用于低本底应用的放射性纯钨的鉴定

J. Hakenmüller; W. Maneschg

doi:10.1088/1361-6471/ac9249

用于低本底应用的放射性纯钨的鉴定

仪器与探测器 2024-01-01 v1 高能物理 - 实验核实验

作者: J. Hakenmüller , W. Maneschg

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摘要

本文探讨了放射性纯钨的可用性及其作为低本底应用高密度屏蔽材料的潜力。对于紧凑型屏蔽设计，通常使用铅。金属钨和钨伪合金的密度更高，可达19.3 gcm $^{-3}$ ，并且不表现出显著的 $^{210}$ Pb活性，而这是铅中典型的内禀污染。在几次 $\gamma$ 射线筛选活动中，我们能够鉴定出在 $^{232}$ Th、 $^{40}$ K、 $^{60}$ Co以及 $^{238}$ U衰变链后半部分中活性类似或优于1 mBqkg $^{-1}$ 的钨样品。通过与制造商合作，我们将 $^{238}$ U衰变链前半部分中持续存在的污染进一步降低了约2.5倍，降至(305 $\pm$ 30) mBqkg $^{-1}$ 。通过蒙特卡洛模拟、原型钨基装置的构建以及专用测量，广泛研究了钨与铅相比的屏蔽能力。具体而言，研究了浅层深度下宇宙射线辐射对本底的影响。我们表明，在抑制外部 $\gamma$ 辐射方面，用等量的钨替代铅，可使μ子诱发的中子注量减少6-40%（取决于确切的屏蔽配置）。总体而言，发现使用钨有许多好处，特别是对于低于几百keV的低能应用。本工作中提出的伪钨合金为若干应用铺平了道路，尤其是在粒子与天体粒子物理研究计划中的本底抑制方面。

关键词

放射性纯钨低本底伽马射线筛查屏蔽材料宇宙射线辐射蒙特卡洛模拟

引用

@article{arxiv.2204.03540,
  title  = {Identification of radiopure tungsten for low background applications},
  author = {J. Hakenmüller and W. Maneschg},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2204.03540},
  year   = {2024}
}

备注

17 pages, 15 figures

用于低本底应用的放射性纯钨的鉴定

摘要

关键词

引用

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