刘书魁
- 作品数：11 被引量：11H指数：2
- 供职机构：四川大学物理科学与技术学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金教育部重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：理学核科学技术天文地球环境科学与工程更多>>
- 掺钆液闪探测器用于锦屏地下实验室的快中子本底测量被引量：1
- 2021年
- 文章采用掺杂0.5%Gd液闪探测器测量了中国锦屏地下实验室(CJPL)的快中子本底通量及中子能谱.掺钆液闪探测器对于核反冲信号和电子反冲信号优异的甄别性能用于中子候选事例的筛选,并采用钆对热中子的俘获特性进行时间甄别.对有效采数时间为206 d的数据进行分析,获得锦屏地下实验室的聚乙烯室(PE)内1~10 MeV快中子通量为4.45×10^(-8)cm^(-2)·s^(-1).采用相似的方式分析了掺钆液闪探测器(Gd-Ls)中天然放射系的α本底程度,来源于^(238)U,^(235)U,^(232)Th的α粒子含量分别为(0.0227±0.0001)s^(-1),(0.0329±0.0001)s^(-1)和(0.1471±0.0002)s^(-1).与世界上其他深地实验室的快中子通量进行对比,CJPL的快中子通量处于极低水平,是进行稀有事例测量实验的理想场所.
- 王桢何汉涛刘书魁林兴德幸浩洋朱敬军
- 关键词：暗物质快中子
- 用于暗物质实验的超低能量阈锗探测器
- 2013年
- 低能量阈高纯锗探测器在低质量区的暗物质研究中具有突出的优势。中国暗物质实验项目(China DarkMatter Experiment,CDEX)已经于四川省的中国锦屏地下实验室(China Jinping Underground Laboratory,CJPL)采用的20g超低能量阈锗探测器(20g ultra low energy threshold germanium detector,20g-ULEGe)开展了实验研究。该20g-ULEGe探测器的实验系统配有数据获取系统和液氮自动灌装系统。利用X光机进行了系统刻度实验,研究了该探测器的能量线性、能量分辨率、噪声水平等性能。该实验系统的良好性能证明了它在暗物质探测研究中的可行性。
- 吴昱城李元景岳骞康克军程建平马豪李荐民李金李玉兰刘书魁王子敬薛涛曾志
- 关键词：粒子物理暗物质能量分辨率
- 环境中子测量中的偶然符合alpha事例修正被引量：1
- 2019年
- 在暗物质直接探测实验中,中子是十分重要的环境本底.利用快慢符合法,一个掺钆的液闪探测器被分别用于测量了世界最深的地下实验室-中国锦屏地下实验室的实验大厅及1m厚聚乙烯房间内的快中子本底通量及能谱.由于液闪无法通过信号波形区分中子与alpha事例,因此液闪中长寿命的U/Th核素衰变放出的alpha粒子是必须考虑的本底之一.在长期平衡假设条件下,实验测得液闪内部alpha粒子的总计数率为(0.548±0.002)s^-1,再通过偶然符合算法,可得到实验大厅356天总计2682个中子候选事例中,有6个偶然符合的alpha事例;聚乙烯房间173天总计44个中子候选事例中,有2个偶然符合的alpha事例.偶然符合的alpha粒子对大厅的快中子通量测量结果影响可以忽略,而对聚乙烯房间中的通量结果约有4%的影响.
- 何汉涛杜强林兴德刘书魁唐昌建幸浩洋岳骞朱敬军
- 关键词：液体闪烁体快中子
- 液氩探测器的低温PMT性能测试被引量：1
- 2019年
- 中国暗物质实验(China dark matter experiment,CDEX)拟使用液氩探测器作为高纯锗探测器的反符合探测器,其使用的光电倍增管(photomultiplier tube,PMT)需能长期稳定地工作在液氩温度(87.3K)下.PMT在使用前,须掌握其在低温下的性能情况.文章分别在室温和低温环境中测试了ETL 9357FLA型光电倍增管,获得了单光电子响应、暗计数率以及低温环境中运行的稳定性等重要实验结果.通过详细地对比和分析室温和低温环境中PMT的性能表现,确认该型PMT能在低温环境中正常运行.
- 何超刘书魁幸浩洋林兴德朱敬军
- 关键词：光电倍增管
- 中国暗物质实验研究进展被引量：2
- 2020年
- 暗物质探测是当今物理界重大前沿基础科学之一。中国暗物质实验(China Dark matter EXperiment,CDEX)是国内首个自主的暗物质直接探测实验。该实验依托国际最深最大、宇宙线通量最低的中国锦屏地下实验室(CJPL),旨在利用吨量级高纯锗探测器直接探测暗物质以及无中微子双贝塔衰变实验。CDEX合作组按照探测器质量大小已经历两个阶段,分别为CDEX-11 kg量级和CDEX-1010 kg量级。本文详细介绍了这两个阶段实验中最新重要的暗物质研究进展,包括年度调制效应、亚GeV轻暗物质分析、暗光子分析以及轴子分析。上述结果表明CDEX对低质量暗物质探测处于国际领先水平。CDEX合作组在锦屏地下实验室二期已建成约1700 m3的大型恒温液氮系统,届时将开展国际首个利用大型液氮屏蔽系统直接制冷的高纯锗阵列探测器实验。
- 杨丽桃刘书魁岳骞
- 关键词：高纯锗探测器
- 低能康普顿散射模拟模型在高纯锗探测器中的研究被引量：1
- 2020年
- 国际上CDEX、CDMSlite等实验组,在开展直接暗物质探测实验中,发现高能光子本底的来源之一.高能光子在高纯锗探测器中会产生低能本底,这些本底来自于康普顿散射的影响.分析发现低能本底的结构有台阶出现,这与经典理论预测的结果相悖.这是由于原子中电子处于束缚状态,并具有一定的动量,因此康普顿散射在低能部分受到影响.现在已经有低能康普顿散射理论Impulse Approximation(IA)考虑到电子的这些效应,并且应用到模拟实验软件Geant4中. IA理论框架下的模拟模型有三个:Liermore模型、Penelope模型和Monash模型.我们发现三个模型在keV能级以下能谱有康普顿台阶出现,与经典康普顿能谱相比有明显减少.经过计算,在k壳层的台阶高度比例分别为95.92%、92.87%和96.68%,这与只考虑束缚效应而计算出的93.73%不同.三个模型keV能级以下时有大约10%的差异.
- 顾鹏乔琛凯林兴德刘书魁杜强幸浩洋唐昌建
- 关键词：康普顿散射
- 低本底实验腔的结构安全性分析
- 2024年
- 为保障低本底实验腔的正常运行,预防腔体发生坍塌,利用Abaqus软件对实验腔开展结构安全性分析。首先,基于有限元方法建立实验腔简化模型;然后,对其进行极限工况下的静载荷响应分析、地震波载荷响应模拟分析,以及基于线性稳定性理论、弧长法的屈曲分析;最后,计算不同厚度下无氧铜段的应力响应情况和屈曲临界载荷,确定实验腔允许的极限壁厚。结果表明:在受静压时,实验腔最薄弱区域为无氧铜段顶部和圆封头过渡处,发生屈曲的临界载荷为0.307 MPa,允许的极限壁厚为5.1 mm;该低本底实验腔的结构能满足极限工况下的使用需求,验证了实验腔设计的合理性。
- 何绍祥薛松刘书魁许明龙邓瑞李泽农
- 关键词：屈曲分析临界载荷
- 基于Geant4模拟的康普顿散射研究被引量：1
- 2020年
- 在暗物质直接探测实验当中,高能gamma射线是重要的本底来源之一.高能光子由于康普顿散射的原因会在高纯锗探测器中会产生低能本底.CDMSlite实验中发现低能区域的康普顿能谱存在康普顿台阶,脉冲近似(Impulse Approximation,IA)理论解释了台阶出现的原因是原子中电子处于束缚状态,它使用散射函数来描述电子的束缚效应.为了探究这些台阶与散射函数以及入射能量之间的关系,我们使用Geant4程序对康普顿散射中的康普顿台阶进行了研究.研究发现随着初始光子能量增高,K壳层与L壳层的康普顿台阶会变得越来越平缓,直至斜率趋近于零.
- 鄢雨璐张乐刘书魁唐昌建林兴德幸浩洋
- 关键词：康普顿散射暗物质
- 低本底条件下氡及其子体的抑制研究被引量：1
- 2020年
- 稀有事例的探测需要极低的本底,氡及其子体是主要的本底来源之一.文章根据地下实验室1725m^3液氮除氡需求,设计了一套液氮除氡系统,初步测试了KC-6系列活性炭在-10^-120℃下的除氡效果.实验结果表明,误差函数能很好地拟合活性炭在不同温度下的穿透曲线.拟合数据表明在-10和-30℃下活性炭对氡的动力学吸附系数分别为23.01±0.33和58.68±0.63L/g.有限的数据表明在-120℃下没有氡溢出,但是可以算出此时的动力学吸附系数已经大于432L/g.文章中所得到的数据将为低放射本底液氮中氡的去除研究奠定基础.
- 张乐刘书魁林兴德幸浩洋朱敬军
- 关键词：氡低本底活性炭液氮
- 直接探测暗物质和中国暗物质实验被引量：2
- 2015年
- 暗物质探测已成为当今科学最重要的课题之一。弱相互作用重粒子(weakly interacting massive particles,WIMPs)是众多理论模型中最有可能的暗物质候选者之一。暗物质直接探测原理是:WIMPs与地面探测器的靶核通过弱相互作用,发生弹性散射,反冲核被弹出,探测器将反冲核能量记录下来,得到暗物质与探测器相互作用的信号。文章介绍了国际上主流的暗物质直接探测的方法、现状以及未来直接探测的路线。还介绍了世界最深地下实验室——中国锦屏地下实验室的现状和二期扩建情况。文章最后详细介绍了中国暗物质合作组的研究历程、探测技术、研究取得的成果和未来规划。
- 刘书魁岳骞
- 关键词：高纯锗探测器
