硅的宇宙成因活化
仪器与探测器
2020-11-25 v2 宇宙学与河外天体物理
核实验
摘要
宇宙射线粒子与硅相互作用产生 ³H、⁷Be 和 ²²Na，会在用于搜寻稀有事件的探测器中造成放射性本底。通过用模拟宇宙射线中子能谱的中子束对硅 CCD 和硅片进行受控辐照，随后直接计数，我们确定海平面处宇宙射线中子对 ³H 的产生率为 (112 ± 24) atoms/(kg day)，对 ⁷Be 为 (8.1 ± 1.9) atoms/(kg day)，对 ²²Na 为 (43.0 ± 7.1) atoms/(kg day)。结合这些结果与非中子宇宙射线粒子活化截面的当前最佳估计，我们得到海平面总宇宙射线产生率为：³H (124 ± 24) atoms/(kg day)，⁷Be (9.4 ± 2.0) atoms/(kg day)，²²Na (49.6 ± 7.3) atoms/(kg day)。这些测量将有助于约束本底估计，并确定硅基探测器在制造期间暴露于无屏蔽环境的最长时间，以免宇宙成因本底影响下一代稀有事件搜寻的灵敏度。
引用
@article{arxiv.2007.10584,
title = {Cosmogenic activation of silicon},
author = {R. Saldanha and R. Thomas and R. H. M. Tsang and A. E. Chavarria and R. Bunker and J. L. Burnett and S. R. Elliott and A. Matalon and P. Mitra and A. Piers and P. Privitera and K. Ramanathan and R. Smida},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.10584},
year = {2020}
}
备注
21 pages, 16 figures, 10 tables. Accepted version of the article published in Physical Review D