100 m$^3$ / 10 bar 氩气TPC光学读出中的气体污染与缓解：可行性研究
仪器与探测器
2025-04-01 v2
摘要
面向中微子物理和稀有事件搜寻的气体光学时间投影室（OTPC）在下一个十年内很可能超过吨级规模。这将使其性能对低至100 ppb的气体污染水平敏感，而在室温下由于结构材料的放气，这一水平极具挑战性。本文讨论了一个长度为5米、直径为5米、填充Ar/CF（体积比99/1，1.75吨）的10 bar TPC中的气体分布与杂质缓解问题，该TPC装载了技术塑料以增强光收集和读出。讨论了不同的分布器拓扑结构、放气速率和流速。具体而言，我们的工作旨在从材料兼容性角度说明ND-GAr的TPC（属于DUNE近探测器复合体）光学读出的概念可行性。对于我们的方案，采用与电场对齐的多孔分布器，并在现实假设下，污染物浓度可在腔室填充后一周内得到控制。对于N，注入百分比级别的新鲜气体似乎是将其浓度保持在可操作限度内的最安全策略。
引用
@article{arxiv.2501.05791,
title = {Gas contamination and mitigation in a 100 m$^3$ / 10 bar argon TPC with optical readout: a viability study},
author = {D. J. Fernández-Posada and D. González-Díaz and J. Baldonedo and J. Collazo and E. Casarejos and P. Hamacher-Baumann and P. Amedo and J. Llerena},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.05791},
year = {2025}
}
备注
35 pages, 17 figures