CDEX-10中液氩探测系统的建立与信号分析

摘要

暗物质研究是21世纪最重要的前沿科学课题之一，WIMP粒子是暗物质候选粒子之一，当前国际上通常采用直接探测的方法法。中国暗物质实验（CDEX）中采用直接探测的方法进行暗物质探测研究，在CDEX-10项目中利用低阈值高纯锗作为主探测器，液氩作为反符合屏蔽系统并且为高纯锗提供低温环境。　　本论文基于CDEX-10设计和建立了气氩/液氩探测器特性研究平台，其中包括实验装置、数据采集软件、数据处理程序；并完成了气氩和液氩中部分射线源信号的分析。利用测试系统完成了对大面积、低本底、超低温PMT（EL9357KLB）的低温性能测试、能量刻度、分辨率测试和暗计数实验。实验完成α射线源在纯度为99.999%和99.9999999%的气氩中信号分析，得到了纯度对信号中上升时间、脉冲幅度、脉冲电荷；通过利用多种条件的信号筛选，得到了在不同纯度下气氩信号的波形。通过利用氩中闪烁信号的函数对数据拟合分析，得到了信号快慢成分的幅度常数和时间衰减常数，得到了两个常数随纯度的变化关系。　　本论文在实验装置、采集系统、数据处理系统、信号波形分析为 CDEX-10项目中液氩的应用奠定了实验基础，射线的信号分析为液氩应用中信号的判定以及液氩探测系统的标定提供了参考。

目录

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主要英文简写索引

1 引言

1.1中国暗物质研究

1.2 国外研究现状

1.3 研究的内容与结构安排

2 液氩的应用和发光原理

2.1氩的简介和应用

2.2辐射与氩的相互作用

2.3液氩中杂质纯度的影响

2.4 波长转换剂

3 基于labv iew的液氩探测系统

3.1 液氩实验装置系统

3.2 电子学硬件系统

3.3 基于labv ie w的数据采集系统

3.4 基于ROOT的数据处理系统

4 P MT低温特性研究

4.1 PMT简介和PMT特性研究实验装置

4.2 单光子效应

4.3 增益

4.4 分辨率

4.5 暗计数

5 气氩和液氩中的信号分析

5.1 气氩信号的分析-α源

5.2 液氩中宇宙线信号的分析

5.3气氩和液氩中信号波形的对比分析

5.4氩气的帕邢定律

6 结论

致谢

参考文献

在校期间发表的学术论文