A high precision calibration of the nonlinear energy response at Daya Bay

D. Adey, F. P. An, A. B. Balantekin, H. R. Band, M. Bishai, S. Blyth, D. Cao, G. F. Cao, J. Cao, J. F. Chang, Y. Chang, H. S. Chen, S. M. Chen, Y. Chen, Y. X. Chen, J. Cheng, Z. K. Cheng, J. J. Cherwinka, M. C. Chu, A. ChukanovJ. P. Cummings, N. Dash, F. S. Deng, Y. Y. Ding, M. V. Diwan, T. Dohnal, J. Dove, M. Dvořák, D. A. Dwyer, M. Gonchar, G. H. Gong, H. Gong, W. Q. Gu, J. Y. Guo, L. Guo, X. H. Guo, Y. H. Guo, Z. Guo, R. W. Hackenburg, S. Hans, M. He, K. M. Heeger, Y. K. Heng, A. Higuera, Y. K. Hor, Y. B. Hsiung, B. Z. Hu, J. R. Hu, T. Hu, Z. J. Hu, H. X. Huang, X. T. Huang, Y. B. Huang, P. Huber, D. E. Jaffe, K. L. Jen, S. Jetter, X. L. Ji, X. P. Ji, R. A. Johnson, D. Jones, L. Kang, S. H. Kettell, L. W. Koerner, S. Kohn, M. Kramer, T. J. Langford, L. Lebanowski, J. Lee, J. H.C. Lee, R. T. Lei, R. Leitner, J. K.C. Leung, C. Li, F. Li, H. L. Li, Q. J. Li, S. Li, S. C. Li, S. J. Li, W. D. Li, X. N. Li, X. Q. Li, Y. F. Li, Z. B. Li, H. Liang, C. J. Lin, G. L. Lin, S. Lin, S. K. Lin, J. J. Ling, J. M. Link, L. Littenberg, B. R. Littlejohn, J. C. Liu, J. L. Liu, Y. Liu, Y. H. Liu, C. Lu, H. Q. Lu, J. S. Lu, K. B. Luk, X. B. Ma, X. Y. Ma, Y. Q. Ma, C. Marshall, D. A.Martinez Caicedo, K. T. McDonald, R. D. McKeown, I. Mitchell, L. Mora Lepin, J. Napolitano, D. Naumov, E. Naumova, J. P. Ochoa-Ricoux, A. Olshevskiy, H. R. Pan, J. Park, S. Patton, V. Pec, J. C. Peng, L. Pinsky, C. S.J. Pun, F. Z. Qi, M. Qi, X. Qian, N. Raper, J. Ren, R. Rosero, B. Roskovec, X. C. Ruan, H. Steiner, J. L. Sun, K. Treskov, W. H. Tse, C. E. Tull, B. Viren, V. Vorobel, C. H. Wang, J. Wang, M. Wang, N. Y. Wang, R. G. Wang, W. Wang, X. Wang, Y. Wang, Y. F. Wang, Z. Wang, Z. M. Wang, H. Y. Wei, L. H. Wei, L. J. Wen, K. Whisnant, C. G. White, H. L.H. Wong, S. C.F. Wong, E. Worcester, Q. Wu, W. J. Wu, D. M. Xia, Z. Z. Xing, J. L. Xu, T. Xue, C. G. Yang, L. Yang, M. S. Yang, Y. Z. Yang, M. Ye, M. Yeh, B. L. Young, H. Z. Yu, Z. Y. Yu, B. B. Yue, S. Zeng, Y. Zeng, L. Zhan, C. Zhang, C. C. Zhang, F. Y. Zhang, H. H. Zhang, J. W. Zhang, Q. M. Zhang, R. Zhang, X. F. Zhang, X. T. Zhang, Y. M. Zhang, Y. X. Zhang, Y. Y. Zhang, Z. J. Zhang, Z. P. Zhang, Z. Y. Zhang, J. Zhao, L. Zhou, H. L. Zhuang, J. H. Zou

Research output: Contribution to journalArticle

Abstract

A high precision calibration of the nonlinearity in the energy response of the Daya Bay Reactor Neutrino Experiment's antineutrino detectors is presented in detail. The energy nonlinearity originates from the particle-dependent light yield of the scintillator and charge-dependent electronics response. The nonlinearity model is constrained by γ calibration points from deployed and naturally occurring radioactive sources, the β spectrum from 12B decays, and a direct measurement of the electronics nonlinearity with a new flash analog-to-digital converter readout system. Less than 0.5% uncertainty in the energy nonlinearity calibration is achieved for positrons of kinetic energies greater than 1 MeV.

Original languageEnglish (US)
Pages (from-to)230-242
Number of pages13
JournalNuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
Volume940
DOIs
StatePublished - Oct 1 2019

    Fingerprint

Keywords

  • Daya Bay
  • Energy calibration
  • Liquid scintillator
  • Neutrino

ASJC Scopus subject areas

  • Nuclear and High Energy Physics
  • Instrumentation

Cite this

Adey, D., An, F. P., Balantekin, A. B., Band, H. R., Bishai, M., Blyth, S., Cao, D., Cao, G. F., Cao, J., Chang, J. F., Chang, Y., Chen, H. S., Chen, S. M., Chen, Y., Chen, Y. X., Cheng, J., Cheng, Z. K., Cherwinka, J. J., Chu, M. C., ... Zou, J. H. (2019). A high precision calibration of the nonlinear energy response at Daya Bay. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 940, 230-242. https://doi.org/10.1016/j.nima.2019.06.031