采用大尺寸PIN光电二极管改善氡探测器性能

放射性惰性气体氡（$\mathrm{^{222}Rn}$）是稀有事件搜寻实验中MeV能区以下的主要本底来源之一。为精确测量纯化气体中的氡浓度，广泛采用静电收集法的氡探测器。本文讨论了通过安装新的PIN光电二极管（$28\times28$ $\mathrm{mm}$）来改进氡探测器，其表面积是先前所用（$18\times18$ $\mathrm{mm}$）的 $2.5$ 倍。我们通过串联连接两台配备两类PIN光电二极管的氡探测器来评估探测器性能。校准结果发现，在 $1.0$ $\mathrm{g/m^{3}}$ 以下探测效率改善了 $(3.8\pm2.4)\%$，而在该浓度以上则有 $10$-$20\%$ 的改善。配备大尺寸PIN光电二极管的探测器本征本底测得为 $0.24^{+0.09}_{-0.05}$ $\mathrm{mBq/m^{3}}$。尽管安装了大尺寸光电二极管，该本底水平与配备小尺寸PIN光电二极管的氡探测器一致。这一改进可用于从材料表面释放水分的材料之氡析出测量等应用。