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原子核物理评论 2017年第3期34卷 290-295页

作者：符长波陈勋陈云华崔祥仪方德清 Karl Giboni Franco Giuliani 韩柯季向东巨永林刘江来马余刚冒亚军任祥祥谈安迪王宏伟王萌王秋宏王思广吴士勇肖梦蛟谢鹏伟杨勇张宏光张涛赵力周宁周小鹏 pandax-II项目合作组上海交通大学物理与天文学院粒子物理与核物理研究所上海200240 雅砻江水电发展有限公司成都610051 中国科学院上海应用物理研究所上海201800 马里兰大学物理系 Collge Park美国马里兰州20742 北京大学物理学院北京100871 上海交通大学机械动力学院上海200240 山东大学物理学院济南250100 不详

pandax是位于四川的中国锦屏地下实验室(CJPL)内的,利用氙作为工作物质,探测暗物质等其它极稀有事件的大型地下粒子探测实验计划。Panda X探测器中的氙工作在气液两相的模式。通过检测液相和气相中闪烁光强的比例,实现对目标粒子包括WIM... 详细信息

pandax是位于四川的中国锦屏地下实验室(CJPL)内的,利用氙作为工作物质,探测暗物质等其它极稀有事件的大型地下粒子探测实验计划。Panda X探测器中的氙工作在气液两相的模式。通过检测液相和气相中闪烁光强的比例,实现对目标粒子包括WIMP和Axion等疑似信号的鉴别。Panda X已顺利完成了有效区体积约为120 kg氙的一期计划,目前正在运行实施有效区体积约为500 kg氙的二期计划。在WIMP质量为45 Ge V/c^2附近,探测灵敏度达2.97×10^(-45)cm^2(90%置信度),没有发现WIMP疑似信号。本工作介绍了Panda X一期和二期的进展,以及后续升级计划,其中包括升级Panda X的时间投影室至4吨,建造用于屏蔽岩石放射性本底的水屏蔽,以及^(136)Xe双贝塔衰变的研究计划等。

关键词：暗物质 pandax 液氙

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pandax探测器氙回收存储系统形式及其安全运行模式研究

PANDAX探测器氙回收存储系统形式及其安全运行模式研究

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作者：杜旭上海工程技术大学

学位级别：硕士

我国pandax(Particle AND Astrophysical Xenon detector)暗物质直接探测项目已进行过2期实验,目前正在进行3期实验室建设。计划使用20～30吨液氙进行暗物质探测,世界上大型吨级暗物质探测实验之一。氙因为其大的原子质量,放射性同位素... 详细信息

我国pandax(Particle AND Astrophysical Xenon detector)暗物质直接探测项目已进行过2期实验,目前正在进行3期实验室建设。计划使用20～30吨液氙进行暗物质探测,世界上大型吨级暗物质探测实验之一。氙因为其大的原子质量,放射性同位素少,光信号和电离信号明显等优势,是暗物质探测的良好介质。本文以存储质量为10吨的液氙储罐为研究对象,研究pandax暗物质直接探测实验的氙回收存储系统。根据pandax实验的需求,设计低温液氙储罐,对低温液氙储罐的静态无损储存过程进行理论计算,并通过SINDA/FLUINT模拟对低温液氙储罐的静态无损储存进行了基于集总参数法的建模与分析。通过液氮工质进行低温储罐日蒸发率实验测试;静置无损存储实验表明,在短时间内,储罐内压力随时间的增加线性增加。仿真结果表明液氙储罐在静置无损存储状态下,静置时间达到365天时,储罐内液氙的温度282.7 K,储罐内压力5.28 MPa,液氙质量5.707 t,液氙体积3.30 m。静置过程中,颈管温度高于气氙温度高于液氙温度,最大温度差15 K。随着液氙温度的上升,液氙体积先因为密度的减小膨胀到3.75 m,后因为液氙质量的下降而减小。随着储罐内氙的温度上升,漏热量减小,日蒸发量减小。对比有无热延迟时的仿真结果可以看出,不锈钢的热延迟可以延长液氙100天以上的静置时间。根据低温绝热储罐自增压系统的工作原理,利用SINDA/FLUINT模拟软件对低温液氙储罐的自增压系统做了参数化建模,针对不同自增压形式,电加热器功率,仿真分析在自增压的过程中,储罐内的温度和压力变化。随着自增压过程的进行,储罐内的压力波动频率由快变慢,最后逐渐平稳,并趋于0.2 MPa,基本满足液氙输送要求。电加热型自增压系统中,压力增加阶段中,电加热器大部分热作用于液氙体积膨胀,密度下降。气化器热负荷为3000 W的经典自增压系统中,充注率0.338的液氙储罐需0.5小时增压到0.2 MPa,5.3小时内完成输送。经典自增压系统中液氙密度基本不变,液氙输送过程质量流量基本不变。气相温度最后稳定于178 K,液相温度缓慢增加中。阐述了氙回收存储系统子系统的功能和结构,列出控制系统所需的测控设备与仪器列表,基于pandax实验的要求设计氙回收存储系统安全运行模式,阐述了氙回收存储系统各运行阶段所实现的功能,计算各运行模式所需时间,冷却功率及氮消耗,为控制系统提供了系统运行的温度、压力和流量等参数,以保障氙回收存储系统运行安全。

关键词： pandax 氙回收存储系统无损存储自增压安全运行模式

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pandax暗物质直接探测实验

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现代物理知识 2018年第2期30卷 23-28页

作者：谌勋刘江来季向东上海交通大学粒子与核物理研究所

1.暗物质的直接探测暗物质粒子物理研究是当代基础物理学最前沿的研究方向之一。天体物理和宇宙学的研究表明,暗物质在包括我们的银河系在内的宇宙中大量存在,它占据了宇宙总质量的26.8%,而日常所见的原子分子一类的普通物质只占4%。然... 详细信息

1.暗物质的直接探测暗物质粒子物理研究是当代基础物理学最前沿的研究方向之一。天体物理和宇宙学的研究表明,暗物质在包括我们的银河系在内的宇宙中大量存在,它占据了宇宙总质量的26.8%,而日常所见的原子分子一类的普通物质只占4%。然而,到现在为止,物理学家还不了解暗物质的本质是什么。理

关键词：暗物质弹性散射原子核直接探测 pandax

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中微子在液氙探测器中的信号研究

中微子在液氙探测器中的信号研究

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作者：吉鹏辽宁师范大学

学位级别：硕士

中微子是构成自然界的最基本的粒子之一。在标准模型所包含的十七种粒子中,有三种基本粒子是中微子,分别是:电子中微子,μ中微子和τ中微子。他们质量极小,不带电,穿透力强,很难与其他物质发生反应,极难被探测。pandax是运用二相型液氙... 详细信息

中微子是构成自然界的最基本的粒子之一。在标准模型所包含的十七种粒子中,有三种基本粒子是中微子,分别是:电子中微子,μ中微子和τ中微子。他们质量极小,不带电,穿透力强,很难与其他物质发生反应,极难被探测。pandax是运用二相型液氙时间投影室技术的暗物质直接探测实验。来自宇宙中的中微子,尤其是太阳中微子,也可以和氙原子通过相干核弹性散射过程、电弱过程乃至可能的中微子磁矩发生相互作用,进而在液氙探测实验上产生核反冲或者电子反冲信号。因此,pandax实验除了可以探测暗物质粒子,对宇宙中中微子的测量也有很强的灵敏度。另外,在超新星爆发的过程中,超新星中微子会先于光子从超新星逸散出来。因此,一旦有超新星爆发事件发生,人们通过粒子探测手段会先于光学探测得到信息。pandax实验可以利用其对中微子探测的优势,加入超新星预警系统(SNEWS),并负责为超新星爆发提供早期预警。本篇文章主要研究太阳中微子和超新星中微子在液氙探测器中产生的信号的数目。具体分为以下步骤:首先确定所研究的中微子在地球当中的通量;其次确定中微子在探测器中可能发生的反应类型以及各种反应类型的反射截面;最后根据中微子在地球上的通量和发生反应的反应截面来计算在探测器中会有多少中微子发生反应,并根据探测器的探测效率计算在探测器中采集到的信号数目。研究结果表明,在液氙探测器中,由中微子引起的核反冲信号主要来源于B中微子和hep中微子,而pp中微子和Be中微子是电子反冲信号的主要来源,中微子预计会在液氙探测器中产生278 tonyear的电子反冲信号。在pandax-4T的探测器中,由中微子产生的核反冲信号约为0.4 tonyear,在两年的运行时间内,预计看到2到3个事例信号。如果有超新星爆发事件发生,预计在pandax-4T的探测器中可以看到10.7个信号,并全部产生于核反冲反应。

关键词：太阳中微子超新星中微子 pandax 液氙探测

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中国锦屏地下实验室与稀有物理实验

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核技术 2023年第8期46卷 166-174页

作者：王钰锋刘家璇杨丽桃曾志马豪岳骞清华大学工程物理系北京100084

中国锦屏地下实验室是目前世界上岩石覆盖最深的深地实验室,对宇宙线μ子具有良好的屏蔽作用,具有极低的宇宙线通量,因此适用于开展对稀有物理事例的探测实验。目前,包括中国暗物质实验(China Dark matter EXperiment,CDEX)、粒子和天... 详细信息

中国锦屏地下实验室是目前世界上岩石覆盖最深的深地实验室,对宇宙线μ子具有良好的屏蔽作用,具有极低的宇宙线通量,因此适用于开展对稀有物理事例的探测实验。目前,包括中国暗物质实验(China Dark matter EXperiment,CDEX)、粒子和天体物理氙实验(Particle and Astrophysical Xenon Experiments,pandax)、锦屏深地核天体物理实验装置(Jinping Underground Nuclear Astrophysics Experiment,JUNA)等实验组已经入驻锦屏实验室,对暗物质直接探测、无中微子双β衰变、天体核反应等一系列稀有物理事例进行实验探测,并给出了一系列国际先进水平的研究成果。本文总结了中国锦屏地下实验室自成立以来的发展过程和本底控制情况,并对实验室中各个实验组所开展实验的物理意义、实验原理、关键技术、物理成果等进行介绍,同时给出实验组接下来的实验计划。

关键词：中国锦屏地下实验室暗物质无中微子双β 衰变 CDEX pandax JUNA

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