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冶金工业
低放射性本底金属钛冶炼工艺研究
以暗物质、无中微子双β衰变探测为代表的稀有事例实验所期望的信号极其稀少与微弱,从而对探测器所用材料的放射性本底要求十分苛刻。低本底控制是此类实验的核心工作之一。~(238)U、~(232)Th衰变链前端的~(226)Ra和~(228)Ra具有低沸点高蒸气压的特点,去除~(226)Ra与~(228)Ra就可以截断~(238)U衰变链,或者在一定时间内控制~(232)Th衰变链后端活度,从而降低对稀有事例实验有明显负面影响的核素含量,为探测器运行创造低本底环境。比较不同的冶炼设备,发现高温、高真空环境有助于K、Cs、Ra、Pb、Po、Rn等低沸点高蒸气压放射性杂质的挥发,冶炼试验结果说明,高温高真空冶炼有去除放射性核素的迹象。在真空电子束炉中冶炼的纯钛,~(232)Th-~(228)Ac可小于1.26 mBq·kg~(-1),~(238)U-~(222)Rn可小于0.55 mBq·kg~(-1),性能较为稳定,可用于下一代PandaX探测器。
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核技术
2022年11期
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