低背景马射线光谱仪的背景模拟,使用一组五个探测器

科学领域:

• 核物理学 核物理 核物理
• 粒子物理学的粒子物理学.
• 实验物理学的实验物理.

背景情况:

• 罕见事件搜索实验需要高度敏感的探测器来最大限度地降低背景噪声.
• 材料选对于选择具有低内在放射性的组件至关重要.
• 阿格斯光谱仪旨在满足下一代实验的这些严格要求.

研究的目的:

• 为了描述ARGUS马射线光谱仪的背景噪声.
• 为了评估光谱仪检测低活性同位素的灵敏度.
• 评估ARGUS适用于罕见事件搜索中的材料选的适用性.

主要方法:

• 使用蒙特卡洛模拟来建模和预测ARGUS探测器的背景特征.
• 使用最大概率方法估计最小可检测活性 (MDA).
• 模拟测量涉及高纯度铜样本,以确定对特定同位素的敏感性.

主要成果:

• 对ARGUS的预期背景计数率被确定为大约10个计数每天每公斤的晶体 (cpkd) 在60 keV到2700 keV的能量范围内.
• 用100天测量模拟计算了212Pb和214Bi的最小可检测活性 (MDA).
• 发现212Pb (238 keV) 的特定MDA值为28.8 μBq/kg,214Bi (609 keV) 的具体MDA值为32.8 μBq/kg.

结论:

• 阿格斯光谱仪具有较低的背景频率,因此适用于敏感的测量.
• 计算的MDA值表明ARGUS能够选用于罕见事件实验的材料.
• 预计2025年ARGUS将部署在中国金平地下实验室,为未来的物理研究做出贡献.