MuCap 实验用循环氢气超纯净化系统

MuCap 实验是对基本电弱过程——μ子俘获（$\mu^- + p \to n + \nu$）速率的高精度测量。该实验方法基于一个由工作在纯氢气环境下的时间投影室（TPC）组成的活性靶。氢气必须保持极高的纯度并处于稳定的压力下。彼得堡核物理研究所（PNPI）设计了一套循环氢气超纯净化系统，以连续去除氢气中的杂质。该系统基于一个用于驱动氢气流动的吸附低温泵和一个用于净化氢气的冷吸附剂。该系统于 2004 年安装在保罗谢勒研究所（PSI），并在三次实验运行中表现可靠。在长达数月的运行期间，系统将探测器内的氢气纯度维持在含水量（主要污染物）20 ppb 的水平，氮气和氧气的含量分别优于 7 ppb 和 5 ppb。在 3 标准升/分钟的氢气流量下，TPC 内部压力稳定在 10 bar 的 0.024% 以内。