Double-beta decay investigation with highly pure enriched Se-82 for the LUCIFER experiment - IN2P3 - Institut national de physique nucléaire et de physique des particules Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue European Physical Journal C: Particles and Fields Année : 2015

Double-beta decay investigation with highly pure enriched Se-82 for the LUCIFER experiment

J.W Beeman
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F Bellini
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P Benetti
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L Cardani
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N Casali
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D Chiesa
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M Clemenza
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I Dafinei
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S Di Domizio
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F Ferroni
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L Gironi
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C Gotti
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M Laubenstein
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M Maino
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S Nagorny
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S Nisi
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F Orio
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L Pagnanini
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L Pattavina
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G Pessina
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G Piperno
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S Pirro
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E Previtali
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C Rusconi
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K Schaffner
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C Tomei
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M Vignati
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Résumé

The LUCIFER project aims at deploying the first array of enriched scintillating bolometers for the investigation of neutrinoless double-beta decay of Se-82. The matrix which embeds the source is an array of ZnSe crystals, where enriched Se-82 is used as decay isotope. The radiopurity of the initial components employed for manufacturing crystals, that can be operated as bolometers, is crucial for achieving a null background level in the region of interest for double-beta decay investigations. In this work, we evaluated the radioactive content in 2.5 kg of 96.3 % enriched Se-82 metal, measured with a high-purity germanium detector at the Gran Sasso deep underground laboratory. The limits on internal contaminations of primordial decay chain elements of Th-232, U-238 and U-235 are respectively: <61,<110 and <74 mu Bq/kg at 90 % C.L. The extremely low-background conditions in which the measurement was carried out and the high radiopurity of the Se-82 allowed us to establish the most stringent lower limits on the half-lives of the double-beta decay of Se-82 to 0(+)(1), 2(2)(+) and 2(1)(+) excited states of Kr-82 of 3.4.10(22), 1.3.10(22) and 1.0.10(22) y, respectively, with a 90 % C.L.

Dates et versions

in2p3-01312803 , version 1 (09-05-2016)

Identifiants

Citer

J.W Beeman, F Bellini, P Benetti, L Cardani, N Casali, et al.. Double-beta decay investigation with highly pure enriched Se-82 for the LUCIFER experiment . European Physical Journal C: Particles and Fields, 2015, 75 (issue 12), pp.591. ⟨10.1140/epjc/s10052-015-3822-x⟩. ⟨in2p3-01312803⟩
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