论文部分内容阅读
中微子的发现就预示着中微子的不平凡，泡利曾经表示，他可能预言了一个永远也不能被探测的粒子。从泡利预言中微子到实验发现中微子间隔了二十多年，这暗示着研究中微子的困难。中微子与物质之间的相互作用极其微弱，很难被实验直接捕捉到。由于中微子的这一特性，越来越大型的探测器被用于中微子实验。随着探测器尺寸的增大和实验目标测量精确度不断的提升，对探测器靶材性质的要求也相应提高。大亚湾中微子实验(Daya Bay)中使用的探测器，是直径为5m，高为5m的圆柱体，液体闪烁体的光衰减长度达到10m以上即可满足DayaBay实验要求。而正在筹建的江门中微子实验（The Jiangmen UndergroundNeutrino Observatory，JUNO）中，正在设计、研制的中心探测器直径将达到了惊人的35m。如此之大的尺寸要求，不仅对于对探测器球体的选材和建造是一个巨大的挑战，对液体闪烁体的光学透过性能更是一个挑战。因而作为液体闪烁体溶剂的线性烷基苯(Linear Alkyl Benzene，LAB)的光学透过性能的优劣尤为重要，设计中的LAB光衰减长度需和JUNO中心探测器尺寸相匹配，达到30 m或更优。因此，我们需要对于线性烷基苯的光吸收性能进行更加深入的研究。 为了能够进一步精确测量LAB样品的光衰减长度，我们使用意大利CAEN公司生产的电子学插件重新搭建了数据获取系统(Data Acquisition: DAQ);探索了利用这套DAQ系统测量LAB光衰减长度的测量方法，并完成了用于测量数据后处理与分析的LabVIEW软件编程。在此基础上，我们对测量装置、测量环境的稳定性、可靠性进行了研究，发现环境温度与PMT输出信号的大小呈反比，本文中对这一现象进行了初步的讨论。 经过对实验室进一步改造，在达到防光、防尘效果的同时，能够使实验室环境温度在数小时之内稳定在±0.2℃以内，从而保证了PMT输出信号的变化率能够小于0.2％。我们使用波长为430nm的LED（light emitting diode，LED）测量了多组LAB样品，其中样品NJ32＃的光衰减长度已达到26.8m。实践证明，经过一系列的深入研究与改进以后，目前我们的实验装置已基本能够满足光衰减长度达到30m样品的测量要求。 同时，我们利用电感耦合等离子体质谱(Inductively Coupled Plasma MassSpectrometry: ICP-MS)对多个LAB样品进行了无机杂质组分的测量与分析。测量结果显示无机杂质组分含量很低，目前来看，无机杂质对于LAB样品的光衰减长度的影响可暂且忽略。为了研究液体闪烁体的探测效率、探测灵敏度和氢核（质子）对中子的俘获效率，我们还利用元素分析仪对多个LAB样品的氢-碳含量进行了初步测量，分析了氢-碳含量比率（以下简称“H/C比”）与相对应LAB样品光衰减长度的关系，并进行了简单的讨论。