Изучение и подавление фоновых событий в неускорительных экспериментах по поиску редких процессов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.16, кандидат физико-математических наук Кобякин, Александр Сергеевич

• Кобякин, Александр Сергеевич
• кандидат физико-математических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Кобякин, Александр Сергеевич

Введение

Двойной /?-распад.

Темная материя.

1 Детектор ДЕВИЗ

1.1 Введение.

1.2 Описание установки.

1.3 Обработка событий.

1.4 Полученные результаты.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Изучение и подавление фоновых событий в неускорительных экспериментах по поиску редких процессов»

2.2 Параметры моделирования.22

2.3 Мюонный фон.23

2.4 Нейтронный фон.24

2.4.1 Методика измерения нейтронного фона .24

2.4.2 Калибровка счетчиков .25

2.4.3 Измерения фона.29

2.4.4 Заключение.36

2.5 Моделирование возникновения изотопов под воздействием фонового излучения.36

2.6 Оценка эффективности регистрации распада изотопов как событий от двойного /?-распада 136Хе.38

5.4 Заключение.78

6 Монте-Карло моделирование системы вето 79

6.1 Введение.79

6.2 Описание модели.79

6.3 Подбор параметров для добавления гадолиния.81

6.3.1 Массовая доля гадолиния.81

6.3.2 Параметры пазов для заливки смеси эпоксидного клея и оксида гадолиния.83

6.4 Эффективность маркировки событий системой вето.83

6.5 Заключение.88

Заключение 90

Литература 92

Введение

К концу XX века были фактически завершены построение и экспериментальная проверка Стандартной модели физики элементарных частиц. Стандартная модель включает в себя 3 поколения фундаментальных частиц, кварков и лептонов, из которых состоит все вещество, а также три различных взаимодействия: электромагнитное, сильное и слабое, — вместе с их частицами-переносчиками. Единственной частицей Стандартной модели, которая до сих пор не найдена экспериментально, является бозон Хштса, предсказанный Хиггсом в работе [1]. Тем не менее, уже несколько десятилетий предпринимаются попытки экспериментально отыскать новую физику, не укладывающуюся в рамки Стандартной модели. В этой работе речь пойдет от двух таких экспериментах, ДЕВИЗ и ZEPLIN-III. Первый из них предназначен для поиска двойного /?-распада, от наличия или отсутствия безнейтринной моды которого зависят ответы на фундаментальные вопросы физики нейтрино. Второй нацелен на поиски ^УШР'ов, частиц, являющихся одними из кандидатов на роль темной материи.

Двойной (3-распад

Физика нейтрино является одним из приоритетных направлений развития физики элементарных частиц, в частности благодаря обнаружению нейтринных осцил-ляций (см., например, [2]). Из существования нейтринных осцилляций напрямую следует наличие у нейтрино ненулевой массы. Соответственно, необходимо изучение других фундаментальных свойств нейтрино, в частности, природы этой частицы: майорановской или дираковской (см., например, [3]). Одними из немногих экспериментов, способных определить природу нейтрино экспериментально, являются эксперименты по поиску двойного безнейтринного /3-распада.

Двойной /3-распад представляет собой очень редкий процесс, в котором два нейтрона в ядре одновременно превращаются в два протона, при этом должны вылетать два электрона. Стандартная теория слабого взаимодействия требует, чтобы при этом вылетали два электронных антинейтрино:

Л, г) -> (А, г+ 2) + 2е~ + 2й.

Э. Майорана в работе [4] показал, что возможно существование нейтрино, тождественного своей античастице — антинейтрино, при этом все результаты теории слабого взаимодействия остаются верны. Такой тип нейтрино называется майораг-новским в отличие от дираковского, их различие существенно только в случае ненулевой массы нейтрино.

Для майорановского нейтрино возможен процесс безнейтринного двойного ¡3-распада:

А, г) (А, г+ 2) + 2е~

В этом случае нарушается сохранение лептонного числа, данный процесс запрещен в рамках стандартной модели. Поскольку слабое взаимодействие имет У-А структуру, то помимо тождественности нейтрино и антинейтрино требуется еще и переворот спина виртуального антинейтрино в процессе распада. Вероятность этого процесса пропорциональна квадрату массы нейтрино.

Таким образом, изучение двойного /3-распада позволяет не только определить природу массы нейтрино, но и в случае майорановского нейтрино оценить его массу. Для извлечения массы нейтрино из данных по безнейтринному каналу для двойного ^-распада необходимо знание ядерного матричного элемента. Его теоретические оценки затруднительны, а для экспериментальной проверки используемых теоретических моделей можно использовать данные по двухнейтринному каналу распада.

В настоящее время есть два основных типа экспериментов: калориметрический и трековый. В калориметрическом детекторе вещество источника и вещество детектора обычно совладают, хотя возможно чередование слоев источника и детектора. Измеряется суммарное энергия, уносимая при распаде двумя электронами. При этом в идеале ожидается непрерывный спектр для двухнейтринного канала распада и моноэнергетическая линия для безнейтринного канала распада. Преимуществами детекторов такого типа являются возможность использовать большую массу исследуемого изотопа и высокая чувствительность к особенностям энергетического спектра. Недостатками являются высокие требования к уровню фона и энергетическому разрешению, а также то, что не все способные к двойному /3-распаду вещества удобно использовать в качестве источников. В настоящее время к экспериментам на основе калориметрических детекторов относятся, например, CUORE ([5]) и его прототип CUORICINO ([6]), использующие охлажденные до криогенных температур кристаллы Те02, MAJORANA ([7]) и GERDA ([8]) на основе кристаллов германия.

Другим типом детектора является трековый, в котором источником является слой активного материала, достаточно тонкий для того, чтобы дать образовавшимся электронам возможность вылететь из материала и оставить след в окружающем трековом детекторе. Трековая информация позволяет выделить события с двумя электронами с вершиной в активном веществе и определить их энергию. Преиму-щетсвом такого вида детекторов являются дополнительные критерии отбора событий, большой коэффициент подавления фона, возможность использования большего числа различных изотопов. К недостаткам относится относительная малость массы источника и, соответственно, увеличившиеся размеры установки, невысокие эффективность и энергетическое разрешение. На основе трекового детектора проводятся такие эксперименты, как ЕХО([9]) на основе ксенона, MOON ([10]), исследующий двойной /?-распад изотопа 100Мо, NEMO-3 ([11]) изучающий сразу несколько различных изотопов, и другие.

В настоящий момент двухнейтринная мода распада открыта для 10 ядер. Одним из ядер, не входящих в это число и способных к двойному /?-распаду, является 13бХе. Несмотря на интенсивные исследования, его двухнейтринный распад до сих пор не обнаружен, существуют лишь верхние пределы на его период полураспада, поставленные в эскпериментах BNO ([12]) и DAMA ([13]). Исследованию двойного ß-распада изотопа 136Хе и посвящен эксперимент ДЕВИЗ, рассматриваемый в первой части данной работы.

Темная материя

В настоящее время многочисленные данные об устройстве Вселенной показывают, что ее суммарная кривизна близка к нулю, соответственно, она является плоской, что требует для параметра плотности материи и энегии О значения, близкого к единице. Но по данным спутника WMAP ([14]) наблюдаемая барионная материя во Вселенной вносит в параметр плотности вклад только на уровне 4.6%. Наибольший вклад на уровне 72.6% приходится на долю темной энергии, а оставшиеся 22.8% — вклад от холодной темной материи. В пользу существования темной материи говорят данные по кривым вращения спиральных и эллиптических галактик (см. обзор [15]). Также есть надежные данные о существовании темной материи из данных по гравитационному линзированию, например, из наблюдения столкновения двух галактических кластеров в кластере «Bullet», в котором обнаружено значительное смещение гравитационного центра масс сталкивающихся кластеров от положения центра масс видимой материи ([16]). Одновременно в пользу темной материи говорят неоднородности крупномасштабной структуры Вселенной ([14]), а также модели первичного нуклеосинтеза ([17]).

В настоящее время существует несколько кандидатов на роль темной материи. К ним относится барионная темная материя (например, массивные астрофизические компактные объекты), но результаты недавних измерений, в том числе данные спутника WMAP, показали, что максимальный вклад от данного вида объектов не может обеспечить необходимого количества темной материи. Другими кандидатами являются нейтрино, поскольку в результате обнаружения нейтринных осцил-ляций ([2]) было надежно установлено, что они должны обладать массой. Тем не менее, суммарная масса нейтрино всех трех типов в соответствии с [18] должна быть существенно выше, чем имеющиеся на данный момент ограничения сверху на ее величину по данным эксперимента Heidelberg-Moscow ([19]) или ограничения на разность масс различных типов нейтрино по данным осцилляторных экспериментов KamLAND ([20]) или MINOS ([21]). Таким образом, ни одна из известных в настоящее время частиц не может рассматриваться в качестве кандидата на роль темной материи. Теоретики предлагают в качестве основного кандидата WIMP'bi, или слабовзаимодействующие массивные частицы. В суперсимметричном расширеюга стандартной модели на роль WIMP'ob могут претендовать многие частицы, в частности, нейтрально, снейтрино, гравитино и др. (см. обзор [22]). Одновременно существуют и другие альтернативы, не связанные с новыми частицами, в частности, модифицированная ньютоновская динамика (МОНД, см. [23]). Тем не менее, наиболее вероятным объяснением феномена темной материи в данное время является гипотеза о наличии во Вселенной некоторого количества WIMP'ob, которые и вносят вклад в параметр плотности.

Для регистрации частиц темной матери могут быть использованы как прямые методы, основанные на регистрации ядер отдачи в мишени от процессов упругого и неупругого рассеяния, при этом характерная энергия ядер отдачи составляет несколько десятков кэВ, так и косвенные, в которых регистрируется продукты ан-нигилляции WIMP'ob.

В косвенных экспериментах могут регистрироваться нейтрино, как, например, в нейтринных телескопах ANTARES ([24]), AMANDA ([25]), IceCube ([26]), гамма-кванты, как, например, в экспериментах EGRET ([27]), AMS ([28]), MAGIC ([29]), позитроны, как в эксперименте PAMELA ([30]), или антипротоны, например, в экспериментах PAMELA ([30]) и CAPRICE ([31]).

Прямые эксперименты по поиску WIMP'ob тем или иным способом измеряют энергию, выделяющуюся при рассеянии частицы на ядре. Для регистрации ядра отдачи и измерения его энергии используются ионизационные, сцинтилляционные, тепловые детекторы или их комбинации. Предпочтительно использовать не один метод регистрации энергии, а их комбинацию, поскольку соотношение между различными сигналами позволяет идентифицировать фоновые события и, таким образом, выделять события рассеяния частиц на ядрах. Такими комбинированными детекторами, измеряющими одновременно тепловыделение и ионизацию, являются CDMS ([32]) и EDELWEISS ([33]), представляющие собой криогенные германиевые детекторы. К детекторам, измеряющим одновременно тепловыделение и сцинтилляцию, относятся дететоры на основе пузырьковых камер, в частности, COUPP ([34]) на основе пузырьковой камеры, заполненной жидким CF3I. Детекторы, измеряющие одновременно сцинтилляцию и ионизацию, обычно делаются на основе благородных газов, к ним относятся, например, эксперименты ZEPLIN-II ([35]), ZEPLIN-III ([36]) и Xenon 10 ([37]), представляющие собой двухфазные детекторы на основе ксенона.

Во второй части работы будет подробно рассмотрен детектор ZEPLIN-III, регистрирующий сигналы от ядер отдачи и измеряющий их энергию с помощью сцин-тилляционного и ионизационного сигналов.

Заключение диссертации по теме «Физика атомного ядра и элементарных частиц», Кобякин, Александр Сергеевич

Заключение

В работе были рассмотрены некоторые механизмы фоновых процессов в двух экспериментах по поиску редких событий. Для эксперимента ДЕВИЗ по поиску двойного /3-распада 136 Хе были получены следующие результаты:

1. Построена модель установки на основе программного пакета СЕАМТ4.

2. Проведено исследование нейтронного фона в окрестности установки, уточнено значение фонового потока нейтронов и обнаружены дополнительные источники фона.

3. Для обнаруженных источников получены оценки их активностей и спектров испускаемых нейтронов.

4. Получен качественный и количественный состав изотопов, рождающихся в установке под воздействием фонового излучения и способных дать вклад в разницу числа событий в различных экспозициях.

5. Получена величина вклада в фоновое число событий от распада рожденных изотопов для двух экспозиций с различным изотопным составом ксенона. Полученный вклад составляет 11.9 событий для обогащенного и 3.5 события для обедненного ксенона за 2000 часов и не может объяснить наблюдаемый избыток событий в экспозиции с обогащенным ксеноном.

Для эксперимента ZEPLIN-ПI по поиску темной материи были получены следующие результаты:

1. Построена модель для изучения сигнала с одиночного пластмассового сцин-тиллятора на основе программного пакета СЕАЫТ4.

2. Измерены с помощью оригинальной методики относительные квантовые эффективности для большой партии фотоэлектронных умножителей.

3. Измерены параметры пластмассовых сцинтилляторов для активного вето.

4. Получены кривые зависимости сигнала с ФЭУ от положения точки энерговыделения в сцинтилляторе.

5. Создана модель работы вето-системы в целом на основе программного пакета GEANT 4.

6. Определена эффективность маркировки событий в основном детекторе, вызванных нейтронами и гамма-квантами, которые могли бы быть ошибочно интерпретированы как сигналы от темной материи, в зависимости от установленных порогов срабатывания отдельных модулей.

В заключение хотелось бы выразить глубокую благодарность моему научному руководителю М. В. Данилову за помощь и поддержку во время выполнения работы, ценные замечания и советы. Автор глубоко благодарен Д.Ю.Акимову, В. А. Белову и О. Я. Зельдович за плодотворное сотрудничество и помощь в работе, которую трудно переоценить. Также хотелось бы поблагодарить А. А. Буренкова, В. В. Кириченко, а также английских коллег из университета Эдинбурга Ч. Гхага и Э. Дж. Варне за ценные обсуждения и советы. Отдельное спасибо всем участникам коллаборации ZEPLIN-III и группы эксперимента ДЕВИЗ за плодотворную совместную работу.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Кобякин, Александр Сергеевич, 2010 год

1. P.W. Higgs. Broken symmetries, massless particles and gauge fields. Physics Letters 12, 132-133 (1964).

2. Y. Fukuda et al. Evidence for oscillation of atmospheric neutrinos. Physical Review Letters 81(8), 1562-1567 (1998).

3. A. Bettini. Status and perspectives of neutrino physics. Nuclear Physics B — Proceedings Supplements 151(1), 270-278 (2006).

4. E. Majorana. Teoria simmetrica dell'elettrone e del positrone. Nuovo Cimento 14, 171-184 (1937).

5. C. Arnaboldi et al. CUORE: a cryogenic underground observatory for rare events. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 518, 775-798 (2004).

6. C. Arnaboldi et al New limit on the neutrinoless 3(3 decay of 130Te. Physical Review Letters 95, 142501 (2005).

7. C. E. Aalseth et al. The proposed Majorana 76Ge double-beta decay experiment. Nuclear Physics B — Proceedings Supplements 138, 217-220 (2005).

8. S.Schonert et al. The GERmanium Detector Array (Gerda) for the search of neutrinoless (3(3 decays of 76Ge at LNGS. Nuclear Physics B — Proceedings Supplements 145, 242-245 (2005).

9. M.Danilov et al. Detection of very small neutrino masses in double-beta decay using laser tagging. Physics Letters B 480, 12-18 (2000).

10. H. Nakamura et al. Multilayer scintillator responses for Mo observatory of neutrino experiment studied using a prototype detector MOON-1. Journal of the Physical Society of Japan 76, 114201 (2007).

11. R. Arnold et al. First results of the search for neutrinoless double-beta decay with the NEMO 3 detector. Physical Review Letters 95, 182302 (2005).

12. Ju. M. Gavriljuk el al. Results of a search for 2(3 decay of 136Xe with high-pressure copper proportional counters in Baksan Neutrino Observatory. Ядерная физика 69, 2174-2178 (2006).

13. R.Bernabei et al. Investigation of /?/? decay modes in 134Xe and 136Xe. Physics Letters В 546, 23-28 (2002).

14. G. Hinshaw el al. Five-year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe Observations: data processing, sky maps, and basic results. The Astrophysical Journal Supplement Series 180, 225-245 (2009)

15. M. Kamionkowski. Possible relics from new physics in the early universe: Inflation, the cosmic microwave background and particle dark matter.arXiv: astro-ph/9809214vl

16. D.Clowe et al. A direct empirical proof of the existence of dark matter. The Astrophysical Journal Letters 648, L109-L113 (2006).

17. F. Iocco et al. Primordial nucleosynthesis: From precision cosmology to fundamental physics. Physics Reports 472(1-6), 1-76 (2009).

18. D. Perkins. Particle Astrophysics. Oxford: Oxford University Press, 2003.

19. H. V. Klapdor-Kleingrothaus et al. Latest results from the HEIDELBERG-MOSCOW double beta decay experiment. European Physical Journal A 12(2), 147-154 (2001).

20. S.Abe et al. The KamLAND collaboration. Precision measurement of neutrino oscillation parameters with KamLAND. Physical Review Letters 100, 221803 (2008).

21. D.G.Michael et al. MINOS Collaboration. Observation of muon neutrion disappearance with the MINOS detectors in the NuMI neutrino beam. Physical Review Letters 97, 191801 (2006).

22. G. Bertone, D. Hooper, J. Silk. Particle dark matter: evidence, candidates and constraints. Physics Reports 405, 279-390 (2005).

23. M. Milgrom. A modification of the Newtonian dynamics as a possible alternative to the hidden mass hypothesis. The Astrophysical Journal 270, 365-370 (1983).

24. J. A.Aguilar et al Transmission of light in deep sea water at the site of the ANTARES neutrino telescope. Astroparticle Physics 23(1), 131-155 (2005).

25. M. Ackermann et al. Limits to the muon flux from neutralino annihilations in the Sun with the AMANDA detector. Astroparticle Physics 24(6), 459-466 (2006).

26. H. Landsman. Icecube, the world's largest dark matter detector. arXiv: astro-ph/0612239

27. D. Hooper, B. L. Dingus. Limits on supersymmetric dark matter from EGRET observations of the Galactic center region. Physical Review D 70, 113007 (2004).

28. A. Jacholkowska et al. Indirect dark matter search with diffuse gamma rays from the Galactic Center with the Alpha Magnetic Spectrometer. Physical Review D 74 023518 (2006).

29. D. Elsasser, K. Mannheim. MAGIC and the search for signatures of supersymmetric dark matter. New Astronomy Reviews, 49, 297-301 (2005).

30. M. Casolino et al. Launch of the space experiment PAMELA. Advances in Space Research 42, 455-466 (2008).

31. M. Boezio et al. The cosmic-ray antiproton flux between 3 and 49 GeV. The Astrophysical Journal 561 787-799 (2001).

32. D. S. Akerib et al. New results from the Cryogenic Dark Matter Search experiment. Physical Review D 68, 082002 (2003).

33. A. Broniatowski et al. A new high-background-rejection dark matter Ge cryogenic detector. Physics Letters В 681 305-309 (2009).

34. W. J. Bolte et al Development of bubble chambers with enhanced stability and sensitivity to low-energy nuclear recoils. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 577, 569-573 (2007).

35. H.Wang. The ZEPLIN II dark matter detector status. Nuclear Physics В — Proceedings Supplements 138 52-55 (2005).

36. D. Yu. Akimov et al. The ZEPLIN-III dark matter detector: Instrument design, manufacture and commissioning. Astroparticle Physics 27(1), 46-60 (2007).

37. J. Angle et al. First results from the XENONIO dark matter experiment at the Gran Sasso National Laboratory. Physical Review Letters 100, 021303 (2008).

38. В. А. Артемьев и др. Девиз трековый детектор ИТЭФ для исследования двойного /3-распада. Приборы и техника эксперимента №2, 49-60 (2005).

39. В. А. Белов и др. Измерение фона от 222Rn в эксперименте «ДЕВИЗ». Ядерная физика 72, 1-5 (2009).

40. В. А. Белов, О. Я. Зельдович, А. С. Кобякин. Исследование источников фона, связанных с образованием радиоактивных изотопов в эксперименте «ДЕВИЗ» (2/3-распад). Ядерная физика 71, 1057-1061 (2008).

41. S. Agostinelli et al. Geant4 — a simulation toolkit. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 506(3), 250-303 (2003).

42. J.Allison et al Geant4 developments and applications. IEEE Transactions on Nuclear Science 53(1), 270-278 (2006).

43. R. Brun, F. Rademakers. ROOT — An object oriented data analysis framework. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 389(1-2), 81-86 (1997).

44. W.-M. Yao et al. Review of Particle Physics. Journal of Physics G 33 (2006).

45. О. C. Allkofer, K. Carstensen, W. D. Dau. The absolute cosmic ray muon spectrum at sea level. Physics Letters В 36(4), 425-427 (1971).

46. В. А. Белов и др. Измерение нейтронного фона в эксперименте ДЕВИЗ. Приборы и техника эксперимента №5, 13-18 (2010).

47. Г. С. Видякин и др. Нейтронный пропорциональный счетчик с пониженным уровнем собственного фона. Приборы и техника эксперимента №4, 70-73 (1989).

48. В. Т. Price, С. С. Horton, К. Т. Spinney. Radiation shielding. London — New York — Paris: Pergamon press, 1957.

49. JI. P. Вишняков и др. Под редакцией Д. М. Карпиноса. Композиционные материалы. Киев: Наукова Думка, 1985.

50. W. N. Hess el al. Cosmic-ray neutron energy spectrum. Physical Review 116(2), 445-457 (1959).

51. G. Heusser. Low-radioactivity background techniques. Annual Review of Nuclear and Particle Science 45, 543-590 (1995).

52. F. Arneodo et al. Calibration of BC501A liquid scintillator cells with monochromatic neutron beams. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 418, 285-299 (1998).

53. M.J.Carson et al. Neutron background in large-scale xenon detectors for dark matter searches. Astroparticle Physics 21, 667-687 (2004).

54. E. Browne et al. Edited by С. M. Lederer, V. S. Shirley. Table of isotopes, 7th edition. New-York — Chichester — Brisbane — Toronto: A Wiley-Interscience Publication, John Wiley & sons, inc., 1978.

55. Evaluated Nuclear Structure Data File (ENSDF). http: //www.nndc.bnl.gov/ensdf.

56. Б. С. Джелепов, JI. H. Зырянова. Влияние электрического поля атома на бета-распад. Москва — Ленинград: Издательство АН СССР, 1956.

57. V. N. Lebedenko et al. Results from the first science run of the ZEPLIN-III dark matter search experiment. Physical Review D 80, 052010 (2009).

58. V. N. Lebedenko el, al. Limits on the spin-dependent WIMP-nucleon cross sections from the first science run of the ZEPLIN-III experiment. Physical Review Letters 103, 151302 (2009).

59. R. Trotta et al. The impact of priors and observables on parameter inferences in the constrained MSSM. Journal of High Energy Physics 12, 24 (2008).

60. Б.А.Долгошеин, В.H. Лебеденко, Б.У.Родионов. Новый метод регистрации следов ионизирующих частиц в конденсированном веществе. Письма в ЖЭТФ 11(11), 513-515 (1970).

61. D. Yu. Akimov et al. The ZEPLIN-III anti-coincidence veto detector. Astroparticle Physics 34, 151-163 (2010).

62. Amcrys-H. Scintillation Materials and Detectors, http: //www.amcrys-h.com/ index.html.

63. E. J. Barnes. A high efficiency veto to increase the sencitivity of ZEPLIN-III, a WIMP detector. AIP Conf. Proc. 1166, 230-235 (2009).

64. Electron Tubes Ltd. 9302KB series datasheet. http://electrontubes.com/pdf/9302KB.pdf.

65. Г. С. Ландсберг. Оптика. М.:ФИЗМАТЛИТ, 2003.

66. V. Senchyshyn et al. Accounting for self-absorption in calculation of light collection in plastic scintillators. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 566(2), 286-293 (2006).

67. H. M. Araújo et al. The ZEPLIN-III dark matter detector: Perfomance study using an end-to-end simulation tool. Astroparticle Physics, 26(2), 140-153 (2006).

68. W.B.Wilson et al. Sources: A code for calculating (alpha, n), spontaneous fission, and delayed neutron sources and spectra. Progress in Nuclear Energy 51(4-5), 608-613 (2009).