大亚湾试验进展.ppt

J. Cao (IHEP) Daya Bay Reactor Neutrino Experiment 大亚湾反应堆中微子实验 曹 俊 中国科学院?高能物理所 Outlines 实验目的与意义 实验方案设计 前期研究进展 项目进展 中微子振荡 反应堆与加速器实验 测量?13的物理意义 国际竞争 用液闪探测反电子中微子 ?13振荡 振荡极大在2公里处 利用远近相对测量消除反应堆流强误差(~3%） 大亚湾事例率： 近点（40吨）每天2000个 远点（80吨）每天400个 事例率减少 能谱变形 地理位置 大亚湾与岭澳核电站 实验布局 实验要点 以前的中微子实验误差为3~6% Chooz 测量结果：sin22?130.17 要达到0.01的精度，误差必须小于0.5% 靶质量（统计量） 中微子探测器 探测器模块化 近点各2个，远点4个 每个20吨靶质量，总重100吨 直径5米，高5米 三层结构： I. Target：掺钆液体闪烁体 II. ?-catcher：普通液闪 III. buffer：矿物油 中间用有机玻璃桶隔开 上下端面加反射层 降低造价 简化机械结构 224个 8”PMT/模块 反符合系统 (基本方案) 水屏蔽层 宇宙线在岩石和水中产生的快中子可以飘移到中心探测器，形成本底?两层反符合，效率99.5% 岩石的天然放射性?2米水+45cm白油?压低~107倍 其它材料如水泥：价格高、有天然放射性 屏蔽空气中的氡气 顶部反符合-RPC 基本方案（三层RPC，三选二触发） 主要本底：岩石中的?在RPC中产生double compton散射 高能所的RPC已送到香港Aberdeen Tunnel lab（地下环境）测试 水箱探测器 反符合系统 (备选方案) 刻度系统 LED刻度：（固定在探测器内）PMT刻度，死时间 自动放射源刻度：定期、定点的能量刻度，中子效率刻度 手动放射源刻度：探测器内任意位置的能量、中子效率 电子学/触发/DAQ 触发所有单事例（总电荷与多重度触发）。 中微子探测器0.7MeV单事例率~200 Hz Muon rate 200 Hz 加上噪声，每个子探测器 1kHz 中微子探测器与水切伦科夫探测器PMT采用相同读出 RPC采用与BESIII相同读出 共 ~ 4000 道PMT读出，10000道RPC读出 10k Byte/event，1M Byte/second/site，每天~160GB数据 现场磁盘、磁带库备份，通过网络经香港中文大学传到北京和美国。 Sensitivity 地质勘探已完成 工程概念设计已完成 两个独立的设计（铁四院，黄河设计院） 考虑了隧道概念设计，地面设施，地下实验厅布局，出渣方式，探测器安装、运输方式，等等 计划明年4月以前完成工程设计 高能所小模型实验 小模型实验 香港仔隧道实验室 Aberdeen Tunnel Exp. 地下250米，环境条件与大亚湾相同 已进行天然放射性测量，氡气测量，宇宙线测量，RPC测试等 将进行中子测量，Gd-LS试验等 掺钆液体闪烁体研制 立项进展 与核电站建立了良好的合作 签订了合作协议 成立了“联合项目部” 广东核电集团承诺资金支持 达成经费意向 国际合作组 国际合作 2006年2月按国际惯例组成合作组，制定了合作章程 组成了合作组委员会 选举了7人执行委员会 高能所：王贻芳，杨长根 伯克利实验室：陆锦标 加州理工学院：R. Mckeown 台湾大学: 熊怡 香港中文大学: 朱明中 俄国杜布纳联合研究所: A. Olchevski 选举了发言人： 高能所王贻芳和伯克利实验室Kam-Biu Luk（陆锦标） 建立了9个工作小组 大致确定了各方的任务分工 美国DOE 评审 实验进度计划 2007年4月开始隧道建设 2009年6月建成第一个中微子探测器模块 2009年9月运行“近/中点”快速测量 (精度 ~0.035） 2010年6月运行“近/远点”方案 运行3至5年 （精度0.01） 液体闪烁体，反符合探测器，刻度，光电倍增管，数据分析 探测器50% (2~3千万美元) 美国DOE 液体闪烁体，反符合探测器 实物贡献 俄国 有机玻璃罐，数据分析 ~ 100万美元 台湾 光二极管刻度，数据分析 ~ 30万美元 香港 ~ 7千万元 深圳市/广东省/中广核 1千万元 基金委 4千万元 科技部 隧道及地下实验室建设，地面设施建设，中心探测器钢罐，液体闪烁体，反符合探测器，读出电子学，触发及数据获取，刻度，数据分析 5千万元 科学院 用 途 经 费 经费来源 高能物理研究所 中国原子能研究院 清华大学 北京师范大学 深圳大学 中山大学 南开大学 南京大学 Brookheaven Berkeley Caltech Princeto