High purity NaI(Tl) scintillator to search for dark matter
研制了一种高纯度、大体积的NaI（Tl）闪烁体，用于宇宙暗物质的探测。放射性杂质（RI）如U链、Th链的所需密度小于几个ppt以建立对暗物质的高灵敏度。通过对坩埚原材料的选择和对碘化钠原料粉中铅离子的化学还原，有效地降低了放射性核素的杂质。在NaI（Tl）晶体中，杂质$^{226}$ Ra被还原到100 $μ$ Bq/kg以下。应该注意的是，通过化学处理NaI原料粉末，将难以减少的杂质$^{210}$ Pb有效地减少到小于30 $μ$ Bq/kg。使用250 kg高纯度和大体积NaI（Tl）闪烁体（PICO-LON;用于低背景Neutr（al）ino的纯无机晶体天文台）对宇宙暗物质的预期灵敏度为7 $\times$ 10 $^{-45}$ cm $^{2}$（对于50 GeV $/c^{2}$ WIMP）。
2016-05-17 astro-ph.IM physics.ins-det
On the use of NaI scintillation for high stability nuclear decay rate measurements
我们证明了由NaI（Tl）晶体和科学级CMOS相机组成的伽马射线闪烁探测器的线性和稳定性。校准后，该检测器表现出良好的线性超过三十年的活动水平。由于检测器不对脉冲计数，因此不需要死区时间校正。当高放射性源靠近碘化钠晶体时，闪烁需要几分钟才能达到稳定状态。在更长的时间尺度上，我们测量了几天内几个百分点的漂移。这些不稳定性对精确测定核衰变率稳定性有重要意义。
2017-07-10 nucl-ex physics.ins-det
A Study of NaI(Tl) crystal Encapsulation using Organic scintillators for the Dark Matter Search
闪烁的NaI（Tl）晶体用于各种稀有衰变实验，如暗物质搜索。NaI（Tl）晶体的吸湿性使得在这些实验中晶体探测器的构造具有挑战性，并且需要紧密封装以防止空气接触。更重要的是，在低放射性测量中，外部辐射和表面污染的识别对于表征总晶体放射性的来源至关重要。为了同时缓解上述问题，已经进行了具有活性有机闪烁体否决的NaI（Tl）晶体封装的研究。裸露的晶体直接与液体和塑料反射器耦合，以标记从晶体外部穿透的外部辐射。我们报告的脉冲形状歧视的有机闪烁体脉冲的晶体闪烁体在一个单一的探测器设置，使外部伽马射线可识别和长期稳定性测试的探测器设置。
2019-08-12 astro-ph.IM physics.ins-det
Development of ultra-pure NaI(Tl) detectors for the COSINE-200 experiment
DAMA实验观测到的年度调制信号是暗物质直接探测界长期存在的问题。这需要使用相同的检测技术对其存在进行独立验证。COSINE-100实验一直在使用106 kg的低本底NaI（Tl）探测器进行操作，对DAMA信号进行了有趣的检查。然而，由于COSINE-100中使用的NaI（Tl）晶体的背景值高于DAMA中使用的晶体，因此很难得出最终结论。自2016年开始采集COSINE-100数据以来，我们还启动了一项计划，为COSINE-200开发超纯NaI（Tl）晶体，这是实验的下一阶段。该计划包括原料粉末纯化，超纯NaI（Tl）晶体生长和探测器组装技术。经过对NaI（Tl）晶体生长的广泛研究和开发，我们已经成功地生长了几个小尺寸（0.61 $-$ 0.78 kg）的高放射性纯度的掺铊晶体。通过改进我们的探测器组装技术，已经实现了高光产额。在这里，我们报告的超纯NaI（Tl）探测器的发展，在基础科学研究所，韩国。这里开发的技术将被应用于生产NaI（Tl）探测器的COSINE-200实验。
2020-08-31 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
Production and relevance of cosmogenic radionuclides in NaI(Tl) crystals
材料中长寿命放射性同位素的宇宙成因生产对要求超低本底条件的实验是一种危险。虽然NaI（Tl）的活化剂已经在这方面使用了很长时间，但很少有活化数据。我们目前的结果，从两个12.5公斤碘化钠（铊）探测器，开发的ANAIS项目内，安装在Canfranc地下实验室。数据采集的迅速启动使得对半衰期大于10天的某些I、Te和Na同位素的生产进行可靠的量化成为可能。对地下的初始活动进行了测量，然后根据探测器的历史对海平面的生产率进行了估计;还将这些生产率与使用海平面典型宇宙中子通量和选定的激发函数说明进行的计算进行了比较。在探测器背景模型中包括来自所确定的宇宙成因产物的贡献之后，我们发现晶体本体中3 H的存在将有助于更好地拟合我们的背景模型和实验数据。我们已经分析了宇宙成因生产的3 H在碘化钠，虽然还没有尝试精确的量化，我们可以得出结论，它可能意味着一个非常相关的贡献，总背景低于15千电子伏的碘化钠探测器。
2015-05-22 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Production and suppression of delayed light in NaI
我们研究了一个假设，即能量积累和随后的释放在碘化钠（铊）可能会导致脉冲状事件在几千电子伏的能量制度，晶体制造公司圣戈班，谁提供的晶体DAMA-LIBRA提出的一种现象。虽然我们在3”NaI（Tl）晶体暴露于紫外光后观察到延迟的持久光发射，但延迟光主要由彼此不相关的单光子组成。我们还观察到延迟光发射在碘化钠（铊）伽马辐射和大的电离事件，如宇宙射线μ子。我们发现，在紫外线照射后用红光照射晶体显着抑制延迟光子发射。
2022-12-31 physics.ins-det
Growth of Ultra-high Purity NaI(Tl) Crystal for Dark Matter Searches
在直接探测暗物质的探索中，DAMA/LIBRA实验观测到的闪烁事件率的年度调制一直是一个长期存在的争议。由于缺乏具有足够高放射性纯度的NaI（Tl）晶体，因此最终确认或反驳年度调制的努力具有挑战性。最近，我们成功地生长了一个6公斤的晶锭，在生长过程中没有污染，从其中3.4公斤的晶体闪烁体制成。最终晶体中的$^{39}$ K浓度估计为4.3 $\pm$ 0.2~ppb，这对于NaI（Tl）晶体来说是前所未有的。通过$^{210}$ Po的$α$计数，$^{210}$ Pb活度估计为0.34 $\pm$ 0.04~mBq/kg，在目前运行的基于NaI的暗物质实验中处于最低水平，除了DAMA/LIBRA。更重要的是，我们开发的技术和协议将进一步有助于生长更高纯度的碘化钠（铊）晶体，用于暗物质的搜索。
2019-10-16 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Results of the first NaI scintillating calorimeter prototypes by COSINUS
在近三十年的时间里，TAUP会议在直接寻找暗物质方面取得了显著的进展。一个重要的加速器是1997年报道的DAMA/NaI实验中调制信号速率的第一个迹象。如今，在大于9 $σ$的置信度下，支持存在与暗物质的预期在周期和相位上相匹配的年度调制。然而，暗物质的基本性质仍然被认为是粒子物理学的一个开放的基本问题。到目前为止，没有其他直接的暗物质研究可以证实DAMA的说法;此外，在所谓的暗物质晕和暗物质与普通物质相互作用机制的标准假设下，许多零结果明显矛盾。由于两者都依赖于靶材料，因此只有使用碘化钠（NaI）作为靶的实验才有可能令人信服地解决这个有争议的情况。COSINUS的目标甚至更进一步，将NaI与一种新的检测方法相结合。COSINUS的目标是将碘化钠作为一种低温量热计，读取闪烁光和声子/热信号。这种方法有两个明显的优点，一个是核反冲的能量阈值大大降低，另一个是在逐个事件的基础上识别粒子。这些关键的好处将使COSINUS能够澄清DAMA信号的可能的核反冲起源，相对较少的O暴露（100千克天），从而回答粒子物理学的一个长期问题。今天，COSINUS处于研发阶段;在这篇文章中，我们展示了第二个原型的结果，尽管这是最终预见的探测器设计的第一个。这项测量的关键发现是，纯的，未掺杂的碘化钠是一个真正优秀的闪烁体在低温下：我们测量13.1%的总沉积能量的碘化钠晶体的闪烁光的形式（在光探测器）。
2017-11-04 astro-ph.IM physics.ins-det
Results from the first cryogenic NaI detector for the COSINUS project
最近，晶体闪烁体材料碘化钠（NaI）作为直接寻找暗物质的目标引起了人们极大的兴趣。这主要是由暗物质领域长期存在的矛盾情况所驱动的：DAMA/LIBRA合作所声称的暗物质调制信号检测的积极证据（在所谓的标准假设下）与大多数其他直接暗物质实验报告的零结果不一致。我们提出的第一个原型探测器使用一种新的实验方法相比，\textit{conventional}单通道碘化钠闪烁光探测器的结果：碘化钠晶体作为一个闪烁量热计在毫开尔文温度下同时提供一个声子（热）加闪烁光信号和粒子歧视的事件的基础上。我们评估的能量分辨率，能量阈值和进一步的性能参数的COSINUS R&D项目内开发的这个原型检测器。
2017-11-05 physics.ins-det
Measurement of Muon Annual Modulation and Muon-Induced Phosphorescence in NaI(Tl) Crystals with DM-Ice17
我们报道了在南极进行的NaI（Tl）直接探测暗物质实验DM-Ice 17中μ子和μ子诱导磷光的测量结果。在晶体中的μ子相互作用被确定其观察到的脉冲形状和大的能量沉积。DM-Ice 17中测得的μ子速率为2.93 +/- 0.04 μ子/晶体/天，调制幅度为12.3 +/-1.7%，与预期一致。在μ子相互作用之后，我们观察到NaI（Tl）晶体中的长寿命磷光，其衰减时间为5.5 +/- 0.5 s。μ介子所储存的瞬发能量与延迟磷光的量相关，其中最亮的磷光由数千万个光子组成。这些光子以不模仿高于2keVee的闪烁信号的速率和到达定时分布在数十秒内。虽然磷光的性质在各个晶体之间有所不同，但DAMA观察到的年度调制信号不能通过具有DM-Ice 17中观察到的特征的磷光来解释。
2016-02-26 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Analysis of the 40K contamination in NaI(Tl) crystals from different providers in the frame of the ANAIS project
利用NaI（Tl）大晶体在探测器中的闪烁信号，通过探测器中目标核的弹性散射，寻找银河系中的暗物质粒子。然而，以核反冲形式沉积的能量很小，这增加了将该能量转换成闪烁的低效率，使得处于或非常接近能量阈值的事件，归因于放射性背景或伪噪声（非本体NaI（Tl）闪烁事件），可以损害这样的实验的灵敏度目标。DAMA/LIBRA实验，使用250公斤碘化钠（铊）目标，报告了第一个证据的存在，每年调制的检测率与预期的暗物质信号在6 keVee（电子当量能量）以下的区域兼容。在ANAIS（Annual modulation with NaI Scintillators）暗物质搜寻计划的框架内，为了理解大型碘化钠探测器中极低能量事件的起源，并开发方便的滤波器以滤除那些与大块NaI（Tl）晶体中的闪烁无关的事件，进行了大量而长期的努力。40 K可能是NaI（Tl）探测器中最相关的放射性污染物，因为它在非常低的能量下对本底有重要的贡献。ANAIS的目标是达到或低于20 ppb的天然钾水平。在本文中，我们将报告我们的努力，以确定40 K污染的几个NaI（Tl）晶体之间的符合测量，其中两个（或更多）。本文将比较不同供应商的晶体40 K含量的结果，并简要回顾ANAIS暗物质搜索实验的前景。
2014-03-14 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
First search for a dark matter annual modulation signal with NaI(Tl) in the Southern Hemisphere by DM-Ice17
我们提出的第一个搜索暗物质年度调制信号在南半球进行的NaI（Tl）探测器，由DM-Ice 17实验。来自暗物质相互作用的核反冲预计会产生一个每年调制的信号，与地球半球内的位置无关。DM-Ice 17是DM-Ice实验计划的第一步，由位于南极2200 m.w.e.以下的17 kg NaI（Tl）组成。南极冰川覆盖层采取了超过3.6年的总曝光量为60.8公斤，DM-Ice 17的数据是一致的，没有调制的能量范围为4-20千电子伏，提供最强的限制弱相互作用的大质量粒子暗物质从位于南半球的直接探测实验。DM-Ice 17的成功部署和稳定的长期运行使南极冰成为未来暗物质搜索的可行地点，特别是高灵敏度NaI（Tl）暗物质实验的可行地点，以直接测试DAMA/LIBRA观测暗物质的声明。
2017-02-28 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
COSINUS -- a model-independent challenge of the DAMA/LIBRA dark matter claim with cryogenic NaI detectors operated in a new low-background facility
COSINUS通过低温NaI晶体的声子与闪烁光双通道探测实现逐事件粒子鉴别，以模型无关方式检验DAMA/LIBRA信号，并已在LNGS建成低本底设施，计划2025年底开始取数。
2025-07-03 astro-ph.CO hep-ex physics.ins-det
