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中国锦屏地下实验室基于 100Mo 的辐射热测量演示实验的宇宙成因本底研究

仪器与探测器 2022-07-06 v1 高能物理 - 实验 核实验

摘要

我们针对在中国锦屏地下实验室(CJPL)进行无中微子双贝塔衰变(0νββ0\nu\beta\beta)搜寻的 10 千克 100^{100}Mo 基辐射热测量演示实验进行了模拟研究。基于 CRY 库的模拟宇宙射线数据,使用 Geant4 工具包研究了 100^{100}Mo 富集钼酸锂晶体和探测器系统铜组件中放射性核素的宇宙成因产生。我们调查了对 100^{100}Mo 基 0νββ0\nu\beta\beta 实验有害的宇宙成因放射性核素(包括 56^{56}Co、82^{82}Rb 和 88^{88}Y)的本底能谱。随后,我们评估了该演示实验在 100^{100}Mo 0νββ0\nu\beta\beta 搜索感兴趣能量区域(ROI)内的总宇宙成因本底水平。在地下冷却一年后,发现来自晶体和铜组件的残余本底贡献分别为 1.8×\times106^{-6} cts/kg/keV/yr 和 3.3×\times104^{-4} cts/kg/keV/yr。此外,基于 CJPL 中子和质子的模拟能谱,计算了铜和钼酸锂晶体的地下宇宙成因活化。发现在 ROI 内,地下宇宙成因本底可以忽略不计。

关键词

引用

@article{arxiv.2206.09288,
  title  = {Cosmogenic background study for a 100Mo-based bolometric demonstration experiment at China JinPing underground Laboratory},
  author = {W. Chen and L. Ma and J. H. Chen and H. Z. Huang and Y. G. Ma},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2206.09288},
  year   = {2022}
}