用于钆加载水的离子交换树脂的研制

大型水切伦科夫探测器已在高能与低能粒子物理中成功应用数十年。然而，对此类探测器而言，探测中子仍是一项挑战，因为中子在氢原子上的俘获所释放的伽马能量不足以被有效观测。以可溶性盐形式使用钆已被广泛研究以缓解该问题，因为钆既具有非常大的中子俘获截面，又伴随后续的高能伽马级联。不过，为使大型钆加载探测器长期稳定运行，必须通过原位净化维持水的光学透明度。已开发出涉及带通分子过滤的新方法。尽管这些方法非常成功，但它们昂贵且消耗大量电力与空间，力求在去除其他杂质的同时最小化钆的损失。对于可容忍一定钆损失的小型探测器，一种成本更低的方式十分可取。本文中，我们描述了用于净化26吨ANNIE中微子探测器中钆加载水的系统的设计、开发与测试。