浅层深度处探测器材料的宇宙射线激发
仪器与探测器
2026-05-19 v1 计算物理
摘要
来自长期放射性同位素的放射性衰变可作为直接探测暗物质和中子实验中的重要背景。总体而言，位于地面的材料的激发主要由由于大气中一次性宇宙射线相互作用产生的高能中子而引起的核碰裂所主导。随着实验规模的扩大和对稀有事件的灵敏度提升，越来越重要的是将探测器材料储存、组装，甚至制造在地下以减轻宇宙射线激发。目前尚无人对位于浅层深度(<100米水当量)处的探测器材料进行宇宙射线激发的研究。不同于位于地面或深部深度处，后者中中子是主要贡献者至激发，浅层深度处的激发由多种竞争性物理过程组成。我们详细计算了在Ge和Si中三体的产生，以及在Cu中60Co的产生。我们还获得了来自斯坦福地下设施(SUF)等多个浅层深度场所的宇宙射线激发抑制因子和三体产量，其中SuperCDMS合作方曾在该设施中储存Ge、Si和Cu探测器材料一段相当长的时间。
引用
@article{arxiv.2605.16534,
title = {Cosmogenic activation in detector materials at shallow depths},
author = {Sagar S. Poudel and Lekhraj Pandey and Robert Calkins and Manish K. Jha and Ben Loer and John L. Orrell and Alan Robinson and Joel Sander and Richard W. Schnee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.16534},
year = {2026}
}
备注
19 pages, 15 figures