Radiopurity assessment of the energy readout for the NEXT double beta decay experiment
S. Cebrián, J. Pérez, I. Bandac, L. Labarga, V. Álvarez, C. D. R. Azevedo, J. M. Benlloch-Rodríguez, F. I. G. M. Borges, A. Botas, S. Cárcel, J. V. Carrión, C. … 展开作者
S. Cebrián, J. Pérez, I. Bandac, L. Labarga, V. Álvarez, C. D. R. Azevedo, J. M. Benlloch-Rodríguez, F. I. G. M. Borges, A. Botas, S. Cárcel, J. V. Carrión, C. A. N. Conde, J. Díaz, M. Diesburg, J. Escada, R. Esteve, R. Felkai, L. M. P. Fernandes, P. Ferrario, A. L. Ferreira, E. D. C. Freitas, A. Goldschmidt, J. J. Gómez-Cadenas, D. González-Díaz, R. M. Gutiérrez, J. Hauptman, C. A. O. Henriques, A. I. Hernandez, J. A. Hernando Morata, V. Herrero, B. J. P. Jones, A. Laing, P. Lebrun, I. Liubarsky, N. López-March, M. Losada, J. Martín-Albo, G. Martínez-Lema, A. Martínez, A. D. McDonald, F. Monrabal, C. M. B. Monteiro, F. J. Mora, L. M. Moutinho, J. Muñoz Vidal, M. Musti, M. Nebot-Guinot, P. Novella, D. R. Nygren, B. Palmeiro, A. Para, M. Querol, J. Renner, L. Ripoll, o J. Rodríguez, L. Rogers, F. P. Santos, J. M. F. dos Santos, A. Simón, C. Sofka, M. Sorel, T. Stiegler, p J. F. Toledo, J. Torrent, Z. Tsamalaidze, J. F. C. A. Veloso, J. A. Villar, R. Webb, J. T. White, N. Yahlali
使用氙时间投影室的中微子实验（NEXT）旨在研究136氘的无中微子双β衰变，因此需要严格抑制潜在背景。进行了广泛的材料筛选和选择过程，以量化实验中使用的材料的放射性。使用不同的传感器分离能量和跟踪读出平面使我们能够将用于背景辨别的事件的拓扑特征的测量与能量分辨率优化相结合。与气体检测器介质直接接触的放射纯读出平面的设计尤其具有挑战性，因为所需的组件通常具有对于要求超低背景条件的实验而言太大的活性。在研究了跟踪平面之后，这里介绍了能量平面的放射性纯度控制，主要是基于伽马射线光谱学，使用西班牙Canfranc Subterráneo公司的超低背景锗探测器。选定型号的光电倍增管的所有可用单元以及底座、外壳和窗口的大部分组件都已筛选。根据有关放射性同位素活度的这些结果，能量平面的选定成分对感兴趣区域的总背景水平的贡献最多为2.4 x 10-4计数keV-1 kg-1 y-1，满足NEXT实验的灵敏度要求。
英文摘要：
The Neutrino Experiment with a Xenon Time-Projection Chamber (NEXT) experiment intends to investigate the neutrinoless double beta decay of 136Xe, and therefore requires a severe suppression of potential backgrounds. An extensive material screening and selection process was undertaken to quantify the radioactivity of the materials used in the experiment. Separate energy and tracking readout planes using different sensors allow us to combine the measurement of the topological signature of the event for background discrimination with the energy resolution optimization. The design of radiopure readout planes, in direct contact with the gas detector medium, was especially challenging since the required components typically have activities too large for experiments demanding ultra-low background conditions. After studying the tracking plane, here the radiopurity control of the energy plane is presented, mainly based on gamma-ray spectroscopy using ultra-low background germanium detectors at the Laboratorio Subterráneo de Canfranc (Spain). All the available units of the selected model of photomultiplier have been screened together with most of the components for the bases, enclosures and windows. According to these results for the activity of the relevant radioisotopes, the selected components of the energy plane would give a contribution to the overall background level in the region of interest of at most 2.4 x 10-4 counts keV-1 kg-1 y-1, satisfying the sensitivity requirements of the NEXT experiment.
Novel High-Radiopurity Doped Amorphous Silicon Resistors for Low-Background Detectors
SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；Berkeley Nanofabrication Laboratory（伯克利纳米加工实验室）；Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）；University of Massachusetts（马萨诸塞大学）
Radiopurity studies of a rock sample from the Aut region
印度正在努力建立一个地下实验室，用于双β衰变、暗物质等稀有事件研究。对于此类实验，辐射背景的缓解至关重要，了解该地点的环境背景，起源于岩石，是关键因素之一。有了这个动机，从潜在的实验室网站在喜马偕尔邦（印度）的Aut隧道岩石样品的放射性纯度研究已经进行了使用TIFR低本底实验装置（TiLES）。与印度泰米尔纳德邦BWH（Bodi West Hill）的样品相比，观察到Aut岩石中$^{40}$ K的浓度低约1000倍，BWH（Bodi West Hill）是印度中微子天文台目前指定的地点。天然放射性微量杂质$^{232}$ Th在Aut岩石中较低，而$^{238}$ U略高于BWH岩石。总体而言，Aut的环境伽马射线背景预计低于BWH，而环境中子背景预计相似。此外，为了评估中子引起的长寿命活动，快中子活化研究已经在孟买Pelletron直线加速器设施的Aut和BWH岩石样品上进行。
Development of a Li2MoO4 scintillating bolometer for low background physics
我们展示了33 g Li 2 MoO 4晶体作为闪烁测辐射热计的性能。该晶体在安装在Granatori Nazionali del Gran Sasso（意大利）地下实验室的稀释冰箱中测试了400多小时。这种化合物在中子探测、暗物质搜索（太阳轴子）和无中微子双β衰变物理学框架中显示出有前途的特性。利用不同的α、β/γ和中子源研究了低温辐射特性，并首次估算了不同类型相互作用粒子的光产额。该探测器显示出很强的快中子相互作用标记能力和高的本征放射性纯度水平（238-U < 90 \muBq /kg，232-Th < 110 \muBq /kg）。
High-bandwidth frequency domain multiplexed readout of transition-edge sensors for neutrinoless double beta decay searches
McGill University（麦吉尔大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；University of California Berkeley（加州大学伯克利分校）；Virginia Polytechnic Institute and State University（弗吉尼亚理工大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
Pattern recognition of $^{136}$Xe double beta decay events and background discrimination in a high pressure Xenon TPC
高压气体探测器为检测罕见事件提供了优势，其中背景减少至关重要。高压氙气时间投影室（TPC）对136氚的无中微子双β衰变具有很好的能量分辨率和详细的拓扑信息。气态氙中136氘的双β衰变事件的电离拓扑结构具有由两个离散电子径迹定义的特征形状，这两个电子径迹最终形成两个较高电离电荷密度的斑点。通过适当的像素化读出，这种拓扑信息对于执行强大的背景区分是非常宝贵的。在这项研究中，我们进行了详细的模拟信号的拓扑结构，以及竞争的拓扑结构，从伽马事件，通常构成在这些能量的背景。我们基于图论概念定义了可观测量，并开发了自动判别算法，该算法将背景水平降低了约三个数量级，同时保持了40%的信号效率。这一结果支持了目前或未来基于气体TPC的双β实验的竞争力，例如目前正在Canfranc Subaragio de Canfranc（LSC）建造的中微子氙TPC（NEXT）。
SILEM : a new gaseous detector with integrated x-y readout plane
本文报道了在EXO双β衰变实验框架内研制的气体探测器。LEM（Large Electron Multiplication）是基于GEM的电子放大栅极。它们是在纳沙泰尔开发的，对火花具有出色的抵抗力。新的SILEM网格将标准LEM的特性与网格一侧的微图案化x-y读出平面相结合。因此，它允许初级电子的放大和它们在x-y平面中的位置确定。
Status and prospects of the NEXT experiment for neutrinoless double beta decay searches
NEXT（Neutrino Experiment with a Xenon TPC）是一个实验计划，其目标是在高压氙TPC中使用$^{136}$探测器，通过电致发光读出，发现无中微子双β衰变。在本文中，将报告NEXT-White探测器的结果，该探测器目前正在Canfranc Subterráneo（LSC）采集数据。还将简要讨论计划于2020年开始运行的NEXT-100装置的前景，以及将该技术扩展到充分探索中微子质量逆层次所需的大型和超低背景探测器的计划。
The potential of discrimination methods in a high pressure xenon TPC for the search of the neutrinoless double-beta decay of Xe-136
在寻找$^{136}$氘的无中微子双β衰变过程中，高压氙时间投影室（HPXe-TPC）与液体氙TPC相比具有两个优势：更好的能量分辨率和拓扑特征，这可以提供额外的背景事件区分。PandaX-III实验最近提出了一个基于Micromegas读出平面的200 kg HPXe-TPC，位于中国锦屏地下实验室。它的探测概念基于T-REX项目中获得的两个结果：Micromegas读数可以在极低的放射性水平下构建;在现实实验条件下在10 bar的氙-三甲胺中操作已证明在感兴趣区域的能量分辨率为3% FWHM。在这项工作中，两个歧视的方法被施加到一个通用的200公斤HPXe-TPC的模拟信号和背景数据，基于两个著名的图论算法：识别的连接和搜索的最长路径。拒绝因子大于100的小像素尺寸和40%的信号效率。此外，一个新的可观察的（斑点电荷密度）拒绝更好的表面污染，这使得触发信号（$T_0$）的使用在这个实验中不是必要的。
