تطوير محركات منخفضة المعالم لمناسبات الراى بيتا ديتي

كما أن عمليات التصنيع تؤدي إلى النشاط الإشعاعي، فعلى سبيل المثال، يمكن أن يطغى التعرض للرادون المحمول جوا على السطح، مما يخلق مصدراً خلفياً ينهار على مدى أيام، ولذلك فإن المكونات كثيراً ما تخزن في غرف نظيفة مجهزة بالنيتروجين وتعالج بالبروتوكولات الصارمة لتجنب التلوث.

الدرع

ويُحجب الإشعاع الخارجي من التربة ومواد البناء والأشعة الكونية باستخدام درع الكثافة، ويشمل الترتيب النموذجي ما يلي:

• Lead shielding] several centimeters to tens of centimeters fish, which attenuates gamma rays from natural radioactivity. Often the lead itself is selected for low intrinsic radioactivity (e.g., old lead from Roman shipwrecks, which has had millennia to decay).
• Copper or stainless steel] inner layers to shield against x-rays produced by lead fluorescence.
• Water or polyethylene] shielding against neutrons from cosmic ray interactions.
• An active veto] (see below) surrounding the passive shielding to tag and reject cosmic muons.

الموقع: الذهاب إلى أعماق الأرض

إنّ محركات الأشعة الكونية مصدر هامّ من مصادر خلفية على سطح الأرض، لتقليل تدفقها بأوامر ضخامة، يتمّ تركيب التجارب في أعماق الأرض في المناجم أو الأنفاق.

• The Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) in Italy (with 1400 m of rock overburden).
• The Sanford Underground Research Facility (SURF) in the US (former Homestake gold mine).
• The China Jinping Underground Laboratory] (CJPL), the deepest at over 2400 m.

وفي هذه الأعماق، يخفض تدفق البون بعامل يبلغ 106 بالمقارنة مع السطح، مما يقلل بشكل كبير من المعلومات الأساسية المستحثة من الدش الكوني.

نظم فيتو النشطة

وحتى في أعماق الأرض، فإن ما تبقى من الطوابع وغيرها من الجسيمات تخترق الدرع. ][ ]الجبهة الفرنسية للتحرير: صفر[[[ ]الجبهة[:[[[ ]الجبهة[[[ ]الجبهة[[[ ]تعمل على تحديد هذه الأحداث ورفضها، وتشمل التصاميم المشتركة لوحات نقض البلاستيكية التي تُقرأ بواسطة الأنابيب المحتوية على أجهزة تصويرية، أو حمام سوائل يستخدم على جهاز شعاعي يُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتَتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتَتَتُتُتُتُتُتُتُتَتَتَتُتَتَتُتُتَتُتُتُتُتُتُتَتُتُتَتُتُتُتَتُتُت

تحديد المعلومات الأساسية والتمييز

وبالإضافة إلى الرفض، يستخدم المكتشفون الحديثون تحليلات لتطورات الطبوغرافيا والنبضات لتمييز الإشارة من خلفياتها، فعلى سبيل المثال، فإن حدثاً واحداً (تردُّد واحد للطاقة) هو سمة لفك الشدة، في حين أن الأحداث المتعددة المواقع كثيراً ما تنشأ عن تفاعلات أشعة غاما.() وتوفر غرف التسلسل الزمني التتبع الثلاثي الأبعاد، مما يتيح تحديد تلك الأنماط.

التكنولوجيات المستخدمة في أجهزة الكشف عن المواد ذات الصلة

وقد تم تطوير مجموعة متنوعة من تكنولوجيات الكشف لتحقيق الحساسية المطلوبة، ولكل منها مواطن قوته، وهي مناسبة لنظائر معينة أو لاستراتيجيات للكشف.

محررات الألمانيوم العالية الصلاحية

HPGe detectors offer the best energy resolution (<0.2% full-width-at-half-maximum at 1.3 MeV) among gamma-ray detectors. They are used in experiments such as GERDA and MAJORANA / LEGEND, which search for 0νββ in ⁷⁶Ge. The detectors themselves are made of ultra-pure germanium (impurity levels < 10¹⁰ atoms/cm³) and operated at liquid nitrogen temperatures. Because the source and detector are the same material, the detection efficiency is high. Background reduction comes from using electroformed copper cryostats, underground operation, and liquid argon veto systems. Future plans (LEGEND-1000) aim to achieve a background rate of less than 10−4 counts/(keV);kg yr)].

محررون سائلون

- تستخدم كميات كبيرة من أجهزة الاستنشاق السائلة العضوية (مثلاً، التراكم أو الكالسين) في تجارب مثل الكماللاند - زين (البحث عن 0FBette in 136Xe) - ويحتوي المنسّق على منطاد منخفض الإشعاع، مع ما يحيط به من زيت عازف وأنبوب كهرباء، 85٪

البولومرات (محررو الأشعة)

وتقيس مستويات الحرارة الضئيلة الناجمة عن تفاعلات الجسيمات عند درجات حرارة المطاحن، وتشتمل الكريستالات مثل ثاني أكسيد الفلوريوم (TeO2) أو مبيد الليثيوم (Li2MoO4) على مقياسين رئيسيين من حيث درجة الحرارة والممتصة، وتشمل التجارب مثل البلورة (مرصد الأرضي للظواهر الشديدة) وكميات من الأشعة تحتية

دوائر إسقاط الوقت

وفي مركز تقني، يوجد هدف مغاير أو سائل (مثلاً، Xenon أو argon) في ميدان كهربائي، ويخلق التأيين الجسيمي كهرباء تنجرف إلى طائرات القراء، مما يتيح إعادة بناء المسارات على ثلاثين دال، وهذه الطبقات ذات قوة لتمييز أحداث العزلة البدائية في موقع واحد من التفاعلات مع غاما الخلفية التي كثيراً ما تنتج مجموعات متعددة.

الأجهزة المشكّلة

وقد تم تطويرها أصلاً من أجل علم الفلك البصري، وتستخدم هذه الأمراض الآن في عمليات بحث نادرة للديتار بسبب ضوضاءها المتدنية للغاية وقدرتها على الشعور بالكهرباء الوحيدة، وتستخدم اختبارات الديموقراطية والشبكة الوطنية للكيمياء الكيميائية الوبائية للكشف عن المواد المظلمة، ولكن يجري استكشاف تقنيات مماثلة للخلل، ويمكن للأجهزة المدمجية أن توفر معلومات مكانية عالية الاستبانة، تساعد على تحديد التلوث السطحي الذي تتناسب مع الأحداث البدائية المحدودة.

التحديات في تطوير محركات الصواريخ الأرضية - اللو - باك

وعلى الرغم من التقدم الذي أحرز منذ عقود، لا يزال تحقيق مستويات المعلومات الأساسية المطلوبة صعبا للغاية.

النشاط المسبب للمرض

عندما تتعرض مواد الكشف للأشعة الكونية على السطح، يتم تفعيلها، تنتج النظائر المشعة الطويلة العمر، على سبيل المثال، يتم تشغيل الغرمانيوم بشكل عام إلى 68 غيغا (الحياة النصفية 271 يوما) و60 كو (5.27 سنة) وحتى بعد نقل الجهاز تحت الأرض، فإن هذه النظائر لا تزال تتحلل وتساهم في الخلفية.

Radon Progeny Deposition

أما غاز الرادون (222 رن) من البيئة المحيطة فتحلل من خلال سلسلة من النظائر القصيرة الأجل، وإذا كان الرادون ينتشر في حجم أو مقصود الكشّاف على السطح، فإن تكاثره مثل 210 بيب و210 بي و210 بوكان من البيكون المغناطيسي، وفي مكافحة هذا، تستخدم التجارب حواجز تركيز الرادون وثابتة، وثابت النيتروجين المستمر.

التلويث السطحي

وحتى المطياف الصغير من الغبار الذي يحتوي على اليورانيوم أو الفخار على سطح كاشف يمكن أن ينتج أحداثاً خلفية يصعب التمييز بينها وبين الزينة الداخلية، ويجب تنظيف جميع الأسطح إلى مستويات قصوى - استئصال الكهربة، والكيماويات، وحتى تنظيف البلازما، وكثيراً ما يتم تجميع أجهزة الكشف في غرف نظيفة من الدرجة الأولى أو تحت أجواء النيتروجين.

الإلكترونيات المسببة للسرطان والضآلة

وتحتاج أجهزة الكشف عن الحرارة المنخفضة إلى أجهزة مضخمة تعمل في درجات حرارة مسببة للبرد دون إضافة ضوضاء إلكترونية، ويجب أن تبنى هذه المضخمات نفسها من مكونات منخفضة الإشعاع، كما أن الضوضاء الحرارية (ضوضاء جونسون - نيكيست) في درجة حرارة الغرفة مرتفعة للغاية بالنسبة للعديد من عمليات التفتيش النادرة، وبالتالي فإن الإلكترونيات التي تعمل في البداية غالبا ما تكون باردة للحد من الضجيج المظلم والدقيق.

دراسات الحالة: التجارب الأرضية المنخفضة

تجربة الوكالة الدولية للطاقة الذرية وتشريعها

() تجربة " GERDA " (Germanium Detector Array) في إطار نظام LNGS، عملت مجموعة من أجهزة الكشف عن الغازات المحتوية على نوع كبير من أنواع الغازات المحتوية على سائل (GERBT) (GLT) (GERBT)

تجربة كوري

CUORE (Cryogenic Under-ground Observatory for Rare Events) is a bolometric experiment at LNGS search for 0IVß in 130Te. It uses an array of 988 TeO2 Belgians, each weighting 750 g, cooled to about 10 mK. The total mass of TeO2 is 741 kg, and the isotope mass of 130Te is about 206

كاملاند - زين

(أ) يُستخدم جهاز كمين مُصفّح سائل مُحمّل بـ (أولياً 86 كيلو متراً، ثمّ يُثرى لاحقاً 136 Xe) ويُركّب جهاز الكشف في منجم كاميوكا في اليابان، داخل جهاز كشف مُصفّح سائل مُعدّل بـ 000 1 طنٍّ مُبنى أصلاً لكشف المفاعلات.

الاتجاهات المستقبلية في كشف الأرض المنخفضة

ومع أن البحث عن فتيل مزدوج لا يُحصى من الخناق يتجه نحو منطقة الهرمية المحولة (تراوحت مدة العمر النصف إلى 1028 سنة)، فإن متطلبات الخلفية تصبح أكثر صرامة، ويجري استكشاف عدة طرق واعدة.

تعليم الآلات من أجل رفض المعلومات الأساسية

وتنتج أجهزة الكشف الحديثة مجموعات بيانات غنية بألاف البارامترات في كل مناسبة، ويمكن تدريب الشبكات العصبية العميقة على التمييز على غرار ما يحدث في إطار أحداث شبيهة بالخلفيات استنادا إلى أشكال النبض والتوقيت والترابط المكاني، ففي مراكز معالجة حرائق الأرغون، مثلا، يمكن للشبكات العصبية التي تبثها الألوان أن تحدد مسارات ذات موقع واحد (الفصل بين الظواهر) ضد عوامل متعددة المواقع (التفاعل بين الأشعة)

مواد التجميل الجديدة والتقنيات الخاصة بالتجديد

Leithium molybdate] (Li2MoO4) bolometers in CUPID promise better particle discrimination via scintillation yield. Similarly, ]gallium oxide (Ga2O3) and cadium

ويمكن أن توفر تكنولوجيات القراء البديلة، مثل أجهزة الاستشعار التي تستخدم في النقل ((TES) و،] أجهزة الكشف عن المحركات الحركية (MKIDs) ، إمكانية إيجاد حل أفضل للطاقة، والضوضاء الأقل.

إنتاج المواد الجوفية

ولتفادي النشوء المسبب للثديث، تسعى التجارب بشكل متزايد إلى إنتاج مكونات للكشف في أعماق الأرض، وسيؤدي مرفق إنتاج المواد الخاملة في المملكة المتحدة والمبادرات المماثلة في أوروبا والصين إلى تصنيع النحاس الكهروفوري، والبلور المحسنة، بل وحتى شبه الموصلات في المواقع الجوفية، مما يزيل التعرض السطحي الذي يخلق جيلاً من النجاح الإشعاعي.