在暗物质直接探测实验中，为什么不能使用人造屏蔽体屏蔽宇宙射线干扰？或者说使用既有人造屏蔽体有什么劣势？ 第1页

不是不能用，是不值当的。一部分高能宇宙射线的穿透能力很强，抵挡宇宙射线需要的人造屏蔽材料的厚度不会比土石地面薄太多，而人造屏蔽材料并不便宜。搞个地下隧道、深井或将废旧矿井二次利用，在达到同样屏蔽效果的时候可以节约成本，且那里的本底辐射可能比地表还弱。

保守估计，地表的环境辐射和一个成年人身体大小的物体发生的反应在每秒100次以上，一天可以累积上亿个信号，而根据目前估计的大质量弱相互作用粒子的反应截面，其每天能和成年人身体大小的物体发生的反应不足1次。干扰信号比暗物质信号多上亿倍，意味着你必须尽可能降低环境辐射和探测器本身的辐射。同时，你还不能搞得太贵了。

宇宙射线对暗物质探测器造成的影响有两个方面：

一是瞬时影响，直接打入探测器的宇宙射线产生假信号，这很容易通过在探测器周围配置宇宙线反符合探测器来去掉，但是宇宙线打入探测器周围材料产生的中子造成的假信号就难办了，探测技术很可能无法识别中子和大质量弱相互作用粒子产生的反冲核信号；

二是长时间影响，一些宇宙射线可以和打中的原子核发生反应，生成具有放射性的原子核，例如液氩暗物质探测器中的氩-39（半衰期约269年，贝塔衰变），这是液氩探测器中重要的本底辐射来源。

以中国锦屏地下实验室一期工程为例，其岩层厚度至少2400米，防御效果等效于6700米的水，空间容积约4000立方米，在内部测得的宇宙线通量为每年每平方米61.7±11.7次，差不多每星期每平方米范围内只有一个宇宙线粒子可以到达实验室。这就基本可以忽略宇宙线的瞬时影响了。

锦屏实验室周围的岩石多为大理岩，放射性同位素含量较低，其本底辐射强度是北京市地表正常环境水平的数十分之一到数百分之一。另外，为了对抗氡气聚集、降低实验室环境中的氡气含量，锦屏实验室从隧道东端洞口外取新鲜空气，经过约10千米长的通风管道送入地下。长期监测结果表明，在通风设备工作良好的情况下，实验室内氡气放射性活度约20贝克勒尔每立方米。

锦屏实验室二期工程规模要比一期扩大约30倍。整个构造都靠人造材料的话，你的预算根本就不够用。

贵

贵……

锦屏那个暗物质探测实验室的主要优势之一就是它选址在一个现成的隧道里面，可以省去大量成本。

这还是借用现成的隧道呢，要是从零开始建一个，那账单简直没法想象。