用于 AMoRE-II 缪子否决系统的挤出塑料闪烁体嵌入 WLS 光纤的可行性研究
仪器与探测器
2022-07-13 v2 天体物理仪器与方法
高能物理 - 实验
核实验
摘要
AMoRE-II 是基于钼的先进稀有过程实验的第二阶段，旨在使用约 200 kg 含钼低温探测器搜寻 100Mo 同位素的无中微子双贝塔衰变。AMoRE-II 需要通过多种方法将本底水平保持在 10^-5 counts/keV/kg/year 以下，以最大化灵敏度。其中一种方法是使实验在深地下进行，免受宇宙射线本底影响。AMoRE-II 将在约 1000 m 深度的 Yemilab 运行。然而，即使在如此深的地下环境中，仍有存活的宇宙缪子，其会影响测量并应尽可能被排除。需要一个缪子否决探测器来拒绝到达内部探测器（钼酸盐低温探测器所在处）的缪子诱发粒子。我们研究了使用挤出塑料闪烁体、波长位移光纤与 SiPM 共同作为缪子否决系统的可能性。我们发现最佳配置为两层塑料闪烁体（PS，150 cm × 25 cm × 1.2 cm），每槽两根 WLS 光纤，沿 PS 长度方向缪子探测效率高于 99.4%，可很好分离放射性伽马。基于在 700 m 深地下原型测量的预期通量，我们发现对于 Yemilab 的 AMoRE-II，采用 1 ms 否决窗口的缪子否决系统的死区时间占全部缪子事件的 0.6%。
引用
@article{arxiv.2201.08034,
title = {A feasibility study of extruded plastic scintillator embedding WLS fiber for AMoRE-II muon veto},
author = {J. W. Seo and W. T. Kim and Y. D. Kim and H. Y. Lee and J. Lee and M. H. Lee and P. B. Nyanda and E. S. Yi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.08034},
year = {2022}
}
备注
9 pages, 7 figures, 2 tables, accepted for publication at NIMA