Neutron background measurement for rare event search experiments in the YangYang Underground Laboratory
在大韩民国的YangYang地下实验室进行了一些实验,如寻找暗物质和寻找无中微子双β衰变,由于探测器系统和环境的原因,这些实验需要极低的背景事件率。在地下实验中,中子已被确定为背景源之一。为了设计合适的屏蔽系统和进行精确的本底估算,需要确定实验场的中子通量。我们用Bonner球谱仪和He-3($^{3}$ He)正比计数器测量了中子能谱。地下实验室的中子通量非常低,以至于探测器中放射性同位素的放射性衰变对中子测量产生了显著的背景干扰。使用蒙特卡罗模拟,估计由于探测器材料中的放射性同位素引起的固有$α$背景分布。在减去$α$粒子背景之后,从$^{3}$ He正比计数器的脉冲高度谱测量每个邦纳球的中子计数率。用展开技术测定了中子通量和能谱。测得的总中子通量为(4.46 $\pm$ 0.66)$\times$ $10^{-5}$ $\rm{cm^{-2} s^{-1}}$,热中子通量和快中子通量(1 - 10 MeV)分别为(1.44 $\pm$ 0.15)$\times$ 10 $^{-5}$ $\rm{cm^{-2} s^{-1}}$和(0.71 $\pm$ 0.10)$\times$ 10 $^{-5}$ $\rm{cm^{-2} s^{-1}}$。
2021-02-14 nucl-ex
Underground laboratory JUNA shedding light on stellar nucleosynthesis
研究介绍 JUNA 利用世界最深地下实验室的极低本底条件,高精度测量关键天体核反应截面,为理解恒星核合成及 Pop. III 恒星和陨石 SiC 颗粒中的核起源提供依据。
2023-06-01 astro-ph.GA nucl-ex
Development of a low background liquid scintillation counter for a shallow underground laboratory
太平洋西北国家实验室最近开设了一个浅层地下实验室,用于测量从环境中采集的样品中的低浓度放射性同位素。目前正在开发低本底液体闪烁计数器,以进一步增强该地下实验室的测量能力。液体闪烁计数对于测量带电粒子(例如,$β$、$α$)发射没有(或非常弱)伽马射线产额的同位素。液体闪烁混合物中带电粒子发射的高效率检测与位于清洁地下实验室中的适当设计的屏蔽的低背景环境相结合,提供了对一系列同位素进行增加灵敏度测量的机会。为了利用地下实验室35米水当量的覆盖层,一系列模拟评估了闪烁计数器的屏蔽设计要求,以评估可能达到的本底率。本报告介绍了用于样品测量的浅地下低本底液体闪烁计数器的设计和本底评价。
2015-12-21 nucl-ex physics.ins-det
The characteristics of a low background germanium gamma ray spectrometer at China JinPing underground Laboratory
GeTHU低本底锗γ谱仪已安装在中国锦屏地下实验室。在40 ~ 2700 keV能量范围内,积分本底计数率为0.6 cpm,用蒙特卡罗模拟研究了其来源。计算选定的γ峰的检测限和效率。测量了硼酸和硅砂样品,发现硼酸中存在137 Cs污染。GeTHU将主要用于测量环境样本和筛选暗物质实验中的材料。
2014-03-07 nucl-ex physics.ins-det
Search for double beta decay with HPGe detectors at the Gran Sasso underground laboratory
无中微子双β衰变实际上是确定中微子质量的马约拉纳性质的唯一方法,它的衰变率提供了一个有效中微子质量的探针。双β实验是长期运行的地下实验,具有关于背景降低和长期稳定性的特定挑战。在这项工作中解决这些问题的海德堡-莫斯科(HdM),GENIUS测试设备(TF)和GERDA实验。HdM实验从1990年到2003年收集了富集76 Ge高纯度(HPGe)探测器的数据。HdM数据的改进分析,利用新的校准和光谱形状测量与HdM探测器。GENIUS-TF是验证在液氮中使用裸锗探测器的可行性的试验设施。本文还讨论了这项实验的第一年结果。GERDA实验旨在通过在高纯度低温液体中操作裸锗探测器来进一步提高灵敏度,该液体同时用作背景屏蔽和冷却介质。在GERDA的筹备阶段,在Gran Sasso实验室A厅的实验场地进行了外部背景伽马通量测量。HdM和IGEX实验的浓缩探测器的特性鉴定是在GERDA合作的地下探测器实验室进行的。对裸HPGe探测器在液氩中的长期稳定性进行了测量。基于这些测量,在68% C. L时,36 Ar的无中微子双电子俘获半衰期的第一个下限被确定为1.85*10^18年。
2008-12-05 nucl-ex
The CDEX Dark Matter Program at the China Jinping Underground Laboratory
中国锦屏地下实验室(CJPL)是一个进行低事件率实验的新设施。我们提出了一个概述CJPL和CDEX暗物质计划的基础上锗探测器与亚千电子伏的灵敏度。报告了所取得的成果、现状以及为进行吨级试验而进行的研发和技术获取工作。
2016-02-08 astro-ph.CO hep-ex nucl-ex
The study of the thermal neutron flux in the deep underground laboratory DULB-4900
我们报告的热中子通量的研究,使用监测器的基础上的ZnS(银)和LiF的混合物富含锂-6同位素在深地下实验室DULB-4900在Baksan中微子天文台。在DULB-4900中观测到热中子通量的年度调制。获得了热中子注量率长期变化与实验室空气绝对湿度相关的实验证据。调制幅度超过总中子注量的5%。
2015-07-24 nucl-ex physics.ins-det
The Southern Hemisphere Hunt for Dark Matter at the Stawell Underground Physics Laboratory
我报告的Stawell地下物理实验室(SUPL),一个新的设施,将于2016年建成,位于澳大利亚维多利亚州西部地表以下1公里。我将讨论拟议中的SABRE实验的状况,该实验将由一对高纯度的50-60公斤碘化钠晶体探测器组成,并分别位于北半球和南半球的实验室中。我还讨论了SABRE以外的项目,包括定向暗物质探测器,它将被用来确定任何真正的暗物质信号的起源。
2016-05-11 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
An actively vetoed Clover gamma-detector for nuclear astrophysics at LUNA
在意大利Gran Sasso实验室地下深处的地下核天体物理实验室设施安装了一个Clover型抑制逃逸的复合高纯锗探测器。在LUNA的地下研究了Clover探测器的实验室伽马射线背景,为了比较,还在地上实验室进行了研究。光谱已被记录的单个段和虚拟检测器形成的在线添加的所有四个部分。还研究了逃逸抑制屏蔽的效果。尽管它们通常具有较高的本征背景,但逃逸抑制探测器被发现非常适合地下核天体物理研究。作为使用地下深处的复合探测器的优点的示例,以改进的精度确定了24 Mg(p,γ)25 Al反应中Ep = 223 keV共振的弱基态分支。
2010-03-31 nucl-ex
The Felsenkeller shallow-underground laboratory for nuclear astrophysics
Felsenkeller浅层地下实验室通过45米岩层屏蔽宇宙μ子,配备5 MV Pelletron加速器,背景辐射抑制显著,检测限达10^-4 Bq,适用于核天体物理研究。
2024-12-27 nucl-ex physics.ins-det
Feasibility of low energy radiative capture experiments at the LUNA underground accelerator facility
LUNA(核天体物理地下实验室)设施是为研究天体物理学意义上的核反应而设计的。它位于意大利格兰萨索国家实验室的地下深处。两个静电加速器,50和400千伏的最大电压,结合固体和气体目标设置允许测量辐射捕获反应$^2$ H(p,$γ$)3 He和$^{14}$ N(p,$γ$)$^{15}$ O在其相关的伽莫夫峰的总截面。我们报告的伽马背景在格兰萨索实验室测量锗和铋锗酸盐探测器,有和没有入射质子束。本文提出了一种利用γ射线多普勒频移定位束流感生背景源的方法。辐射捕获研究的可行性,在天体物理学的兴趣的能量进行了讨论,为几个实验方案。
2005-02-03 nucl-ex
Long-term evolution of the neutron rate at the Canfranc Underground Laboratory
我们报告的结果长期变化的中子计数率在Canfranc地下实验室,安装在那里的几个低背景实验的重要性,包括稀有事件搜索。测量活动采用安装在A厅的高效中子能谱仪阵列(HENSA)进行,持续了412天。本研究是迄今为止在任何地下实验室中进行的第一次长期测量中子率,其灵敏度超过了宽范围的中子能量(从热到0.1 GeV及以上)。在所有测量活动中,还获得了实验大厅内环境变量的数据(氡浓度、空气温度、空气压力和湿度)。我们首次研究了不同能量中子的中子率的演化及其与环境变量的关系。
2022-08-29 hep-ex nucl-ex
Neutron background measurements at China Jinping underground laboratory with a Bonner Multi-sphere Spectrometer
在中国锦屏地下实验室第一实验大厅,用Bonner多球谱仪测量了从热中子到20 MeV快中子的中子本底谱。测量系统通过Cf252源进行了验证,并纠正了不一致性。由于微电荷放电,筛选数据集,并通过MC模拟估计来自探测器的钢的背景。利用遗传算法计算了中子的能量分布,得到了中子的总通量为(2.69 +/-1.02)*10^-5 cm^-2 s ^-1
2016-12-13 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Paarl Africa Underground Laboratory (PAUL)
本文介绍帕尔非洲地下实验室(PAUL)倡议,旨在利用现有胡格诺隧道建立深层地下物理实验室,研究双贝塔衰变、中微子及暗物质,并探讨其物理前景与建设能力。
2023-06-21 hep-ex nucl-ex
Measurement of the neutron flux at the Canfranc Underground Laboratory with HENSA
我们在Canfranc地下实验室A厅使用高效中子能谱仪阵列HENSA进行了中子通量的长期测量。A厅测量活动从2019年10月持续到2021年3月,展示了HENSA设置的出色稳定性。第一次介绍了这次活动的中子通量的初步结果。在第1阶段(113个存活日),获得了1.66(2)$\times$ 10 $^{-5}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$的总中子通量。我们的结果是在很好的协议,从我们以前的较短的测量,其中减少实验装置。
2021-11-17 hep-ex nucl-ex
Cosmogenic background study for a 100Mo-based bolometric demonstration experiment at China JinPing underground Laboratory
对中国金平地下实验室10 kg $^{100}$钼基无中微子双β衰变($0νββ$)测辐射热演示实验进行了模拟研究。基于CRY库中的模拟宇宙线数据,利用Geant 4工具包研究了$^{100}$富钼锂单晶和探测器系统铜组件中放射性核素的宇宙成因产生。研究了对$^{100}$钼基$0νββ$实验有害的宇宙成因放射性核素$^{56}$ Co、$^{82}$ Rb和$^{88}$ Y的本底能谱。然后,我们评估总宇宙背景水平的$^{100}$钼$0νββ$搜索能量感兴趣的区域(ROI)的演示实验。在地下冷却一年后,发现晶体和铜组分的剩余背景贡献分别为1.8 $\times$ 10 $^{-6}$ cts/kg/keV/yr和3.3 $\times$ 10 $^{-4}$ cts/kg/keV/yr。在此基础上,利用CJPL中子、质子模拟谱计算了铜锂单晶的地下宇宙成因活化。地下宇宙背景被认为是可以忽略不计的ROI。
2022-06-18 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Measurement of ambient neutrons in an underground laboratory at Kamioka Observatory
环境中子是寻找稀有事件的地下实验中最重要的背景之一。本文用$\mathrm{^3He}$正比计数器测量了神冈天文台地下实验室的环境中子通量。由于探测器的响应在很大程度上取决于能谱的形状,从岩石到实验室的中子的能谱估计的蒙特卡罗模拟。发现热中子通量与总中子通量的比值取决于岩石的热化效率。因此,使用无调节剂的计数率与有调节剂的计数率的比值来确定该参数。因此,最可能的中子谱预测的模拟参数由实验结果确定。结果表明,一个有趣的光谱形状,这在以前的研究中没有指出。周围中子总通量为$(23.52 \pm 0.68 \ \mathrm{_{stat.}} ^{+1.87}_{-2.13} \ \mathrm{_{sys.}}) \times 10^{-6}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$。这一结果,特别是能谱信息,可能是一个新的和重要的输入,估计在当前和未来的实验室在神冈天文台的地下本底。
2018-08-01 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Measurement of the ambient neutron flux and spectral distribution at the Canfranc Underground Laboratory
Instituto de Física Corpuscular, CSIC-Universidad de Valencia(瓦伦西亚大学与西班牙国家研究委员会粒子物理研究所);Technical University of Catalonia (UPC)(加泰罗尼亚理工大学);Universidad Complutense de Madrid(马德里康普顿斯大学);Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)(德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心);Universidad de Granada(格拉纳达大学);TRIUMF(特柳芬实验室)
该研究在Canfranc地下实验室首次长期测量了总中子通量及能谱分布,为地下稀有事件实验提供关键数据。
2026-07-31 hep-ex nucl-ex
The muon intensity in the Felsenkeller shallow underground laboratory
采用基于封闭阴极室设计的便携式μ子探测器,对德国德累斯顿的Felsenkeller实验室中的μ子强度和角分布进行了研究。已在Felsenkeller隧道VIII和IX的四个位置采集了数据,其中正在安装一台新的5 MV地下离子加速器,此外还在Felsenkeller隧道IV的四个位置采集了数据,其中设有低放射性计数设施。在所研究的八个位置中的每一个位置,使用探测器的七个不同方向来编译具有0.85°角分辨率的上半球图。μ介子的强度被发现被抑制了40倍,由于45米厚的岩石覆盖层,对应于140米的水当量。角数据匹配两个不同的模拟考虑到已知的大地测量的地形特征:首先,简单地通过确定截止能量使用岩石中的投影倾斜深度和已知的μ子能量谱,第二,在Geant 4模拟传播μ子通过一列岩石等于已知的倾斜深度。目前的数据有助于研究μ子在这些深度引起的影响,也在规划一个积极的否决基于加速器的地下核天体物理实验。
2019-04-25 nucl-ex physics.ins-det
Low energy neutron background in deep underground laboratories
天然中子背景影响大多数深地下核、天体粒子和双β衰变物理实验中可达到的最大灵敏度。可靠的中子通量数是新的大规模实验屏蔽设计和实验数据分析的重要组成部分。使用便携式装置的He-3计数器,我们测量了热中子通量在金巴顿地下研究设施,苏丹地下实验室,在4100英尺和4850英尺的水平的桑福德地下研究设施,在废物隔离试点工厂和在格兰萨索国家实验室。在这些实验室的绝对中子通量。
2015-09-02 nucl-ex physics.ins-det
The COBRA demonstrator at the LNGS underground laboratory
COBRA演示器是寻找无中微子双β衰变的大规模实验的原型,在意大利的地下实验室Nazionali del Gran Sasso(LNGS)建造。它由64个单片式CdZnTe半导体探测器组成,采用共面栅格设计,总质量为380 g。它是用来调查在低背景模式下操作CdZnTe探测器时所面临的实验挑战,以确定潜在的背景源,并显示探测器的长期稳定性。第一个数据采集期于2011年开始,使用了一部分探测器,而演示器于2013年11月完成。到目前为止,已经收集了超过250公斤/天的数据。本文介绍了实验装置和硬件组成的技术细节。
2015-11-18 nucl-ex physics.ins-det
Ambient Dose and Dose Rate Measurement in SNOLAB Underground Laboratory at Sudbury, Ontario, Canada
本文介绍了一种使用热释光剂量计(TLDs)等被动探测器测量SNOLAB地下设施超低水平环境剂量当量率的系统,表征了暗物质搜索实验水屏蔽体周围的辐射背景,证明TLDs能提供可靠结果。
2024-03-28 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
Characterization of Germanium Detectors for the First Underground Laboratory in Mexico
本文报道了两种高纯锗探测器的特性,通过提取和比较它们的效率,使用实验数据和蒙特卡罗模拟。计算了点状$γ$射线源和扩展校准源的效率。探测器的特性,如能量线性,能量分辨率,和全能量峰值效率的报告从表面实验室进行的测量。探测器将部署在$γ$射线分析设施中,该设施将位于墨西哥的第一个地下实验室--位于Comarca Minera联合国教科文组织世界地质公园的Chico矿物质地下实验室(LABChico
2020-09-24 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Measurement of ambient neutrons in an underground laboratory at Kamioka Observatory and future plan
环境中子是寻找稀有事件的地下实验中最严重的背景之一。本文用$\mathrm{^3He}$正比计数器测量了神冈天文台地下实验室的环境中子通量。由于探测器的响应在很大程度上取决于光谱形状,从岩石到实验室的中子的能谱估计的蒙特卡罗模拟。发现热中子通量与总中子通量的比值取决于岩石的热化效率。因此,使用无调节剂的计数率与有调节剂的计数率的比率来确定该参数。因此,最可能的中子谱预测的模拟参数由实验结果确定。结果表明,一个有趣的光谱形状,这在以前的研究中没有指出。周围中子总通量为$(23.5 \pm 0.7 \ \mathrm{_{stat.}} ^{+1.9}_{-2.1} \ \mathrm{_{sys.}}) \times 10^{-6}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$。在本文中,我们解释了我们的结果的方法,并讨论了我们未来的计划。
2019-11-02 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Background in $γ$-ray detectors and carbon beam tests in the Felsenkeller shallow-underground accelerator laboratory
天体物理辐射俘获反应的相关相互作用能非常低,远低于排斥库仑势垒。这导致了$γ$射线探测器的低横截面、低计数率,因此需要在放置在地下环境中的离子加速器上进行这样的实验,屏蔽宇宙射线。在这里,这种实验的可行性,在新的浅地下加速器实验室隧道八和九的Felsenkeller网站在德国德累斯顿,进行评估。为此,在三种不同类型的锗探测器,即Euroball/Miniball三重集群和两个大的单片探测器的无束背景,在26-66天的时间内进行了测量。宇宙射线诱导的背景被发现减少了500-2400倍,由以下因素的综合影响,第一,140米的水当量的覆盖层衰减宇宙μ子通量的40倍,第二,闪烁否决探测器门控出大部分剩余的μ子诱导的效果。将新的背景数据与地球表面和其他地下站点的相同探测器拍摄的光谱进行比较。随后,从安装在费尔森凯勒铯溅射离子源的束强度已超过几个小时的时间进行了研究。基于这里报道的背景和束强度数据,以$^{12}$ C($α$,$γ$)$^{16}$ O反应为例,表明高灵敏度实验将是可能的。
2019-08-23 nucl-ex physics.ins-det
Ultra-sensitive in-beam gamma-ray spectroscopy for nuclear astrophysics at LUNA
用于核天体物理学的超灵敏束内伽马射线光谱学研究是在位于意大利格兰萨索实验室地下深处的LUNA(地下核天体物理实验室)400 kV加速器上进行的。由于采用了一种特殊结构的被动屏蔽,使LUNA实验室γ射线本底(E_γ<3MeV)降低到与地下γ计数装置相当的水平。本文研究了入射α束的γ射线本底。这些数据用于评估在LUNA进行敏感束内实验的可行性,并通过扩展,在类似的拟议设施。
2008-12-17 nucl-ex
Search for time modulations in the decay constant of 40K and 226Ra at the underground Gran Sasso Laboratory
据报道,几个原子核的衰变常数中发生了密耳级的时间调制,周期大多为一年,也有一个月或一天左右的。另一方面,具有类似或更好灵敏度的实验无法检测到任何调制。本文给出了~(40)K和~(226)Ra两种不同放射源的活度研究结果。这两个伽马能谱测量实验是在格兰萨索实验室的地下进行的,这样就抑制了随时间变化的宇宙射线背景。简而言之,我们的测量分别达到了40 K和226 Ra的3.4和3.5分之10 ^6的灵敏度(1 σ),并且它们没有显示出任何统计上显著的衰变常数随时间变化的证据。我们还给出了2017年9月发生的两次强X级太阳耀斑的活动测量结果。我们的数据并没有显示出任何意想不到的时间依赖性的衰变率的40 K对应于两个耀斑。据我们所知,这些是关于衰变常数随时间变化的稳定性的最精确和准确的结果。
2018-02-23 astro-ph.SR nucl-ex
Deep Underground Science and Engineering Laboratory - Preliminary Design Report
DUSEL项目已经在南达科他州修复的前Homestake矿产生了深层地下科学和工程实验室(DUSEL)的初步设计。该设施的设计要求,在表面上,两个新的建筑-一个游客和教育中心,另一个实验礼堂-和多个重新利用现有的建筑。为了支持地下研究活动,该设计包括两个实验室模块和位于地下4,850英尺的额外空间,用于物理,生物,工程和地球科学实验。在同一水平上,该设计包括一个支持长基线中微子实验的能量引导大腔部。在7,400英尺的高度,设计包括一个实验室模块和额外的空间,用于物理和地球科学工作。该项目利用约25个科学和工程合作项目的投入,设计了关键的实验空间和基础设施需求,包括在一个预计寿命至少为30年的实验室中进行一系列多学科实验的空间。从这些实验中,概述了一套关键的实验,其建设将与设施一起资助。该设施的设计允许根据未来的科学要求进行扩展和演变,并使其他机构能够参与。该设计充分利用了南达科他州在设施基础设施、风险退休和桑福德实验室运营方面的大量投资。该项目正在规划教育和推广方案,并已开始努力与得不到充分服务的人口-区域美洲印第安人和农村人口-建立区域伙伴关系。
2011-08-03 hep-ex nucl-ex physics.geo-ph
Deep underground laboratory measurement of $^{13}$C($α$,$n$)$^{16}$O in the Gamow windows of the $s$- and $i$-processes
$^{13}$ C($α$,$n$)$^{16}$ O反应是渐近巨星分支星慢中子俘获(s-)过程和中间(i-)过程的主要中子源。在地面实验室中直接测量天体物理能量受到极小的截面和巨大的宇宙射线诱导背景的阻碍。我们在中国锦屏地下实验室(CJPL)和四川大学使用加速器进行了$E_{\rm c.m.}=$ 0.24 MeV至1.9 MeV范围内的首次一致性直接测量。我们的测量覆盖了几乎整个i-过程伽莫夫窗口,使以前实验的大不确定度从60%降低到15%,消除了由于现有数据集不一致而引起的外推中的大系统不确定度,并为S-和I-的研究提供了更可靠的反应速率。与第一次直接确定近阈值状态的α强度一起处理。
2022-10-06 nucl-ex
The New Setup in the Belgrade Low-Level and Cosmic-Ray Laboratory
贝尔格莱德地下实验室由两个相互连接的空间组成,一个是地面实验室,另一个是浅层地下实验室,水深25 m。该实验室拥有一个低背景伽马光谱系统和宇宙射线μ子探测器。最近采用的数字数据采集系统,它是可能的研究同时独立的操作两个探测器系统,以及宇宙射线μ介子在锗光谱仪引起的过程。本文报道了本实验装置的特点和潜力,以及快中子和终止μ子通量的一些初步结果。
2012-03-20 nucl-ex physics.ins-det
Low Background Gamma Spectroscopy at the Boulby Underground Laboratory
Boulby地下锗套件(BUGS)由三个低本底、高纯度锗探测器组成,在位于英国英格兰东北部地下1.1公里处的Boulby地下实验室运行。BUGS利用三种类型的探测器来促进高灵敏度、高通量的放射性测定方案,以支持稀有事件搜索实验的发展。宽能锗(BEGe)探测器对低能伽马射线(如210 Pb和234 Th发射的伽马射线)具有灵敏度。采用小阳极锗(SAGe)阱型探测器进行小样品的有效筛选。最后,标准p型同轴检测器提供标准样品的快速筛选。本文介绍的步骤,用于验证这些探测器的性能为各种样品的几何形状,包括适用于帐户级联求和效应的校正。对于低密度材料,BUGS能够放射性分析到比活度低至3.6 mBq/kg的234 Th和6.6 mBq/kg的210 Pb,这两种物质都发现了238 U链中的一些重要平衡断裂。在密度更大的材料中,γ射线自吸收增加,证明了对226 Ra的比活度为0.9 mBq/kg,228 Ra为1.1 mBq/kg,224 Ra为0.3 mBq/kg,40 K为8.6 mBq/kg的灵敏度,所有上限均为90%置信水平。这些都满足了目前正在进行的大多数稀有事件搜索实验的筛选活动的要求,例如LUX-ZEPLIN(LZ)暗物质实验。我们还强调了BEGe探测器探测X射线荧光区域的能力,这对于确定与中子生产相关的放射性同位素的存在是很重要的;这在对核反冲敏感的实验中特别重要。
2017-11-15 nucl-ex physics.ins-det
The second-phase development of the China JinPing underground Laboratory
在2013-2015年期间,中国锦屏地下实验室(CJPL)将沿着锦屏隧道综合体的旁路隧道的主要分支进行扩建。CJPL的第二阶段将使实验室空间增加到约96,000 m^3,与现有的CJPL-I体积4,000 m^3相比。一个设计配置有八个额外的大厅空间,每个大厅空间长60米,宽约12米,覆盖约2.4公里的岩石,平行于并远离主要的水运和汽车交通隧道。在进行挖掘活动的同时,还在规划暗物质和其他稀有事件探测器,以及物理学/工程学和其他耦合的多学科传感器。在2013年9月8日于加利福尼亚州阿西洛马举行的第13届国际天体粒子和地下物理学主题会议(TAUP)的城镇会议上,演讲和小组讨论了中国暗物质实验(CDEX)合作的当前CJPL锗探测器阵列和Panda-X合作的双相氙探测器的一吨扩展计划,以及可能用于暗物质研究、低能太阳中微子探测、无中微子双β搜索和地中微子的新探测器倡议。金平还被讨论作为一个低能量核天体物理加速器的网站。地球物理/工程机会包括在开挖期间和之后对岩爆进行声学和微地震监测,耦合过程现场测量,地震引起的氡排放的局部、区域和全球监测,以及电磁信号。
2014-04-09 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Arguments for a "U.S. Kamioka": SNOLab and its Implications for North American Underground Science Planning
我们主张一个具有成本效益的,长期的北美地下科学战略的基础上与加拿大的合作伙伴关系,并初步建设一个适度的美国第一阶段实验室,旨在补充SNOLab。我们表明,通过审查的要求,现在在研发阶段的探测器,SNOLab和一个适当设计的美国第一阶段的设施将能够满足北美的下一波地下实验的需求。我们讨论了一个机会,创造一个阶段I实验室,先锋隧道在华盛顿州,一个网站,可以开发,以提供专用的,干净的,水平的访问。这条未使用的隧道是美国最深(1040米)隧道系统的一部分,将使美国能够以低风险和低成本建立一个深度为2.12 km.w.e.,或公里水当量)与日本实验室的Kamioka(2.04 km.w.e.)非常相似。我们描述了宇宙射线衰减的研究,正确定位这样一个实验室,以及隧道的改进,将需要产生一个最佳的第一阶段的设施。我们还讨论了未来第二阶段(3.62 km.w.e.)和第三阶段(5.00 km.w.e.)如果未来北美对深空的需求超过了SNOLab的需求,那么先锋隧道的发展将成为可能。
2006-10-06 astro-ph nucl-ex physics.ins-det
Measurement of the fast neutron background at the China Jinping Underground Laboratory
本文报道了在中国锦屏地下实验室(CJPL)用掺0.5%钆的液体闪烁体探测器测量的环境快中子本底通量和能谱。一个即时的核反冲的签名,随后延迟的高能量$γ$ -射线级联被用来识别中子事件。来自钆上的$(n, γ)$反应的延迟$γ$ -射线的大能量沉积,连同优异的n- $γ$辨别能力一起提供了强大的背景抑制,其允许测量低强度中子通量。根据356天的数据,测量了CJPL A厅1 - 10 MeV能区$(1.51\pm0.03(stat.)\pm0.10(syst.))\times10^{-7}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$的中子通量。在相同的能量区域中,用放置在一米厚的聚乙烯室中的相同的探测器进行测量,得到了174天数据的明显较低的$(4.9\pm0.9(stat.)\pm0.5(syst.))\times10^{-9}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$通量。这是在进行额外的实验特定衰减之前,对世界上地下实验室中最低环境快中子本底的测量。利用GEANT 4模拟软件对A厅和聚乙烯室的快中子能谱进行了重建。
2017-10-17 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
First Characterization of the Ultra-Shielded Chamber in the Low-noise Underground Laboratory (LSBB) of Rustrel Pays d'Apt
根据关于限制核武器的国际协定,法国的地面核武库已全部退役。位于阿维尼翁(普罗旺斯)以东60公里的Rustrel的一个前地下导弹控制中心已改为“Bas Bruit de Rustrel-Pays d 'Apt "(LSBB)。最深的实验大厅(500米的方解石岩石覆盖层)包括一个100米的$^{2}$区域,坚固的地板悬挂在减震器上,完全封闭在一个28米长,8米直径,1厘米厚的钢制法拉第笼中。这导致了对宇宙射线、声学、地震和电磁噪声的无与伦比的屏蔽组合,可用于使用超低温和超导探测器的罕见事件搜索。在这个独特的民用网站的第一个特性测量报告。欲了解更多信息,请访问http://home.cern.ch/collar/RUSTREL/rustrel.html
1999-10-13 astro-ph cond-mat hep-ex
Double Beta Decay Experiments at Canfranc Underground Laboratory
Canfranc地下实验室(“Canfranc Subterráneo de Canfranc”,LSC)的第一批活动始于80年代中期,位于西班牙比利牛斯山脉下的一个铁路隧道;自那时以来,它已成为一个国际多学科设施,配备了不同的地下科学服务。LSC的研究活动是关于天体粒子物理学,暗物质搜索和中微子物理学;但也开展核天体物理学,地球物理学和生物学方面的活动。无中微子双β衰变的研究一直是LSC的主要研究方向之一。中微子基本性质的表征仍有许多未知数,研究这种罕见的衰变过程需要粒子物理学的标准模型之外的物理学,这可以揭示轻子数守恒,中微子作为狄拉克或马约拉纳粒子的性质以及三代中微子质量的绝对尺度和排序。在这里,将回顾在LSC对不同发射体和以下非常不同的实验方法进行的双β衰变搜索:从实验室的第一次实验开始,包括对$^{76}$ Ge的成功IGEX,它对当时的有效中微子质量提出了非常严格的限制,到目前的$^{136}$测试和未来项目CROSS的NEXT实验(“具有表面灵敏度的低温稀有事件观测站”),用于探测$^{130}$ Te和$^{100}$ Mo,两者都采用了创新的探测器技术来区分背景。对于无中微子双β衰变通道和90% C. L.,IGEX推导出$^{76}$ Ge的半衰期限值为$T_{1/2}^{0ν} > 1.57 \times 10^{25}$ y,而NEXT-100中的$^{13…
2020-08-14 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Opportunities at the Sanford Underground Research Facility
本文介绍了Sanford地下研究设施(SURF)的科研现状,涵盖LZ暗物质、DUNE中微子等实验,并规划于2030年扩建大型地下 caverns 以支持下一代科学实验。
2024-03-20 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
Measurement of the $^{39}$Ar specific activity in atmospheric argon with DArT at the Canfranc Underground Laboratory
INFN Cagliari(意大利核物理研究所卡利亚里分部);Physics Department, Università degli Studi di Cagliari(卡利亚里大学物理系);CIEMAT, Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas(能源、环境和技术研究中央中心);Savannah River National Laboratory(萨凡纳河国家实验室);Centro de Astropartículas y Física de Altas Energías (CAPA), Universidad de Zaragoza(萨拉戈萨大学高能天体粒子与物理学中心);INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso(意大利核物理研究所格兰萨索国家实验室);Department of Physics, University of California, Davis(加州大学戴维斯分校物理系);University of Oxford(牛津大学);Department of Physics, Carleton University(卡尔顿大学物理系);AstroCeNT, Nicolaus Copernicus Astronomical Center of the Polish(波兰科学院尼古拉·哥白尼天文学中心)
利用DArT探测器在坎弗兰克地下实验室测量大气氩中$^{39}$Ar比活度,通过切割计数和最大似然拟合获得最精确结果,并验证了DArT在DArTInArDM实验中的关键作用。
2026-10-02 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Probing a Light Scalar Boson with a few-MeV Proton Beam Deep Underground
本文提出利用 Gran Sasso 地下实验室的 3.5 MV 加速器产生几 MeV 质子束打靶,作为轻标量玻色子 $ϕ$ 的可控源,并结合大体积低本底探测器进行搜寻,为探测超出标准模型的新玻色子提供了新途径。
2025-11-03 hep-ex hep-ph nucl-ex
Neutron spectrum measurement in the Yemi underground laboratory
Korea Research Institute of Standards and Science(韩国计量科学研究院);Department of Physics, Kyungpook National University(庆北大学物理系);Center for Underground Physics, Institute for Basic Science(基础科学研究所地下物理中心);Yemilab Operation Center, Institute for Basic Science(基础科学研究所Yemilab运营中心)
在韩国耶米地下实验室测量中子能谱,采用高灵敏度探测器并减去背景干扰,确定了中子通量及热快中子成分。
2026-02-10 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Construction of Yemilab
本文介绍韩国IBS深地实验室Yemilab的建成、空间结构、设施搬迁及AMoRE-II等下一代稀有事件实验部署。
2024-02-21 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
Scintillating bolometers based on ZnMoO$_4$ and Zn$^{100}$MoO$_4$ crystals to search for 0$ν$2$β$ decay of $^{100}$Mo (LUMINEU project): first tests at the Modane Underground Laboratory
在LUMINEU项目中,正在开发基于ZnMoO $_4$晶体的辐射热测量计技术,以寻找$^{100}$ Mo的0 $ν$ 2 $β$衰变,目的是为能够探索中微子质量模式的倒置层次区域的大规模实验奠定基础。研制了质量为0.3kg左右的$_4$晶体生长器,并首次采用低热梯度提拉法从富集$\sim$ Mo中生长出ZnPDMATHABMP $_4$晶体。一个ZnMoO $_4$闪烁体和两个样品(59克和63克)从富集的梨切割在地上进行了测试,在毫开尔文温度下,显示出高的检测性能的闪烁测辐射热计。低背景测量的第一个结果与三个ZnMoO $_4$和两个丰富的探测器安装在EDELWEISS设置在Modane地下实验室(法国)。
2015-02-04 nucl-ex physics.ins-det
LUNA: Nuclear Astrophysics Deep Underground
核天体物理学致力于全面了解负责合成化学元素和为恒星演化引擎提供动力的核反应。在格兰萨索实验室的地下深处,质子-质子链和碳-氮-氧(CNO)循环的关键反应的截面一直被测量到天体物理学感兴趣的能量。本文概述了地下核天体物理学的主要特点。本文评述了LUNA在过去20年中所取得的主要结果,并讨论了它们对理解中微子、太阳和宇宙本身性质的影响。指出了地下核天体物理今后的研究方向,即氦和碳燃烧以及恒星中子源的研究。
2010-10-20 astro-ph.CO astro-ph.SR nucl-ex
Low-energy Cross Section Measurements of ${}^{\mathsf{12}}\mathsf{C}(\mathsf{p},γ)$ Deep Underground at LUNA
在LUNA低本底环境中,利用固体靶和HPGe谱学与活化计数两种互补技术测量12C(p,γ)反应低能截面,通过精确表征靶并监测其退化以减少系统误差。
2025-10-07 astro-ph.SR nucl-ex physics.ins-det
Weak nuclear decays deep-underground as a probe of axion dark matter
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Padova(意大利国家核物理研究所帕多瓦分部);Centro de Astropartı́culas y Fı́sica de Altas Energı́as (CAPA)(高能粒子与天体物理中心);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso(意大利国家核物理研究所格兰萨索国家实验室)
研究弱核衰变的时间调制以探测轴子暗物质,提出理论框架计算弱核衰变的θ依赖性,并通过分析地下实验室的数据约束轴子衰变常数,提出新的测量方法以探测更短时间尺度的轴子质量。
2026-04-29 hep-ex hep-ph nucl-ex
A new study of the $^{22}$Ne(p,$γ$)$^{23}$Na reaction deep underground: Feasibility, setup, and first observation of the 186 keV resonance
$^{22}$ Ne(p,$γ$)$^{23}$ Na反应参与氢燃烧的钠-钠循环。这个循环在渐近巨星分支星和新星中都很活跃,并有助于氖和钠同位素的核合成。为了减少预测的核合成产率的不确定性,需要新的实验努力来测量$^{22}$ Ne(p,$γ$)$^{23}$ Na截面直接在天体物理学相关的能量。本文报道了在意大利Gran Sasso实验室地下核天体物理实验室(LUNA)400 kV加速器上进行$^{22}$ Ne(p,$γ$)$^{23}$ Na实验的可行性研究。研究了离子束诱导的$γ$射线本底。可行性研究导致在直接实验中首次观察到$E_{\rm p}$ = 186 keV的共振。得到共振强度的实验下限为0. 12,$\times$,10 $^{-6}$,eV。根据可行性研究的信息,已经开发了用于$^{22}$ Ne(p,$γ$)$^{23}$ Na实验的专用实验装置。新设置的特点是通过研究的温度和压力分布。利用共振扫描技术研究了入射质子束的加热效应对有效氖气密度的影响,确定了氖气靶的加热效应大小。
2014-11-25 astro-ph.SR nucl-ex physics.ins-det
Physics Chapter: NUSEL-Homestake Science Book
NUSEL-Homestake参考设计科学书的物理学章节描述了建造深地下科学和工程实验室的物理动机。它包括中微子物理学和天体物理学(包括θ-13和CP破坏的长基线探测,太阳和大气中微子,以及双β衰变),暗物质,核子衰变,地下探测器的核天体物理学,以及中微子作为超新星探测器的突出问题的讨论。
2003-08-19 astro-ph hep-ex hep-ph