DarkSide-20k 实验地面以上宇宙成因活化的研究
天体物理仪器与方法
2023-07-26 v2 高能物理 - 实验
仪器与探测器
摘要
材料因暴露于宇宙射线而产生的活化可能成为研究稀有事件现象实验的重要本底来源。DarkSide-20k目前正在格兰萨索国家实验室（Laboratori Nazionali del Gran Sasso）建设，是一个利用两相液氩时间投影室（TPC）填充49.7吨（活性质量）贫化39Ar的地下氩（UAr）来直接探测银河系暗物质粒子的实验。尽管氩TPC具有优异的伽马/贝塔本底甄别能力，仍须考虑此本底，因其会引起死时间或偶然符合从而模拟暗物质信号，且对低阈值电子计数测量至关重要。本文估计了实验中相关长寿命放射性同位素诱发的宇宙成因活度，以设定实验准备期间的要求与流程，并核查其是否主导于原生放射性；特别关注了DarkSide-20k所用120吨UAr的活化。详细考虑了预期的地面以上暴露时长与产额率（实测或计算值）。由宇宙成因同位素在探测器中模拟的计数率得出，铜与不锈钢中的活化无碍。地表提取、纯化和运输期间诱发的39Ar活度经评估为DarkSide-50实验（使用同一地下源）所测UAr活度的2.8%，故可接受。UAr中其他同位素如37Ar与3H因半衰期短及假定的纯化方法而被认为不相关。
引用
@article{arxiv.2301.12970,
title = {Study of cosmogenic activation above ground for the DarkSide-20k experiment},
author = {20k Collaboration},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.12970},
year = {2023}
}
备注
As accepted for publication at Astroparticle Physics