JUNO 실험은 현재 중국 장먼에서 건설 중인 세계 최대 규모의 액체 섬광 검출기 실험이다. 이 실험의 주요 목표는 원자로 중성미자의 에너지 스펙트럼을 정밀하게 측정하여 중성미자 질량 서열을 결정하는 것이다. 이를 위해서는 검출기의 에너지 스케일을 1% 이내의 정확도로 교정해야 한다.
이 연구에서는 JUNO 실험을 위한 레이저 교정 시스템과 다양한 방사성 교정 소스를 개발하였다. 레이저 확산 볼의 형상을 최적화하여 광 방출 시간의 균일성을 ±0.25 ns 수준으로 향상시켰다. 또한 광 강도 조절기를 도입하여 4 차수 이상의 강도 범위를 확보하였다.
방사성 소스로는 18F, 40K, 226Ra, 241Am 등을 개발하였다. 18F 소스는 중성자 조사를 통해 PTFE 시료에서 생성하였고, 40K 소스는 불화칼륨 분말을 이용하여 제작하였다. 또한 최근 JUNO 검출기의 에너지 문턱을 낮추어 저에너지 천체 중성미자 관측 능력을 향상시킴에 따라, 226Ra과 241Am 소스를 개발하여 100 keV 이하 에너지 영역까지 교정할 수 있게 되었다. 이들 방사성 소스는 저온 용접 기술을 이용하여 안전하게 밀봉되었다.
이번 연구를 통해 JUNO 실험을 위한 레이저 및 방사성 교정 시스템이 구축되었으며, 이를 통해 검출기의 정밀한 에너지 교정이 가능해졌다.
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by Akira Takena... kl. arxiv.org 10-03-2024
https://arxiv.org/pdf/2410.01571.pdfDybere Forespørgsler