直接在腔体内测量 220Rn (thoron) 脱放，用于罕见事件物理实验
仪器与探测器
2026-02-24 v2 核实验
摘要
测量探测器材料的 radon 脱放是控制 radon 的关键方法，后者是罕见事件物理实验中的重要背景。radon 脱放测量方法已广泛 established，但主要聚焦于 222Rn，因为这是这些背景中占主导地位的 radon 同位素。然而，220Rn (thoron) 的测量仍相对不熟悉。220Rn 脱放测量具有挑战性，因为 220Rn 必须在其短暂的 55 秒半衰期内从脱放腔体转移到活性探测器中。在本研究中，提出了一种直接在腔体内测量 220Rn 脱放的方法，其中将样品直接置于活性探测器腔体中，从而最小化 transfer 过程中的损失。该方法使用 DURRIDGE RAD8 静电 220Rn 探测器进行演示，探测到来自活度为 76 ± 20 mBq 的低活度钍棒的 220Rn 脱放。与传统的 flowthrough 220Rn 脱放 setup 相比，in-chamber 方法提高了灵敏度约 3 倍。使用氦作为载气进一步提高了灵敏度，总体灵敏度提升约 5 倍。这些结果表明，in-chamber 220Rn 脱放测量为低背景实验提供了有效工具，利用 220Rn 的短半衰期有潜力加速 radon 研究。
引用
@article{arxiv.2601.12622,
title = {Direct in-chamber radon-220 (thoron) emanation measurements for rare-event physics experiments},
author = {R. R. Marcelo Gregorio and F. Dastgiri and A. Basharina-Freshville and V. U. Bashu and A. Cottle and L. J. Bignell and C. Ghag and G. J. Lane and A. G. McLean and N. J. C. Spooner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.12622},
year = {2026}
}