Z  }“ É r î ß –„  ô  Ç Ä »l 6   x B \  ¦ ‚  × þ ˜ % i “ ¦, # Œ l

\  6   x B – РÒ'  \  -t \  ¦ „  ² ú ˜~ à Î  y n C`  ¦ ? /  H $ 3 F  g ^ ‰ x 9    © œ  ¨ 8 ŠÓ ü t| 9 `  ¦ ' ‘  % i  . s  Qô  Ç $ 3 F  g Ó 

o\  Ó ü t`  ¦ [ O l  0 A # Œ Ä » o] j\  ¦  6   x # Œ  | ¾ Ó_  Ó ü t õ  ™ D ¥ ½ + Ë # Œ €  " f X-‚   x 9  y Œ ™ ‚  `  ¦ s 6   x # Œ

$ 3

F  g ~ ½ ÓØ  ¦ Û ¼& 7 ˜à Ô! 3  x 9  $ 3 F  g | ¾ Ó_     o\  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨\  ¦ à º' Ÿ  % i “ ¦  © œ6   x _  Ultima-Gold LLT $ 3 F  gÓ  o õ

 q “ § % i  . > hµ 1 Ï  ) a  Ž Ø  ¦ l   H $ s €  " f @ /6   x | ¾ Ó_   Ž Ø  ¦ l  € 9 כ ¹ô  Ç { 9   …  ;^ ‰ Ó ü t o  x 9  Ù þ ˜Ó ü t o z  ´ +

« >, ¢ ¸  H ~ ½ Ó ‚  | ¾ Ó — ¸m ' a A\  6 £ x6   x| ¨ c à º e ”  .

Ù þ

˜d ” # Q: $ 3 F  g Ž Ø  ¦ l , à º6   x$ í $ 3 F  gÓ  o, ×  æ$ í p  , ×  æ$ í  , ‚  | ¾ Ó — ¸m ' a A

Development of a Water Based Liquid Scintillator

J. Y. Lee · J. H. So · H. J. Kim ^∗

Department Physics, Kyungpook National University, Taegu 702-701 (Received 12 December 2011 : revised 5 January 2012 : accepted 2 March 2012)

Large sized water Cerenkov detectors or liquid scintillators have been used for neutrino or neu- tron detection. We developed a liquid scintillator based on water with different liquid scintillator loadings. We used a linear alkyl benzene (LAB) based liquid scintillator because it is less toxic and its flash point is higher than those of other scintillators. We added a scintillator solute and a wave- length shifter to the LAB. We also added Triton X-100 to load the liquid scintillator into the water.

Different concentrations of the liquid scintillator were loaded into the water, and the developed ma- terial was characterized using X-ray luminescence and scintillation light yield measurements with a radioactive gamma-ray source. A commercial liquid scintillator of Ultima Gold LLT was used for comparison with the developed liquid scintillator. This low cost water-based liquid scintillator detector can be applied for particle-astrophysics and nuclear experiments for neutrino detection and for radiation dose monitoring.

PACS numbers: 29.40.Mc

Keywords: Scintillation detector, Water soluble liquid scintillator, Neutrino, Neutron, Dose monitoring

∗

E-mail: [email protected]

-251-

I. " e  ] Ø

{ 9

  x 9  ~ ½ Ó ‚    Ž Ø  ¦`  ¦ 0 A # Œ ´ ú §“ É r  Ž Ø  ¦ l  > hµ 1 Ï÷ &

#

Q e ”   H X <, Õ ª ×  æ Ä »l 6   x B \  ¦   H ç ß –Ü ¼– Ð   H Ó  o^ ‰$ 3 F  g Ž  Ø

 ¦ l   H $ § 4 ô  Ç   Ü ¼– Ð @ /6   x | ¾ Ó_  ] j Œ •s  0 p x # Œ Ù þ ˜ Ó

ü

t o , { 9  Ó ü t o , …  ;^ ‰Ó ü t o  x 9  ~ ½ Ó ‚   Ž Ø  ¦ l  1 p x  € ª œô  Ç ì  r



\   6   x ÷ &“ ¦ e ”   [1]. Ó  o^ ‰+ þ A $ 3 F  g  Ž Ø  ¦ l    É r  Ž  Ø

 ¦ l \  q K  t   H Y >  t   © œ& h s  e ”  . y Œ ™ Wr ç ß –s  à º

” ¸œ í– Ð  © œ{ © œy   Ø Ô“ ¦ Ä »l F K5 Å q x 9  \ P ×  æ$ í   Ÿ í S \ ‰ é ß –

€

 & h s   H Ó ü t| 9 `  ¦ 0 l q s l  6   x s    [2]. Õ ªA " f s  Qô  Ç



© œ& h s  כ ¹½ ¨÷ &  H ì  r  \ " f # Œ„  y  Ó  o^ ‰+ þ A $ 3 F  g  Ž Ø  ¦ l 

\

 ¦  6   x “ ¦ e ”  . ˜ Ð: Ÿ x $ 3 F  g ^ ‰_  6   x B – Ð Ä »l Ó ü t| 9 `  ¦   6

 

x Ù ¼– Ð Ó ü t`  ¦ ' ‘ ½ + É Ã º \ O  . t ë ß – Ò q t" î / B N † < Æ x 9  C-14 x 9

 H-31 p x _  $ \  -t  Z … Ù þ ˜7 á x ~ ½ Ó 0 p x  Ž Ø  ¦ l  0 A # Œ Ó

ü

t`  ¦ ' ‘ ½ + É Ã º e ”   H Ultima-Gold LLT (UG) ü < ° ú  “ É r  © œ 6

 

x $ 3 F  gÓ  os  > hµ 1 Ï÷ &# Q e ”   [3]. Õ ª Q
 s  Qô  Ç  © œ6   x $ 3  F 

gÓ  o\  ' ‘ ½ + É Ã º e ”   H Ó ü t _  € ª œ\   H ô  Ç>  e ”  . ‘ : r ƒ  

½

¨\ " f  H Ó ü t`  ¦  | ¾ ÓÜ ¼– Ð Ÿ í† < Ê ½ + É Ã º e ”   H $ + þ A Ó  o^ ‰+ þ A

$ 3

F  g  Ž Ø  ¦ l \  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨\  ¦ ”  ' Ÿ  % i   H X <, 1 l q$ í s  & h “ ¦ µ

1 Ï o& h s  Z  }“ É r Linear Alkyl Benzene (LAB) x 9  Ä » o] j Triton X-100 (Triton-X)`  ¦  6   x # Œ  | ¾ Ó_  Ó ü t`  ¦ V , # Q

€  " f Ó  o^ ‰_  È Ò" î • ¸ x 9  $ 3 F  g : £ ¤$ í \  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨\  ¦ ”  ' Ÿ 

% i  .

>

hµ 1 Ï  ) a  Ž Ø  ¦ l   H  6 £ § õ  ° ú  “ É r ì  r  \  6 £ x6   x s  0 p x 



. ' Í   P :– Ð, { 9 ‘ : r _  Super-Kamiokande z  ´+ « >  Ž Ø  ¦ l  [4] 1 p x“ É r ×  æ$ í p    Ž Ø  ¦`  ¦ 0 A # Œ Ó ü t`  ¦  6   x # Œ ^ ‰E $ ™ ï á

Ԓ    ñ\  ¦ s 6   x # Œ { 9  _  \  -t \  ¦ 8 £ ¤& ñ   H X <, # Œl 

\

 €  •ç ß –_  $ 3 F  gÓ  o`  ¦ ' ‘  €   { 9    Ž Ø  ¦ ë  H) 3 \  -t ° ú כ

`

 ¦ ± ú Ø  ¦ à º e ” `  ¦  כ s  . ¿ º   P :– Ð, – ÐE $ ™Û ¼ o ! Q— ¸# Q Õ ª Ò

 ¨ s  ² D G Ù þ ˜î ß –„  `  ¦ 0 Aô  Ç Ô  ¦Z O  Ù þ ˜Ó ü t| 9  „ à Ð \  ¦ 0 A # Œ Ó ü t

\

 ×  æ$ í   Ÿ í S \ ‰ é ß –€  & h s   H [  t o ³ o u`  ¦ ' ‘  # Œ ^ ‰E $ ™



ïá Ԓ    ñ  Ž Ø  ¦`  ¦ s 6   x # Œ y Œ ™ ‚  _  \  -t \  ¦ 8 £ ¤& ñ ½ + É Ã º e ”

  H @ /6   x | ¾ Ó  Ž Ø  ¦ l \  ¦ ë ß –[ þ t% 3   [5]. t ë ß – 8 £ ¤& ñ \  -t 

  Œ •  C  â ¸ ú š6 £ § õ  ½ ¨Z > s  # Q 9î  r ë  H ] j e ”   H X < s \  ¦

‘

: r ƒ  ½ ¨”  s  > hµ 1 Ïô  Ç  Ž Ø  ¦ l \  ¦ s 6   x €   s  Qô  Ç ë  H ] j\  ¦ F

G4 Ÿ ¤ ½ + É Ã º e ” Ü ¼o   l @ /  ) a  . [ j   P :– Ð,  Ž Ø  ¦ l \  ¦ “  ^ ‰ _

 Ó ü t q Ö  ¦ õ  q 5 p w >  ] j Œ • # Œ ~ ½ Ó ‚   ~ ½ Ó ‚  | ¾ Ó — ¸m  '

a A`  ¦ €   ’  ^ ‰ ~ ½ Ó ‚  \  _ K  x ; Ÿ ¤ ÷ &  H ~ ½ Ó ‚  | ¾ Ó

`

 ¦ Æ Ò& ñ l \  6   x s   . W 1   P :– Ð,  Ž Ø  ¦ l  > hµ 1 Ïs  6   x s 

“ ¦   s  $ § 4  Ù ¼– Ð Á »“ : r Ä ºÅ ҂   ¢ ¸  H ~ ½ Ó ‚    Ž Ø  ¦

`

 ¦ 0 Aô  Ç † < ÆÒ q t “ §¹ ¢ ¤6   x z  ´+ « > l  F – Ð > hµ 1 Ï | ¨ c à º e ” `  ¦  כ s

 .

II. ÷ m Ç ] M ö

1. ÷ m Ç] M ö4 ~ ¿

$ 3

F  g ^ ‰_  6   x B – Ð = å X  H& h s  300

^◦

C s “ ¦ µ 1 Ï o& h s  145

◦

C – Ð   É r 6   x B \  q K " f î ß –& ñ & h “   LAB`  ¦  6   x % i Ü ¼ 9, 6   x| 9 – Ѝ  H PPO ü < POPOP\  ¦  6   x % i  . PPO  H 6   x B

– РÒ'  \  -t \  ¦ „  ² ú ˜~ à Î  y n C`  ¦ ? /  H Ó ü t| 9 – Ð 363 nm_  µ

1 Ï F  g x ß ¼\  ¦ t “ ¦ POPOP  H PPO  ~ ½ ÓØ  ¦   H y n C`  ¦ ~ à Î



 410 nm@ /_  y n CÜ ¼– Ð   ¨ 8 Š # Œ ~ ½ ÓØ  ¦ ô  Ç  [6]. PPO $ 3  F 

g`  ¦ ? /t ë ß – F  g7 £ x C  › ' a(Photomutiplier Tube, PMT) _  F  g

´

òÖ  ¦ s  400 nm@ /\ " f F G @ / o ÷ &Ù ¼– Ð s    © œ@ /– Ð   © œ

`

 ¦  7 Šҍ  H   © œ   s Ó ü t“   POPOP\  ¦ ' ‘  % i  . PPO



 H o ' { © œ 1 g`  ¦ ' ‘  “ ¦ POPOP  H o ' { © œ 40 mg`  ¦ ' ‘ 

 % i  . s  Ó ü t| 9 [ þ t s  6   x B \  ¸ ú ˜ 0 l q`  ¦ à º e ” • ¸2 Ÿ ¤ \ P “ § ì

ø Íl \ " f 60

^◦

C – Ð \ P  # Œ à º { 9 ç ß – [ O # Q Å Ò% 3  . Ó ü t õ  s

 $ 3 F  gÓ  o“ É r " f– Ð [ O s t  · ú §Ü ¼Ù ¼– Ð Ä » o] j_  ô  Ç 7 á x À ӓ   Triton-X\  ¦ ' ‘  # Œ [ O # QÅ Ò% 3  . s   H Ä » o] j– Ð+ ‹ • 2 ;à º

$ í

$ í ì  r õ  ™ èà º$ í $ í ì  r`  ¦ — ¸¿ º t “ ¦ e ” # Q Ó ü t õ  l 2 £ § \ 

¸ ú

˜ [ O “   .  8Ô  ¦ # Q = å X  H& h s  200

^◦

C s  © œs “ ¦ µ 1 Ï o& h s  251

^◦

C – Ð î ß –„    9, $ § 4 ô  Ç   \  q K  ´ òõ   H 8 A# Q




 [7]. Ó ü t õ  LAB $ 3 F  gÓ  o`  ¦ { 9 & ñ ô  Ç q – Ð [ O “ ¦ Triton-X



 H s  ¿ º Ó ü t| 9 s  ™ D ¥ ½ + Ë÷ &# Q È Ò" î K | 9  M : t  [ O # QÅ Ò% 3  .

UG _   â Ä º Õ ª  ^ ‰\  Ä » o] j x 9  µ 1 Ï F  gÓ ü t| 9 s  Ÿ í† < Ê÷ &# Q e ”

 . t ë ß –  © œ6   x ] j¾ ¡ § Ü ¼– Ð+ ‹ µ 1 Ï F  gÓ ü t| 9 õ  Ä » o] j_  7 á x À

Óü < ' ‘ | ¾ Ó`  ¦ · ú ˜ à º \ O  . Õ ª QÙ ¼– Ð Ó ü t õ  UG_  q Ö  ¦ ë ß –

`

 ¦  7  9 z  ´+ « > % i  . s X O >  ] j Œ •  ) a $ 3 F  gÓ  o_  µ 1 Ï F  g 

 © œ: £ ¤$ í s  Triton-X\  _  # Œ  7 t  · ú §€ Œ ¤6 £ §`  ¦ S X ‰ “    l

 0 AK   ü @‚   ` O Û ¼ Y Us $  x 9  X-‚  " é ¶`  ¦  6   x # Œ µ 1 Ï F  g Û

¼& 7 ˜à Ô! 3 `  ¦ 8 £ ¤& ñ % i  . ¢ ¸ô  Ç, Ó ü t _  q Ö  ¦ \    É r $ 3 F  g: £ ¤

$ í

   o\  ¦ 8 £ ¤& ñ l  0 A # Œ y Œ ™ ‚  " é ¶`  ¦ s 6   x # Œ Å Ò# Q

”

  f  ¨ à º\  -t \  @ /ô  Ç $ 3 F  g | ¾ Ó_     o\  ¦ 8 £ ¤& ñ % i  .

2. ÷ m Ç] M ö • ¤X N Ë X ê sR   ŒV R Ë

]

j Œ •  ) a $ 3 F  gÓ  o_  µ 1 Ï F  g Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 `  ¦ 8 £ ¤& ñ l  0 A # Œ Ocean Optics  _  QE65000 ì  rF  g > \  ¦  6   x % i “ ¦ $ 3 F  g Ó 

o\ " f
š ¸  H y n C“ É r F  g  s ! Q\  ¦ : Ÿ x # Œ ì  rF  g > \  „  ² ú ˜

÷

&• ¸2 Ÿ ¤ % i  . # Œl  ‚  " é ¶ (Excitation source) Ü ¼– Ѝ  H X-

‚

 " é ¶ (100 kV, 0.5 mA) x 9  266 nm_   ü @‚   ` O Û ¼Y Us $ 

‚

 " é ¶ (CNI Co.)`  ¦  6   x % i  .

Ó ü

t _  q Ö  ¦ \    É r $ 3 F  g | ¾ Ó_     o\  ¦ ˜ Ðl  0 A # Œ Fig.

1 õ  ° ú  s  z  ´+ « >  © œq \  ¦ ½ ¨$ í % i  . ] j Œ •  ) a $ 3 F  gÓ  o`  ¦ y Œ • y

Œ

•  Œ •“ É r  s · ú ˜\  `  …   { Œ ™“ ¦ s  $ 3 F  gÓ  o\ " f ~ ½ ÓØ  ¦ ÷ &  H y n C

Fig. 1. A schematic diagram of pulse height measure- ment of liquid scintillators.

Fig. 2. (Color online) Emission spectrum of water based LAB scintillator excited by 266 nm UV laser.

s

 F  g7 £ x C  › ' a Ü ¼– Ð þ j@ /ô  Ç ì ø Í  | ¨ c à º e ” • ¸2 Ÿ ¤ _ …e  ¦ : r Ü ¼– Ð y

Œ

™ Å Ò% 3  . s  6   x l \  ¦ F  g7 £ x C  › ' a \   ҂ à ̽ + É M :, F  g ’ < Hz  ´

`

 ¦ ×  ¦ s l  0 AK  optical grease\  ¦ µ 1 Ï  Å Ò% 3  . F  g7 £ x C  › ' a

“

É r PHOTONICS  _  XP2260/PA ] j¾ ¡ §`  ¦  6   x % i  .

F 

g7 £ x C  › ' a“ É r $ 3 F  gÓ  o\ " f ~ ½ ÓØ  ¦ ÷ &  H y n C`  ¦ „   ’    ñ– Ð  7 Å

ҍ  H 1 l x r \  p €  •ô  Ç „    ’    ñ\  ¦ 7 £ x; Ÿ ¤ r &  Šҍ  H % i ½ + É`  ¦ ô

 Ç . s  F  g7 £ x C  › ' a \  “ ¦„  · ú š µ 1 ÏÒ q tl  (High Voltage Power Supply, ORTEC)\  ¦ ƒ     “ ¦ 6 £ §„  · ú š 1600 V\  ¦ “   % i 

“

¦,   É r r  F  g‚  s  D h# Q [ þ t # Qt  · ú §• ¸2 Ÿ ¤ F K5 Å q Ü ¼– Ð 

`

‚ % i  . F  g7 £ x C  › ' a \ " f
š ¸  H ’    ñ  H ” ¸w Û ¼ _  400 Mhz FADC (Flash Analog to Digital Converter)\  ¦  6   x

# Œ S \ ‰1 p q % i  . s  ] j¾ ¡ §“ É r r Õ ªV , `  ¦ 2.5 ns    n t _ O 



o  9 X <s '   H VME crate _  VME-USB2 — ¸Ñ ý t`  ¦ : Ÿ x

# Œ o ³ n q Û ¼ ( Ž É Ó' \  „  ² ú ˜  ) a   [8]. ~ ½ Ó ‚  " é ¶ Ü ¼– Ð 662 keV _  y Œ ™ ‚  `  ¦ ? /  H 1 µCi _ 

¹³⁷

Cs`  ¦  6   x # Œ % 3 “ É r X <

s

' \  ¦ ì  r$ 3  # Œ \  -t  Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 `  ¦ ½ ¨ % i  .

III. + s ÇÊ Ý õ m Í À X Ø8 ý

]

j Œ •  ) a $ 3 F  gÓ  o`  ¦ 266 nm  ü @‚   ` O Û ¼ Y Us $ \  ¦ : Ÿ x 

#

Œ # Œl  r (  “ ¦, Fig. 2\ " f ^  ¦ à º e ” 1 p w s  420 nm Â Ò   H \ 

"

f s  $ 3 F  gÓ  os  µ 1 Ï F  g Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 `  ¦ ? /  H  כ `  ¦ 8 £ ¤& ñ % i  .

X-‚  \ " f• ¸ Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 s   Œ •l   H t ë ß – ° ú  “ É r   õ  • ¸

Fig. 3. (Color online) Comparison of pulse height spec- tra of (1) LAB (black), (2) BC501A (blue), (3) Pseudoc- umene (green) and (4) UG (red) irradiated with 662 keV gamma-ray radioactive source.

Fig. 4. (Color online) Pulse height specta of LAB based liquid scintillator with (1) 55 % (black), (2) 67 % (green), (3) 75 % (blue), (4) 86 % (violet) and (5) 0 % (red) of water loading irradiated with 662 keV gamma-ray ra- dioactive source.

Ø

 ¦ ÷ &# Q Ä » o] j– Ð “  ô  Ç $ 3 F  g: £ ¤$ í _     o \ O 6 £ §`  ¦ S X ‰ “  

% i  .

LAB`  ¦ l ì ø ÍÜ ¼– Ð ] j Œ •  ) a $ 3 F  gÓ  o_  $ í 0 p x S X ‰ “  `  ¦ 0 A 

#

Œ y Œ ™ ‚  " é ¶`  ¦ s 6   x # Œ   É r  © œ6   x $ 3 F  gÓ  oõ  \  -t  Û ¼

&

7 ˜à Ô! 3  — ¸€ ª œ`  ¦ q “ § % i  . Fig. 3`  ¦ ˜ Ѐ   LAB $ 3 F  gÓ  o s

   É r  © œ6   x $ 3 F  gÓ  o“   1,2,4-trimethylbenzene (Pseudoc- umene) l ì ø Í $ 3 F  gÓ  o x 9  BC501Aõ  $ 3 F  g ~ ½ ÓØ  ¦ | ¾ Ó`  ¦ q “ § 

% i

`  ¦ M :  H s  \ O 6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ”  .

Ä

ºo  ] j Œ •ô  Ç $ 3 F  gÓ  o\  \ O  ë ß –
p u _  Ó ü t`  ¦ ' ‘ ½ + É Ã º e ”

  H t  · ú ˜l  0 A # Œ, Ó ü t`  ¦ l ï  r Ü ¼– Ð LAB $ 3 F  gÓ  o_  € ª œ`  ¦ Z

þ

t  9 9 z  ´+ « >`  ¦ à º' Ÿ  % i  . Ó ü t õ  LAB $ 3 F  gÓ  o_   Òx  q

  H y Œ •y Œ • 96:4, 92:8, 88:12, 84:16Ü ¼– Ð ¿ º“ ¦ Triton-X\  ¦ 6

  xÓ  os  È Ò" î K | 9  M : t  ' ‘  % i  . Õ ª   õ , ™ D ¥ ½ + ˝ ) a 6

  xÓ  o  Òx  @ /q  Ó ü t _  q Ö  ¦“ É r í  H " f@ /– Ð 86 %, 75 %, 67 %,

55 %  ÷ &% 3 “ ¦ LAB $ 3 F  gÓ  o_   â Ä º í  H " f@ /– Ð 5 %, 6 %,

9 %, 11 %  ÷ &% 3  . Ó ü t @ /q  LAB $ 3 F  gÓ  o_  q Ö  ¦ s  Z  }

Fig. 5. (Color online) The gel type of water-based LAB liquid scintillator.



| 9 à º2 Ÿ ¤ € 9 כ ¹ô  Ç Triton-X_  € ª œ• ¸ 7 £ x  ÷ &% 3  . Fig. 4\  ¦

˜

Ѐ   Ó ü t`  ¦ ' ‘ ô  Ç $ 3 F  gÓ  os  Ó ü t`  ¦ ' ‘  t  · ú §“ É r LAB $ 3  F 

gÓ  o\  q K  €  • 50 %_  ×  ¦ # QŽ  H $ 3 F  g | ¾ Ó`  ¦ ~ ½ ÓØ  ¦ † < Ê`  ¦ · ú ˜ à º e ”

 . Ó ü t`  ¦ 55 % s  © œ ' ‘  % i `  ¦ M :, Fig. 5% ƒ! 3  $ 3 F  gÓ  o s

  0 q  © œI – Ð      H  כ `  ¦ › ' a8 £ ¤ % i  . s M :\   H $ 3 F  g | ¾ Ó s

   Ò  re  ¦ \  q K " f €  • ¿ º C  ×  ¦ # Q[ þ t% 3  .

q

“ § @ / © œÜ ¼– Ð  6   x ô  Ç  © œ6   x _  UG_   â Ä º Ó ü t _  q Ö  ¦`  ¦ 10 %m ”  7 £ x r &  9 z  ´+ « >`  ¦ à º' Ÿ  % i  . Fig. 6\ " f ^  ¦ Ã

º e ” 1 p w s  Ó ü t`  ¦ [ O # QÅ Ò% 3 `  ¦ M : ~ ½ ÓØ  ¦ $ 3 F  g | ¾ ӓ É r ‚  + þ A& h Ü ¼

–

Ð y Œ ™™ è† < Ê`  ¦ · ú ˜ à º e ”  . Õ ªa Ë >\ " f ˜ Ðs   H  כ % ƒ! 3   ± p š ¸

 É

rA á ¤“ É r Ó ü t`  ¦ „  ) € [ O t  · ú §€ Œ ¤`  ¦ M :_  \  -t  Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 s 

“

¦ ¢ , aA á ¤ Ü ¼– Ð ° ú ˜Ã º2 Ÿ ¤ Ó ü t _  † < ÊÄ »| ¾ ӓ É r 10 %m ”  7 £ x ô  Ç . Ó ü t _

 q Ö  ¦ s  50 %s  © œ { 9  M :, 6 £ x| 9 Ó ü t s  Ò q t   . Ä » o] j\  ¦



6   x t  · ú §“ ¦• ¸ Ó ü t`  ¦ 50 %  t  [ O `  ¦ à º e ” % 3 Ü ¼
 è  H Ü ¼

–

Ð ˜ Ѐ Œ ¤`  ¦ M : Ó  o^ ‰_  È Ò" î • ¸ b  # Q4 R @ /6   x | ¾ Ó Ó  o^ ‰$ 3 F  g

 Ž

Ø  ¦ l  ] j Œ • r  ´ òÖ  ¦ s  b  # Q| 9   כ Ü ¼– Ð Æ Ò& ñ  ) a  .

Ó ü

t s  80%s  © œ ' ‘   ) a Ó  o^ ‰ $ 3 F  g  Ž Ø  ¦ l \  ¦ ] j Œ • % i `  ¦ M

:, $ 3 F  g | ¾ ӓ É r 50 % y Œ ™™ è t ë ß – “ ¦\  -t  { 9   Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 

`

 ¦ 8 £ ¤& ñ  
 ~ ½ Ó ‚   ‚  5 Å q s  Z  }`  ¦  â Ä º\   H ×  ¦ # QŽ  H $ 3  F 

g | ¾ Ós  ë  H ] j ÷ &t  · ú §  H  .   " f · ú ¡" f " f : r \ " f ] jr  ô

 Ç s  $ 3 F  gÓ  o_  6 £ x6   x \   H Á ºo  \ O `  ¦  כ s   Ò q ty Œ •ô  Ç .

IV. + s Ç Â ] Ø

×

 æ$ í p   x 9  ×  æ$ í    Ž Ø  ¦`  ¦ 0 A # Œ Ó ü t ¢ ¸  H $ 3 F  gÓ  o`  ¦ s

6   x ô  Ç @ /6   x | ¾ Ó_   Ž Ø  ¦ l   6   x ÷ &“ ¦ e ”   H X <, ‘ : r ƒ  ½ ¨\ 

"

f  H Ó ü t \  $ 3 F  gÓ  o`  ¦ ´ òÖ  ¦& h Ü ¼– Ð ™ D ¥ ½ + Ë # Œ  Ž Ø  ¦ l _  $ í 0 p x

`

 ¦ † ¾ Ó © œr v   H ƒ  ½ ¨\  ¦ à º' Ÿ  % i  . î ß –„  `  ¦ 0 A # Œ LAB õ

 ° ú  s  1 l q$ í s  ‰ & ³$ y  ± ú “ ¦ µ 1 Ï o& h “ É r Z  }“ É r Ä »l 6   x B \  ¦

‚

 × þ ˜ % i “ ¦ $ 3 F  gÓ ü t| 9  PPOü <   © œ  ¨ 8 Š Ó ü t| 9 “   POPOP

\

 ¦ ' ‘  % i  . Ó ü t õ  Ä »l 6   x B ç ß –_  q \  ¦ ² ú ˜o  # Œ z  ´ +

« >ô  Ç   õ  LABõ  Ó ü t _   â Ä º Ó ü t _  q Ö  ¦ s  55 %  Å # Q 

Fig. 6. (Color online) Comparison of pulse height spec- trum of UG based liquid scintillator with (1) 50 % (red), (2) 40 % (green), (3) 30 % (blue), (4) 20 % (turquoise), (5) 10 % (brown) and (6) 0 % (black) of water loading irradiated with 662 keV gamma-ray radioactive source.

ë

ß – [ O % i “ ¦, 86 % t  Ó ü t _  € ª œ`  ¦ Z þ t  9 z  ´+ « > % i  . Ó ü t _  q

Ö  ¦ s  55 %  A \ " f  H  0 q ‰ & ³ © œs 
 z Œ ¤ .  © œ6   x Ü ¼– Ð



6   x ÷ &  H à º6   x$ í _  UG Ó  o^ ‰$ 3 F  g ^ ‰_   â Ä º Ó ü t _  q Ö  ¦ s  50 %  Ò'   H 6 £ x| 9 s  { 9 # Q
  Ž Ø  ¦ l – Ð  6   x s  Ô  ¦   .

s

X O >  ] j Œ •  ) a $ 3 F  gÓ  o`  ¦ UV laser ü < X-ray\  ¦ s 6   x # Œ S X

‰ “    õ  Triton-X– Ð “  ô  Ç $ 3 F  g _  : £ ¤$ í    o \ O 6 £ §`  ¦ ˜ Ð

€

Œ

¤ . ~ ½ Ó ‚  " é ¶ \  @ /ô  Ç  Ž Ø  ¦ l _  ì ø Í6 £ x`  ¦ ƒ  ½ ¨ l  0 A 

#

Œ 662 keV_  y Œ ™ ‚  " é ¶ “   Cs-137`  ¦ s 6   x # Œ z  ´+ « > % i 

“

¦ Ó ü t`  ¦ ´ ú §s  [ O 6 £ § \    " f $ 3 F  g | ¾ Ós  y Œ ™™ è† < Ê › ' a8 £ ¤ % i 



. > hµ 1 Ï  ) a  Ž Ø  ¦ l   H  | ¾ Ó_  Ó ü t \  €  •ç ß –_  $ 3 F  gÓ  o`  ¦ ' ‘ 

K

 @ /6   x | ¾ Ó  Ž Ø  ¦ l _  ] j Œ •s  0 p x Ù ¼– Ð Ó ü t`  ¦  6   x   H

@

/6   x | ¾ Ó ×  æ$ í p   $ í 0 p x † ¾ Ó © œ\   6   x| ¨ c à º e ” “ ¦, ×  æ$ í    Ž  Ø

 ¦ x 9  ~ ½ Ó ‚   ~ ½ Ó ‚  | ¾ Ó — ¸m ' a A\  s 6   x| ¨ c à º e ” `  ¦  כ Ü ¼

–

Ð l @ /  ) a  .

P

c p 8 ý ò k >

s

  7 Hë  H“ É r 2010 † < Ƹ  • ¸  â · ¡ ¤ @ /† < Ɠ § ƒ  ½ ¨¸   “ §Ã º ƒ  ½ ¨ q

\  _  # Œ ƒ  ½ ¨÷ &% 3 6 £ §.

Y

c p w Š à U Ø ”  ô

[1] G. F. Knoll, Radiation Detection and Measurement (John Wiley & Sons, New York, 1999).

[2] J. B. Birks, The Theory and Practice of Scintillation Counting (Pergamon Press, Oxford, 1964).

[3] PerkinElmer Inc. URL:http://www.perkinelmer.com/

Catalog/Family/ID/Ultima%20Gold %20Cocktails.

[4] S. Fukuda, Y. Fukuda et al., Nucl. Instr. and Meth.

A 501, 418 (2003).

[5] S. Dazeley, A. Bernstein et al., Nucl. Instr. and Meth.

A 607, 616 (2009).

[6] N. V. KrishnaMurthy, A. R. Reddy, B. Bhudevi, J.

Fluoresc 18, 29 (2008).

[7] David R. Winn, Daniel Raftery. IEEE Trans. Nucl.

Sci. 32, 727 (1985).

[8] H. J. Kim et al., IEEE Trans. Nucl. Sci. 57, 1475

(2010).