氙掺杂液氩探测器的热力学稳定性
仪器与探测器
2022-09-13 v1
摘要
液氩探测器被广泛应用于各种核与粒子物理实验。向氩中添加少量氙会改变其闪烁、电离和电致发光性质，并能改善其作为探测介质的性能。然而，液氩-氙混合物会产生不稳定性，特别是在需要相变或使用高氙浓度的系统中。在这项工作中，我们讨论了此类不稳定性的原因，并描述了一个小型（升量级）装置，其具有专门设计用于处理氩-氙混合物的独特低温回路。该系统能够冷凝按体积混合O(1%)氙的氩气，并在氙饱和极限附近维持稳定的液体混合物，同时在气相中主动循环。我们还展示了对当探测器条件偏离优化设置时所发展出的不稳定性的控制。这一进展使未来的液氩探测器能够从高浓度氙掺杂的效应中受益，例如更有效地探测低能电离信号。该工作还开发了研究和缓解使用低浓度氙掺杂的大型氩探测器中不稳定性的工具。
引用
@article{arxiv.2209.05435,
title = {Thermodynamic Stability of Xenon-Doped Liquid Argon Detectors},
author = {Ethan P. Bernard and Eli Mizrachi and James Kingston and Jingke Xu and Sergey V. Pereverzev and Teal Pershing and Ryan Smith and Charles G. Prior and Nathaniel S. Bowden and Adam Bernstein and Carter R. Hall and Emilija Pantic and Mani Tripathi and Daniel N. McKinsey and Phillip S. Barbeau},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.05435},
year = {2022}
}
备注
14 pages, 8 figures