双探头高纯锗γ谱仪灵敏度研究

在暗物质和中微子等稀有衰变实验中,探测器材料中的放射性核素衰变所产生的射线诱发实验本底,其沉积能量可能与信号能区重叠。精确测量探测器材料的放射性,更好地理解本底来源和控制实验本底是提升探测器灵敏度的关键。高纯锗γ谱仪能量分辨率高,对样品几何形状没有要求,不需要对样品进行破坏性加工,是广泛应用的放射性测量仪器之一。PandaX合作组在锦屏地下实验室已搭建两套高纯锗γ谱仪(JP1和JP2),为暗物质和中微子实验甄选低本底材料。为提升高纯锗γ谱仪的灵敏度,精确测量更低放射性的材料,我们在现有JP1的基础上,设计双探头高纯锗γ谱仪。通过提升效率和降低本底两种方法,对暗物质和中微子实验关心的不同核素,相比于现有JP1,双探头高纯锗γ谱仪灵敏度预期可提升2~4倍。双探头高纯锗γ谱仪还可以用γ-γ符合方法测量小尺寸的样品,这种测量方式的灵敏度随测量时间有显著提升。