中国暗物质探测实验(CDEX)屏蔽体设计方案评审会顺利召开

 

   2010年49日,中国暗物质探测实验(CDEX)屏蔽体设计方案评审会在工物新馆110会议室召开。来自中核集团、中国原子能科学研究院、高能物理所、西北核技术研究所、中国疾病预防控制中心及清华大学等的9位专家出席了会议。中国锦屏极深地下暗物质实验室主任、副校长程建平出席了会议,我所李荐民、岳骞、曾志等项目组相关老师列席会议。会议由专家组组长、中核集团潘自强院士主持。

会议听取了曾志关于低能量阈高纯锗探测器开展暗物质直接探测实验的屏蔽体系统设计方案的介绍,专家组经过认真讨论,形成以下评审意见:

  中国锦屏极深地下实验室的垂直岩石覆盖厚度达到约2500m,在其中开展暗物质直接探测实验研究可以将宇宙线对探测器本底的贡献降到极低水平,为暗物质直接探测实验研究的开展提供了良好条件。

  屏蔽体方案设计对整个实验研究非常重要。项目组根据暗物质直接探测实验物理要求和中国锦屏极深地下实验室空间特点,通过实验测量、模拟研究,针对20g高纯锗探测器系统,给出了包括被动屏蔽体和主动屏蔽体的复合屏蔽体系统的设计方案。从外到内依次包括:1m厚的聚乙烯、20cm厚的铅、20cm厚的含硼聚乙烯、10cm厚的高纯无氧铜,及5cm厚的CsI反符合探测器。屏蔽体设计方案充分考虑了中国锦屏极深地下实验室宇宙线通量低的特点,力争将环境岩石、屏蔽材料的放射性本底水平降到与宇宙线通量相适应的水平,并充分考虑了高纯锗探测器约300eV的极低能量阈值,强化了中子慢化和吸收体的设计,具体提出了屏蔽体材料中放射性核素含量的要求,还考虑了通过涂料、通风、充氮等措施降低探测空间里氡的影响。

  屏蔽体的物理设计预期能达到每天每公斤每keV能量约1个本底事例的物理要求。

经专家组讨论,一致认为,该屏蔽体系统物理方案设计基本合理,考虑本底来源比较全面,可以按照该屏蔽体设计方案开展屏蔽体机械设计、屏蔽材料选择和加工工作,逐步完成屏蔽体建设。专家组建议通过建立地下实验室低本底平台或国内外合作,对所使用材料都进行严格的放射性含量测量,避免引入额外的放射性杂质。实验室下一步应重视探测器相关体系的材料选择,严格控制放射性含量。