检测铜含量的仪器 铜纯度检测

2025-02-1214:36:32经营策略0

为超低温暗物质探测实验,特别打造了SNOBOX装置,其核心构造中嵌入了高纯度的铜材料。

SNOBOX的设计图纸揭示了其细致的剖面结构。

二三月份的某刻,三批经过精密研磨的铜板顺利运抵费米实验室分部,并在暗物质探索的征途中扮演着不可或缺的角色。暗物质,这种宇宙中占比高达85%的神秘物质,在探测过程中发挥着举足轻重的作用。当来自深邃太空的高能粒子撞击铜原子时,会激发一场微观的粒子舞动,带走一个质子和中子,从而形成钴-60原子。

钴-60虽具有放射性,但其存在对于科学家们而言却是一把双刃剑。极少量的铜原子转化为钴并不会对日常生活中的铜制品造成影响。在费米实验室的科学家眼中,铜的纯度却直接关系到最新暗物质实验的成败与否。

研究人员将在加拿大的SNOLAB地下实验室开展暗物质搜寻工作。为此,他们利用超纯铜精心打造了一种特殊的SNOBOX装置。其内部结构如易拉罐般轻巧而精密,最的铜罐中装有锗-硅探测器,用于捕捉可能存在的弱相互作用大质量粒子(WIMPs)的蛛丝马迹。与SNOBOX相连的冷却系统能将整个系统温度降低至接近绝对零度。

在这样的低温环境下,热运动的干扰被降至最低,任何由WIMPs与原子碰撞所产生的微小痕迹都能被精准捕捉。尽管普通物质粒子在穿过SCDM探测器时可能产生无关紧要的信号,但研究人员巧妙地在地下建立了实验室,并利用多层措施——包括铅、塑料和水——来过滤掉环境中大部分的干扰粒子。

尽管如此,纯度问题依然是暗物质探测过程中的一大挑战。因为即便是微量的放射性杂质也可能对实验造成严重干扰。随着时间的推移,在宇宙射线下的铜材料会逐渐形成更多的钴-60。除此之外,地壳中自然存在的、钍和钾等放射性同位素也可能对铜材料的纯度构成威胁。

研究人员在选购铜材料时需格外谨慎,尽量选择从放射性元素含量较低的铜矿中提取的材料。非放射性杂质也会影响铜的导热性能,这关系到探测器能否维持必要的低温环境。SCDM项目所使用的铜材必须达到超过99.99%的纯度要求,且放射性杂质含量需严格控制在十亿分之一以下。

尽管切割、轧制和运输过程中可能引入杂质,但费米实验室的工作人员通过一系列严格的措施如酸蚀刻等来确保铜板的纯净度。随着实验灵敏度的不断提升,研究人员正努力探寻附近可能存在的低质量WIMPs。

费米实验室的SCDM探测系统负责人Matthew Hollister表示:“SNOBOX是我们启动SCDM项目的关键所在。我们热切期待它能顺利安装并投入使用。”

  • 版权说明:
  • 本文内容由互联网用户自发贡献,本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 295052769@qq.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。