江門中微子實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖蔷_測量中微子質(zhì)量順序和混合參數(shù),為此將使用2萬噸基于線性烷基苯的液體閃爍體,且要求它具備非常高的透明度和發(fā)光效率。本文研究并分析了氧氣、溫度和不銹鋼材料對液體閃爍體的性能影響,優(yōu)化了液體閃爍體性能測量系統(tǒng),進(jìn)行了高溫和室溫條件下液體閃爍體老化實(shí)驗(yàn)研究,得到室內(nèi)和室外環(huán)境下避免液體閃爍體老化的儲(chǔ)存條件。論文的主要內(nèi)容如下:(1)對液體閃爍體老化因素和老化機(jī)理進(jìn)行了研究,對相對光產(chǎn)額、衰減長度及吸收光譜測量系統(tǒng)進(jìn)行了分析和優(yōu)化,具體如下:①在相對光產(chǎn)額測量系統(tǒng)中添加La Br3探測器,搭建相對光產(chǎn)額的符合測量系統(tǒng),提高全能峰擬合準(zhǔn)確度;②通過Trace Pro模擬和實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)涂黑管和拋光管測量衰減長度結(jié)果一致,表明瑞利散射對衰減長度測量系統(tǒng)的影響可以忽略,并對衰減長度測量系統(tǒng)添加自動(dòng)化調(diào)液位裝置等。(2)根據(jù)液體閃爍體在生產(chǎn)和純化中的實(shí)際儲(chǔ)存情況,設(shè)計(jì)了高溫和室溫下的液體閃爍體老化實(shí)驗(yàn),對溫度、氧氣、不銹鋼材料等老化因素進(jìn)行了分析研究,具體如下:①高溫不銹鋼儲(chǔ)存液體閃爍體的性能研究。通過65℃和75℃實(shí)驗(yàn)可知,密封條件下液體閃爍體老化后,光產(chǎn)額幾乎不變,開放條件下光產(chǎn)額降低約15%~20%,這表明在高溫條件下,氧氣對光產(chǎn)額的影響很大。另外,密閉和開放罐的液體閃爍體老化后,吸收光譜有少量的升高。由65℃、70℃、75℃、80℃液體閃爍體高溫老化實(shí)驗(yàn)可知,高溫條件下,液體閃爍體在通氮?dú)鈼l件下儲(chǔ)存,可以有效避免衰減長度的大量減少。高溫和相同氧氣環(huán)境下,304和316型號的不銹鋼材料對液體閃爍體的影響差別非常小。②室溫不銹鋼儲(chǔ)存液體閃爍體的性能研究。應(yīng)用范特霍夫經(jīng)驗(yàn)規(guī)則對40℃溫度下的老化時(shí)間進(jìn)行轉(zhuǎn)化,老化時(shí)間與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合的較好。40℃溫度下老化192天和25℃溫度下老化307天后,不銹鋼罐中液體閃爍體的衰減長度分別減少了約10%和6%(304和316不銹鋼結(jié)果相近),Fe雜質(zhì)含量、相對光產(chǎn)額和吸收光譜的幾乎沒有變化。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,304和316型不銹鋼罐的老化實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差不大,304和316不銹鋼材料可以用于基于線性烷基苯的液體閃爍體的長期存儲(chǔ)。室外儲(chǔ)存液體閃爍體時(shí),氧氣對其性能影響很大,但在通氮?dú)鈼l件下,氧氣對其影響可以忽略。室內(nèi)儲(chǔ)存液體閃爍體時(shí),可采用密封條件儲(chǔ)存,但通氮?dú)獬ト芙庋醺欣谝后w閃爍體的長期儲(chǔ)存。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TL812
【部分圖文】：

即中微子在傳播過程中可以變?yōu)槠渌愋椭形⒆�，概sin2sin(1.27/)222P mLE2 是中微子震蕩最大發(fā)生概率，2 m 是轉(zhuǎn)變前后兩種中微子的質(zhì)量E 表示中微子能量。 也可寫成 MNS 矩陣的形式，即可以用六個(gè)參數(shù)來表示：三個(gè)混合角角CP，及兩個(gè)質(zhì)量平方差221 m 和223 m 。六個(gè)參數(shù)已測得四個(gè)半，2θ23，Δm212和|Δm232|。質(zhì)量順序和 CP 相位角的測量將是國際中微子中以我國的江門中微子實(shí)驗(yàn)、美國在南極洲的 PINGU、美國的 LBNyper-K）的競爭力最強(qiáng)[33-35]。中微子實(shí)驗(yàn)研究所正在開展的江門中微子實(shí)驗(yàn)于 2013 年立項(xiàng)，2014 年開始建下 700m 的地下洞室、大型的水池、一個(gè)裝滿能量精度為 3%的 2 萬經(jīng)費(fèi)達(dá)到 20 億人民幣[36]。江門中微子實(shí)驗(yàn)建成后將成為國際領(lǐng)先閃爍體探測器在 53km 處探測反應(yīng)堆中微子振蕩，將實(shí)現(xiàn)中微子混。

光輸出隨著 PPO 濃度的增大而增大（如圖 1.2），在保證光輸出少 PPO 使用量。而 bis-MSB 的濃度在 15mg/L 液體閃爍體的光B 的濃度分別為 15mg/L 和 30mg/L 的液體閃爍體，它們的光輸子實(shí)驗(yàn)所使用的基于線性烷基苯的液體閃爍體的 PPO 和 bis-M，這種液體閃爍體的發(fā)射光譜為 410~450nm（其中 430nm 為峰波段。

圖 1.3 用有機(jī)玻璃罐儲(chǔ)存的摻 Gd 液體閃爍體的吸收光譜變化圖 1.4 玻璃罐中摻 Gd 液體閃爍體 430nm 處吸光度的變化子實(shí)驗(yàn)用到 2 萬噸非摻 Gd 液體閃爍體，液體閃爍體的生產(chǎn)純化周的容器儲(chǔ)存液體閃爍體，考慮到安全因素，有機(jī)玻璃和普通玻璃不存容器的材料。不銹鋼主要由鐵、鉻和碳等元素組成，具有很高的面會(huì)形成富鉻鈍化膜，使其具有很好的耐腐蝕性，不過它的耐蝕性不銹鋼可能與一些溶液反應(yīng)，發(fā)生耐腐蝕失效事故，所以我們必須的液體閃爍體的性能變化。

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本文編號：2810336