銅表面氡子體去除方法研究

付孟婷 王思廣 程 晨 孟 月 錢志成 寧旭陽 司 琳 武蒙蒙 姚玉坤

1（北京大學物理學院核物理與核技術國家重點實驗室高能物理研究中心北京100871）

2（中山大學物理學院廣州510275）

3（上海交通大學物理與天文學院粒子天體物理與宇宙學教育部重點實驗室

上海市粒子物理和宇宙學重點實驗室上海200240）

4（上海交通大學四川研究院成都610213）

在各種尋找稀有衰變的物理實驗中，放射性本底的控制至關重要，本底的來源主要有三個方面：環境本底（宇宙射線、空氣中的放射性核素、周圍建筑材料及基質中的放射性核素）、物理本底（太陽中微子）和探測器自身放射性（材料和靶物質中的放射性核素）。對于環境本底，選擇低放射性的深地實驗室來組建探測器，一方面利用巖石層屏蔽宇宙射線，另一方面尋求低放射性巖石環境或構建屏蔽巖石放射性的屏蔽體，如PandaX-4T實驗位于錦屏深地實驗室，實驗室上方覆蓋2 400 m厚巖石層［1］，并在探測器外圍建立了至少4 m厚度的水屏蔽體；對于由太陽中微子彈性散射產生的物理本底無法減少；而本底的最大來源為探測設備材料本身，因此甄選低放射性材料來建造探測器是稀有衰變實驗中的重要環節。銅的制造成本低，具有良好的導電性、導熱性和延展性。此外銅的精煉可以通過電解沉積實現，即利用硫酸鹽溶解陽極的粗銅，在陰極形成純銅，因為銅的標準電極電勢為+0.34 V，而諸如鈾（-1.8 V）、釷（-1.9 V）、鉀（-2.9 V）［2］等一些放射性核素由于電極電勢為負，難以在陰極上析出，最終精煉得到的銅所含放射性雜質較少?！?br>