暗物质探测器用液氙低温精馏系统的研制与结果分析

摘要

针对如何降低暗物质探测器的探测介质液氙中放射性氪-85含量,从而获得高纯度氙的问题,设计并研制出一种将氪从氙中提取出来以获得高纯度氙气的高效低温精馏系统.该精馏系统中的主要结构精馏塔采用填料塔形式,填料为高效新型规整填料PACK-13C,塔高4m,直径80mm,其中精馏段1.9m,提馏段2.1m.该精馏系统可以在回收率为99％的情况下,以5kg/h (15SLPM)的速率将氙中氪的含量从10-9降低到10-12,这对要求高精度、高灵敏度、低本底的大型暗物质探测器的研制至关重要.该精馏塔系统己顺利连续运行并成功提纯了400kg液氙,提纯出的液氙将作为探测介质用于中国暗物质探测器研制(PandaX项目)中.