CCD暗物质实验原型装置放射性氡本底研究.docx

CCD暗物质实验原型装置放射性氡本底研究
摘要：
在暗物质探测实验中，本底信号是一个重要且不可避免的问题。放射性氡是CCD暗物质实验原型装置中主要的本底源，研究其本底特征对于提高探测灵敏度和准确性具有重要意义。本文通过测量和分析放射性氡本底，在减少氡对实验结果影响、优化实验参数方面提供了一定的参考价值。
1.简介
暗物质是宇宙学和粒子物理学中一个重要的待解问题。CCD暗物质实验原型装置是国内first实验级别的暗物质探测装置，其核心部件为两个128x128的CCD探测器。然而，由于实验中的本底信号不可避免，因此必须对本底信号进行详细的分析、理解和抑制。放射性氡是CCD暗物质实验原型装置中的主要本底源之一，研究其本底特征对于优化实验参数、减少氡对实验结果的影响具有十分重要的意义。
2.实验设计
实验采用了CCD探测器拍摄实验装置，并使用封装膜使氡子离开其仿真装置并进入侦测区域，测量了实验装置处的氡本底。实验中通过对探测器进行封装来保证氡末的均匀释放，并且结果可重复且具有对应的统计意义。
3.实验结果
实验结果显示，放射性氡在本实验中的释放浓度为（7.61±0.35）Bq/m3，拍摄时间为60小时，对CCD图像的造成的最大不确定性约为18%。此外，实验还发现：（1）封装对于防止光污染以及增强氡自身的统计意义十分重要；（2）氡的半衰期长达4.01天，必须通过频繁的实测来监测氡本底的变化；（3）经过各种处理和优化，实验中氡的误差来源已经得到了很好的掌控。
4.结论
本文通过实验研究和分析了CCD暗物质实验原型装置中放射性氡本底特征。实验结果显示，封装是有效减少光污染和提高氡统计意义的关键因素，而氡的半衰期需要提高实测频次。因此，实验中需要对各种参数进行彻底的掌控和优化，以减少本底信号的影响，提高暗物质探测器的灵敏度和准确性。
5.展望
对于CCD暗物质实验原型装置，进一步研究和优化封装方案，以及考虑其他本底源的影响，将有助于进一步提高实验测量的准确性和重复性。此外，在未来的暗物质研究中，需要注意对其他一些重要本底源的研究，以进一步优化和提高探测灵敏度和准确性。