PandaX-xT 低温系统的设计、建造与测试

PandaX-xT 是一项具有广泛科学目标的下一代实验，包括使用约 43 吨液氙的双相时间投影室搜寻暗物质、无中微子双贝塔衰变和天体物理中微子。本文介绍了 PandaX-xT 的新型低温系统。该系统的开发旨在高效、安全地处理大量液氙，包括用于正常运行的两个冷却塔和一个用于紧急情况的液氮盘管。每个配备 AL600 Gifford-McMahon 制冷机的冷却塔具有 1300 W 加热器，专门设计用于将冷指的温度维持在所需设定点。冷却塔和盘管的性能已得到测试。配备两个冷却塔的低温系统在 178 K 时实现了约 1900~W 的制冷功率。液氮盘管在液氦温度下提供超过 1500~W 的紧急制冷功率。对于 1 吨液氙探测器的原型，在一个月内氙饱和蒸汽压的波动保持在 1 kPa 以下，而压力约为 210~kPa。