大亚湾反应堆中微子试验液体闪烁体的研制.pdf

大亚湾反应堆中微子实验 液体闪烁体的研制 周莉 中国科学院高能物理研究所 核探测与核电子学国家重点实验室 2012-08-16 大亚湾反应堆中微子实验 • 在我国进行的、有重要影响力的基础科学研究重大国际合作项目，是 中美两国目前在基础科学研究领域最大的合作项目之一, 目前有大约 250名中外科研工作者参加。 • 物理目标：利用核反应堆产生的电子反中微子来测定一个具有重大物 理意义的参数—— 中微子混合角 。 13 • 实验的特点： – 大体积大质量的靶物质 （185吨0.1%Gd-LS），增加中微子捕获几率。 – 大功率的核反应堆，降低统计误差。 – 远-近点探测器相对测量，使用完全相同的探测器模块，有效抵消反应堆 和探测器的关联误差以及反应堆和探测器的关联误差。 – 实验点建立在地下，足够的岩石覆盖以减少宇宙线子的流强。 – 建立多种独立宇宙线子探测器，作为反符合探测器去除非中微子事例。 – …… 中微子实验与液体闪烁体 • 反应堆中微子实验在50年的中微子研究史上占有重要地位，也是 国际竞争的热点。  与加速器实验比较，造价低，速度快。  信号干净，与CP相角及物质效应无关。 • 作为捕获中微子的靶物质，液体闪烁体在中微子实验中得 到越来越多的应用。 – …… – KamLAND实验采用不掺金属的液闪； – LENS实验用掺Yb液闪探测太阳中微子； – LNGS (Laboratory Nazionali del Gran Sasso) 实验使用掺In液闪 ； – CHOOZ实验，Palo Verde实验和大亚湾实验，均采用掺Gd液闪； – …… 大亚湾实验总体设计 六个蓝圆点为反应堆，黄线为隧道， 8个黄色的圆柱体为中微子探测器 大亚湾RPC反符合探测器 水池被分隔成内外两层，构成两个独立 的water Cerenkov探测器,可以屏蔽宇宙射 线和降低本底 　 中心探测器(AD) 溢流罐 探测器直径5米，高5米，由直径分 自动刻度系统 别为3米和4米的薄壁有机玻璃罐分 反射板 隔成三层嵌套的同心圆柱，由内向 外依次灌装掺钆液体闪烁体，普通 PMT 液体闪烁体和白油，总重110吨。 40吨矿物油 最里层掺钆的液体闪烁体作为 中微子的靶；中间层为普通的 20吨液闪. 液体闪烁体，用来提高能量收 20吨掺钆液闪 集效率，减少能量判选误差；   p e n 最外层为矿物油，用来屏蔽天 3米有机玻璃罐 e 然放射性。 4米有机玻璃罐 5米钢罐 当中微子在探测器中被捕获时，将激发液体 闪烁体发出微弱的闪光，由安装在白油中的 光电倍增管探测到 为什么选择掺钆液体闪烁体（Gd-LS ）? e e 2