Низкофоновые эксперименты

Эксперимент по поиску
2K-захвата 78Kr
В.В.Кузьминов
Баксанская Нейтринная Обсерватория
ИЯИ РАН
1
Ю.М.Гаврилюк, В.Н.Гаврин, А.М.Гангапшев,
В.В.Казалов, В.В.Кузьминов
Институт ядерных исследований, Российская академия наук, Россия
С.М.Панасенко, С.С.Раткевич
Харьковский национальный университет им. В.Н.Каразина, Украина
Работа выполняется при финансовой поддержке РФФИ (грант № 04-02-16037)
и Программы Президиума РАН “Нейтринная физика”
2
1.
78
36
2ek
78
Kr 
 34
Se** + 2 (2.88 МэВ)
Теория:
T1ee2  3.7 1022 лет
M .Hirsch et al. 1994г
T1/2 k2  4.7 1022 лет
N2k=0.786Nee
M. Doi … 1992г
T122k  3.7 1021 лет
M . Aunola, J . Suchonen 1996г
Эксперимент:
T12k2  1,5 1021 лет (90% У.Д.) Ю. Гаврилюк и др. 2006г
предполагается
Se**---------> Se*+Se*
Kab=12.652 keV,
2Kab=25.3 keV
Ka1=11.221 keV 1.00 Ka2=11.181 keV 0.52
Kb1=12.491 keV 0.21
Kb2=12.651 keV 0.01
wk=0.596
we=0.404
x-ray
e-Auger
Se*
Se*
еа
еа
к
к
еа
к
еа
к
0.4042 =0.163
}
= 0.481
0.5962 = 0.355
4
Схематическая диаграмма события
2K-захвата
78Se**
78Se**
 78Se
 78Se
Параметры счетчика
1. Материал
140
150
Cu
2. Полная длина, мм
1160
3. Рабочая длинна, мм
595
4. Внешний диаметр, мм
150
5. Внутренний диаметр, мм
140
6. Материал анода, мм
7. Полный объем,
л
8. Рабочий объем,
Поперечное сечение ПС
+ - анод
л
g.p.tan., 0.010
11.0
9.16
9. Давление,
ат
4.51
10. Емкость,
пФ
31
11. Сопротивление анода ,Ом
613
6
Низкофоновая защита


1760 мм

970 мм
Ca libra tion
channel
Signal
Gas equipment

Kr
Cu
Pb
(CH2)n
15 см свинец
8 см борированный полиэтилен
18 см медь
8
9
Электрическая схема установки
PA1 – предусилитель, A1 – усилитель
DO – цифровой осциллограф
10
Пример реального импульса
A1
A2
A3
Пример реального импульса
12
Событий / кэВ
Фоновый спектр 78Kr(T=8400 час)
Энергия, кэВ
13
Событий / кэВ
Результаты:
m1
m2  0,6 & 2.0кэВ  m  6.0кэВ
Энергия, кэВ
14
1.
2.
3.
4.
Число атомов Kr78
Эффективность регистрации 3(·)-событий
Вероятность 3(·)-событий
Эффективность отбора 3(·)-событий
- 1.08·1024
- 0.809
- 0.355·0,985
-0,43
0, 693 1, 08 1024  0,809  (0.6  0,1)  0,355  0,985
T1 2 
N eff
Limit :
N eff  46 yr -1 :
T1 2  2К, 2   1.97 1021 yr
 90% C.L.
15
Событий / кэВ
Фоновый спектр натKr (T=3039 h)
Энергия, кэВ
16
Событий / кэВ
Фоновые спектры 3(·)-событий 78Kr и натKr
17
Сравнение отобранных спектров трёхточечных
событий для обоих образцов
Энергия, кэВ
18
Сравнение отобранных спектров трёхточечных
событий для 78Kr и натKr
±
Энергия, кэВ
19
1.
2.
3.
4.
Число атомов Kr78
Эффективность регистрации 3(·)-событий
Вероятность 3(·)-событий
Эффективность отбора 3(·)-событий
- 1.08·1024
- 0.809
- 0.355·0,985
-0,43
Nэ = 34 ± 6  78 Kr  - 23 ± 6  нат Kr  = 10, 6 ± 8, 5 год1
0, 693 1, 08 1024  0,809  (0.6  0,1)  0,355  0,985
T1 2 
N eff
Limit :
N eff  25 yr -1 :
T1 2  2К, 2   5,1 1021 yr
90% C.L.
20
План на 2008г.
1.
2.
3.
4.
Модернизация установки с целью снижения
фона счётчика (к ≥ 5).
Повторение измерений с 78Kr (T≥8000 час).
Установление предела или открытие процесса
на уровне чувствительности 1022 лет.
Начало измерений с образцом ксенона,
обогащённого по 124Xe до 0,5%.
21
Регистрация Радон - нейтронных приливных волн
(наземные измерения)
6
N 3
CR 0
% -3
-6
А
2003-04 год
0
28
2
N
CR 0
% -2
-4
6
3
nn
CR 0
% -3
-6
R = + 0.80
56
84
112
140
В
R = + 0.87
2006 год
784
812
840
868
896
прогноз
R = + 0.79
56
С
2006 год
2004 год
84
112 784
812
840
текущий день с начала 2004 года
868
896
«Литон-0», ЛНФИ «Каприз».
Mean Moon-day Neutron wave ,
208 Moon days, 17 Apr 15 Nov, 2007 year
(подземные измерения)
Графики получены методом
наложения эпох с усреднением
методом скользящего среднего
по 36 точкам (5- мин.)
«Литон-0», ЛНФИ «Каприз».
208 Moon days, 17 Apr - 15 Nov,
2007 year
(подземные измерения)
Лунно-месячные
вариации тепловых
нейтронов