arXiv physics/06111832006-11-20physics.ins-detnucl-ex

全氟聚合物容器中的液体氙电离室

A liquid xenon ionization chamber in an all-fluoropolymer vessel

EXO Collaboration, F. LePort, A. Pocar, L. Bartoszek, R. DeVoe, P. Fierlinger, B. Flatt, G. Gratta, M. Green, T. Koffas, M. Montero Diez, R. Neilson, K. O'Sulli… 展开作者

EXO Collaboration, F. LePort, A. Pocar, L. Bartoszek, R. DeVoe, P. Fierlinger, B. Flatt, G. Gratta, M. Green, T. Koffas, M. Montero Diez, R. Neilson, K. O'Sullivan, S. Waldman, J. Wodin, D. Woisard, E. Baussan, M. Breidenbach, R. Conley, W. Fairbank, J. Farine, C. Hall, K. Hall, D. Hallman, C. Hargrove, J. Hodgson, S. Jeng, D. S. Leonard, D. Mackay, Y. Martin, A. Odian, L. Ounalli, A. Piepke, C. Y. Prescott, P. C. Rowson, K. Skarpaas, D. Schenker, D. Sinclair, V. Stekhanov, V. Strickland, C. Virtue, J. -L. Vuilleumier, J. -M. Vuilleumier, K. Wamba, P. Weber

备注：: 12 pages, 9 figures
发表信息：: Nucl.Instrum.Meth.A578:409-420,2007
DOI：: 10.1016/j.nima.2007.05.259

阅读 PDF ↗

arXiv 页面 ↗HTML 原文 ↗

摘要英文摘要相关论文

摘要：

一种新的技术已经开发出来，以建立容器的液体氙离子化检测器完全超净含氟聚合物。我们描述了低放射性污染方面的优势，提供了一些细节的建设技术，并显示了原型全氟聚合物电离检测器实现的能量分辨率。

英文摘要：

A novel technique has been developed to build vessels for liquid xenon ionization detectors entirely out of ultra-clean fluoropolymer. We describe the advantages in terms of low radioactivity contamination, provide some details of the construction techniques, and show the energy resolution achieved with a prototype all-fluoropolymer ionization detector.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。

阅读原文

阅读 PDF ↗

arXiv 页面 ↗HTML 原文 ↗

本文内容

摘要英文摘要相关论文

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。

继续探索

相关论文

带远距离贮液器的氙冷凝器

A Xenon Condenser with a Remote Liquid Storage Vessel

我们描述了氙液化系统的设计和操作，其中冷凝器与液体储存容器分离。冷凝器由脉冲管制冷机冷却，而容器仅由液体氙本身冷却。这种布置通过允许容易地接近容器的上凸缘和下凸缘而便于液体粒子探测器研究。我们发现，一个外部的氙气泵是有用的，以增加冷却功率被输送到容器的速率，我们提出的功率和效率的设备的测量。

2009-07-25nucl-exphysics.ins-det

聚四氟乙烯（PTFE）对氙闪烁光的反射率

Reflectance of Polytetrafluoroethylene (PTFE) for Xenon Scintillation Light

气态和液态氙粒子探测器正被用于许多应用，包括暗物质搜索和无中微子双β衰变实验。聚四氟乙烯（PTFE）通常用于这些探测器中，既作为电绝缘体又作为光反射体，以提高闪烁光子的探测效率。然而，氙在真空紫外波长区域（175 nm）中发射，其中PTFE的反射特性不充分已知。在这项工作中，我们报告测量PTFE的反射率，包括其角分布，氙闪烁光。研究了由不同工艺（挤出、膨胀、刮削和压制）制造的PTFE的各种样品。用包括镜面反射和漫反射的物理模型解释数据。对于VUV光，这些样品获得的反射率范围为约47%至66%。还测量了含氟聚合物，即ETFE、FEP和PFA。

2009-10-06physics.ins-det

PANCAKE：面向下一代多吨级液氙探测器的大直径平底低温测试平台

PANCAKE: a large-diameter cryogenic test platform with a flat floor for next generation multi-tonne liquid xenon detectors

本研究介绍了全球最大液氙测试平台PANCAKE的平底大直径低温恒温器等系统构成与400千克氙储量的调试进展，可低成本支持下一代液氙实验全尺寸组件测试。

2024-05-15physics.ins-det

基于液态氙的下一代暗物质实验中的μ子诱导背景

Muon-induced background in a next-generation dark matter experiment based on liquid xenon

在稀有事件搜索实验中，μ子诱导的中子可能导致潜在的不可约背景。我们研究了实验室深度对未来暗物质实验中μ子诱导背景的影响，该实验能够达到所谓的中微子层。我们的模拟研究集中在一个氙基探测器与71吨的有效质量，由额外的否决系统，包括仪表水盾包围。英国博尔比地下实验室（Boulby Underground Laboratory）的两个地点作为案例研究：一个位于盐中的实验洞穴，深度为2850 m w.e.（与现有实验室的位置相似），以及一个位于杂卤石岩中的较深实验室，深度为3575 m w.e.。我们的研究结果表明，不到一个事件的宇宙背景是可能生存的标准分析削减10年的操作在任何一个位置。我们确定的最大背景组分来自$^{17}$ N的延迟中子发射，其由实验的含氟聚合物组分中的$^{19}$ F产生。我们的研究结果证实，暗物质的搜索与中微子地板的敏感性是可行的（从宇宙背景的角度来看）在地下实验室在这些水平的岩石覆盖层。我们提出的细节进行模拟和获得的结果。

2022-11-14hep-exphysics.ins-det

用于$0\nu2β$搜索的液体氙探测器研发（KamXP）

Liquid Xenon detector R&D for $0\nu2β$ search (KamXP)

为了寻找无中微子双β衰变（$0\nu2β$），正在研制一种新型的液体氙（LXe）探测器。作为KamLAND-Zen实验的结果，实现全有源区探测器对于辐射的能量沉积是非常重要的。新开发的其他血糖降低技术将在未来提高$0\nu2β$检索的灵敏度。我们的探测器概念是将锂离子存储在一种新型的塑料闪烁体容器中。在容器的内表面上，闪烁光的波长从175 nm（VUV）偏移到可见光。因此，可以通过远离$0\nu2β$目标核的光子传感器来检测LIGHTTM闪烁光。锂离子电池和塑料闪烁体之间的脉冲形状差异用于额外的BG降低。未来，$^{8}$ B太阳中微子事件将是$0\nu2β$研究中的主要BG事件之一。为了减少$^{8}$ B太阳中微子BG，切伦科夫光的方向信息可能是有用的。本文介绍了为提高$0\nu2β$检索灵敏度而研制的探测器的现状。

2019-12-24physics.ins-det

在位高压生成与科克罗夫特-沃尔顿乘法器用于氙气时间投影室

In-situ high voltage generation with Cockcroft-Walton multiplier for xenon gas time projection chamber

Tohoku University（东北大学）；Kyoto University（京都大学）；University of Tokyo（东京大学）；High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构 (KEK)）

本文提出利用科克罗夫特-沃尔顿乘法器在位生成高压，用于氙气时间投影室，提升其在高压力下运行的电子噪声抑制能力，并实现高能量分辨率。

2025-05-07hep-exnucl-exphysics.ins-det

更多相关论文收起更多论文

液态氩的大规模精密氙掺杂

Large-Scale, Precision Xenon Doping of Liquid Argon

液态氩闪烁光的探测是当前和未来许多核/粒子物理实验的关键实验技术，如中微子物理、无中微子双β衰变和暗物质研究。虽然添加少量氙（掺杂）以提高光产额的想法引起了相当大的兴趣，但这种技术从未在必要的规模或精度上得到证明。在这里，我们报告氙掺杂在100升低温容器。以1.00 $\pm$ 0.06 ppm、2.0 $\pm$ 0.1 ppm、5.0 $\pm$ 0.3 ppm和10.0 $\pm$ 0.5 ppm的四种浓度进行氙掺杂。这些测量代表了出版时最精确的氙掺杂测量。我们观察到在掺杂剂浓度为10 ppm时，平均光产率增加了1.92 $\pm$ 0.12（系统）$\pm$ 0.02（统计）倍。

2021-06-23physics.ins-det

HERETIX: 一种氙基密封、富集、稀有事件时间投影室

HERETIX: A Hermetic, Enriched, Rare-Event Time Projection Chamber in Xenon

Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；University of Münster（明斯特大学）

提出HERETIX，一种双嵌套时间投影室的多吨级液氙探测器，同时优化弱相互作用大质量粒子搜索和$^{136}$Xe无中微子双β衰变探测，通过密封蓝宝石容器实现超低本底，10年曝光后$0\ u\eta\eta$半衰期灵敏度达$3.2 \ imes 10^{28}$年。

2026-06-26hep-exnucl-exphysics.ins-det

基于液氙的下一代暗物质实验中缪子诱导的本底

Muon-induced background in a next-generation dark matter experiment based on liquid xenon

本研究模拟评估了不同地下深度对70吨液氙暗物质探测器缪子诱导本底的影响，证实2850 m w.e.和3575 m w.e.深度的宇宙生成本底均不会影响实验达到中微子本底灵敏度。

2023-10-25hep-exphysics.ins-det

聚四氟乙烯对氙闪烁光的反射率与厚度的关系

Reflectance dependence of polytetrafluoroethylene on thickness for xenon scintillation light

许多稀有事件研究，包括暗物质直接探测和无中微子双β衰变实验，都利用聚四氟乙烯（PTFE）反射材料制成的高真空紫外反射表面，以实现探测器的高光收集效率。随着探测器在过去十年中尺寸的增长，对更薄的探测器壁的需求也在增加，而反射率没有显著损失，以减少活性惰性液体周围的死体积、释气和潜在背景。我们报告的实验结果，以测量两个PTFE样品在178 nm附近的波长的反射率对厚度的依赖性。当浸没在液体氙中的圆柱形PTFE容器的厚度在1mm和9.5mm之间变化时，没有观察到反射率的变化。

2017-03-27physics.ins-det

密封式液体氙时间投影室的研制与性能

Development and Performance of a Sealed Liquid Xenon Time Projection Chamber

液态氙（LXe）时间投影室（TPC）技术正在探测从亚GeV到几TeV的大范围暗物质质量。为了进一步提高其对亚GeV暗物质的灵敏度，并利用相干弹性中微子-核散射（CEvNS）监测反应堆中微子，需要对单电子/少电子本底率有更多的了解和抑制。在这里，我们报告的设计和性能的密封LXeTPC与石墨烯涂层的熔融石英窗口作为阴极。密封TPC的目的是将液体氙目标体积与检测器容器中的大部分释气材料隔离，从而提高液体氙净化效率并降低杂质诱导的单个/少数电子背景。我们研究了出气率和净化效率使用的数据从密封TPC与一个简单的净化模型。获得了稀土中杂质光电离的单电子信号，并研究了它们与稀土纯度的关系。将石墨烯涂覆的电极上的光电子发射速率与不锈钢的光电子发射速率进行比较，不锈钢是通常用于LPEG 4检测器的电极材料。我们讨论了可能的进一步改进和潜在的应用密封TPC的下一代液体氙实验的暗物质和中微子物理。

2021-01-21physics.ins-det

PandaX-30T液氙管理系统的设计、建造与调试

Design, construction and commissioning of the PandaX-30T liquid xenon management system

本文介绍PandaX-30T的First-X液氙管理系统，通过高压低温储罐、换热器和无排放液相输送方案实现6吨级氙的安全储存与快速灌注、回收，速率较PandaX-4T提升数十倍。

2023-04-15physics.ins-det

基于液态氙和液态氩探测器多吨组合的三级暗物质和中微子观测站的研究

Studies of a three-stage dark matter and neutrino observatory based on multi-ton combinations of liquid xenon and liquid argon detectors

我们研究了一个三级暗物质和中微子天文台，该天文台基于多吨级的两相液态氘和氩探测器，这些探测器具有足够低的背景，对低至10 E-47 cm ^2的WIMP暗物质相互作用截面敏感，并通过使用质量比为5：1的两个靶元素来提供WIMP质量的识别和两个独立的测量，给出了事件数的预期相似性。同样的探测系统也将允许测量pp太阳中微子光谱，银河系超新星的中微子通量和温度，以及136 π ~ 10 E27 - 10 E28 y的无中微子双β衰变，对应于从当前中微子振荡数据预测的马约拉纳质量。所提出的方案将分三个阶段G2、G3、G4运行，从基准质量1吨的氘+ 5吨的氩（G2）开始，进展到10吨的氘+ 50吨的氩（G3），然后根据后者的结果和性能，扩展到100吨的氘+ 500吨的氩（G4）。这种按比例放大的方法提供了将一个级的Ar容器和辅助系统用于随后级的Ar检测器的优点，在每个级仅需要一个新的检测器容器。模拟表明，通过利用靶材料的增加的外部厚度作为自屏蔽，可以将所有外部和内部背景水平降低或排除到对于每个后续质量水平每年<1次事件的水平。随着质量尺度的增加，该系统对每年的信号调制变得越来越敏感，氘和氩的结果一致证实了信号的银河起源。暗物质的自旋依赖性和非弹性相互作用的敏感性也包括在内，我们的结论与讨论可能的进一步收益从使用氘/Ar混合物。

2012-04-15astro-ph.COastro-ph.IMphysics.ins-det

一种用于抑制外部氡本底的气密性气态氙探测器的研制

Development of a Hermetic Gaseous Xenon Detector for Suppressing External Radon Background

本文研制了一种采用法兰与ePTFE垫圈机械密封的气密性气态氙探测器，通过670小时氡注入实验验证其对氡泄漏的抑制能力，并外推证明该方案足以满足大型液氙暗物质实验对氡本底控制的要求。

2025-11-05hep-exphysics.ins-det

用于未来低本底实验的高灵敏度氡射气探测器系统

A High-Sensitivity Radon Emanation Detector System for Future Low-Background Experiments

本文提出一种结合低温吸附富集、静电收集和硅 PIN 二极管 α 能谱测量的氡射气探测系统，可直接定量材料表面 $^{222}\mathrm{Rn}$ 射气率，灵敏度在 90% C.L. 下约达 0.06 mBq。

2024-01-28physics.ins-det

光学开放场笼式液氙时间投影室中的事例重建

Event Reconstruction in a Liquid Xenon Time Projection Chamber with an Optically-Open Field Cage

nEXO是一个提议的吨级无中微子双β衰变（$0νββ$）实验，在时间投影室（TPC）中使用液体${}^{136}Xe$（LIGHTN）读取电离和闪烁信号。在场笼和Leptin容器之间，存在Leptin（“皮肤”Leptin）层，其中不收集电离信号。由于场笼周围缺乏光学屏障，因此仅检测到闪烁光子。在这项工作中，我们表明，起源于皮肤的光Leptin区域可以用来提高背景歧视5%，比以前公布的估计。这种改善来自两个因素。首先，通过识别来自与皮肤皮肤中的能量沉积的相互作用的光来去除一部分$γ$射线背景。第二，通过标记皮肤脂质体中${}^{214}Bi-{}^{214}Po$链中的$α$衰变，可以有效地排除来自溶解在皮肤脂质体中的${}^{222}Rn$的背景。

2021-03-24physics.ins-det

利用波长转移光纤探测惰性气体中的闪烁光

Detection of scintillation light in noble gases with wavelength-shifting optical fibers

Donostia International Physics Center, BERC Basque Excellence Research Centre（多诺西亚国际物理中心，BERC巴斯克卓越研究中心）；Ikerbasque (Basque Foundation for Science)（伊克拉巴斯克（巴斯克科学基金会））；Instituto de Física Corpuscular (IFIC), CSIC & Universitat de València（粒子物理研究所（IFIC），西班牙国家研究委员会与瓦伦西亚大学）；Department of Physics, Universidad del Pais Vasco (UPV/EHU)（巴斯克国立大学（UPV/EHU）物理系）；Nuclear Research Center Negev（内盖夫核研究中心）

研究用涂有四苯基丁二烯的波长转移光纤，在高达8.5巴压力的气态氙和氩中探测闪烁光，通过两种探测器配置及连续气体净化，用宇宙射线μ子和α粒子表征探测器响应，测量光收集效率等。

2026-07-07hep-exphysics.ins-det