研究目的
为满足直接探测暗物质所需的低本底要求，为XMASS-I探测器研发了一款新型低放射性光电倍增管（PMT）模型R10789。
研究成果
R10789型光电倍增管研发成功，与先前的R8778型号相比实现了显著的放射性降低。该型号满足XMASS-I实验要求，为未来超低本底光电倍增管的研制奠定了基础，其关键改进来自材料替换。通过处理高放射性组件和使用无钴合金，有望实现进一步降低。
研究不足
所研发的PMT对226Ra和228Ra的检测值分别超出目标值1.3倍和2倍。局限性包括玻璃珠等组件放射性较高、难以降低光电阴极材料中的40K含量、以及需要更高灵敏度的测量以实现进一步降低。使用含钴的科瓦合金限制了60Co的减少。
1：实验设计与方法选择：
开发过程中筛选了大量组分材料以降低放射性本底，采用HPGe探测器测量及质谱分析（ICPMS和GDMS）针对特定同位素进行检测。
2：样品选择与数据来源：
基于潜在放射性风险选取PMT及分压电路组件，样品称量与测量量均超过单只PMT的实际用量。
3：实验设备与材料清单：
HPGe探测器（CANBERRA型号）、科瓦合金、石英、玻璃珠、电阻（KTR10EZPF）、电容（ECWU-JC9、C4520X7R3D）、电路板、线缆等。
4：C4520X7R3D）、电路板、线缆等。 实验流程与操作规范：
4. 实验流程与操作规范：样品在屏蔽条件下经无氡空气吹扫后通过HPGe探测器测量；内层组件的铀-238和钍-232采用质谱法检测。
5：数据分析方法：
通过伽马能谱识别放射性同位素，对未检出核素计算上限值并评估系统误差。
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Photomultiplier Tube
R10789
Hamamatsu Photonics K.K.
Developed for low background detection in the XMASS-I detector, used to detect light signals in liquid xenon for dark matter searches.
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HPGe detector
co-axial p-type with 100% and 120% relative efficiency, co-axial n-type with 110% relative efficiency
CANBERRA
Used to measure radioactivity of materials with high sensitivity, installed in shielded environments to reduce background.
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Resistor
KTR10EZPF
Component in the voltage divider circuit for the PMT.
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Capacitor
ECWU-JC9
Decoupling capacitor in the voltage divider circuit.
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Capacitor
C4520X7R3D
Coupling capacitor in the voltage divider circuit.
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Solder
Sr34 LFM48
Used in the assembly of the voltage divider circuit.
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Signal Connector
MCX
Connector for signal cables in the voltage divider circuit.
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