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Double-beta decay investigation with highly pure enriched [Formula: see text]Se for the LUCIFER experiment.
Beeman, J W; Bellini, F; Benetti, P; Cardani, L; Casali, N; Chiesa, D; Clemenza, M; Dafinei, I; Domizio, S Di; Ferroni, F; Gironi, L; Giuliani, A; Gotti, C; Laubenstein, M; Maino, M; Nagorny, S; Nisi, S; Nones, C; Orio, F; Pagnanini, L; Pattavina, L; Pessina, G; Piperno, G; Pirro, S; Previtali, E; Rusconi, C; Schäffner, K; Tomei, C; Vignati, M.
Affiliation
  • Beeman JW; Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA 94720 USA.
  • Bellini F; Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, 00185 Rome, Italy ; INFN, Sezione di Roma, 00185 Rome, Italy.
  • Benetti P; Dipartimento di Chimica, Università di Pavia, 27100 Pavia, Italy ; INFN, Sezione di Pavia, 27100 Pavia, Italy.
  • Cardani L; Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, 00185 Rome, Italy ; Physics Department, Princeton University, Princeton, NJ 08544 USA.
  • Casali N; Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, 00185 Rome, Italy ; INFN, Sezione di Roma, 00185 Rome, Italy.
  • Chiesa D; Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy ; INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy.
  • Clemenza M; Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy ; INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy.
  • Dafinei I; INFN, Sezione di Roma, 00185 Rome, Italy.
  • Domizio SD; INFN, Sezione di Genova, 16146 Genoa, Italy ; Dipartimento di Fisica, Università di Genova, 16126 Genoa, Italy.
  • Ferroni F; Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, 00185 Rome, Italy ; INFN, Sezione di Roma, 00185 Rome, Italy.
  • Gironi L; Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy ; INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy.
  • Giuliani A; Centre de Spectrometrié de Masse, 91405 Orsay, France.
  • Gotti C; INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy.
  • Laubenstein M; INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso, 67100 Assergi (L'Aquila), Italy.
  • Maino M; Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy ; INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy.
  • Nagorny S; Gran Sasso Science Institute, 67100 L'Aquila, Italy.
  • Nisi S; INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso, 67100 Assergi (L'Aquila), Italy.
  • Nones C; CEA, Irfu, SPP Centre de Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France.
  • Orio F; INFN, Sezione di Roma, 00185 Rome, Italy.
  • Pagnanini L; Gran Sasso Science Institute, 67100 L'Aquila, Italy.
  • Pattavina L; INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso, 67100 Assergi (L'Aquila), Italy.
  • Pessina G; INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy.
  • Piperno G; Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, 00185 Rome, Italy ; INFN, Sezione di Roma, 00185 Rome, Italy.
  • Pirro S; INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso, 67100 Assergi (L'Aquila), Italy.
  • Previtali E; INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy.
  • Rusconi C; INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy.
  • Schäffner K; INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso, 67100 Assergi (L'Aquila), Italy.
  • Tomei C; INFN, Sezione di Roma, 00185 Rome, Italy.
  • Vignati M; INFN, Sezione di Roma, 00185 Rome, Italy.
Article in En | MEDLINE | ID: mdl-26705394
ABSTRACT
The LUCIFER project aims at deploying the first array of enriched scintillating bolometers for the investigation of neutrinoless double-beta decay of [Formula see text]Se. The matrix which embeds the source is an array of ZnSe crystals, where enriched [Formula see text]Se 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 [Formula see text]Se 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 [Formula see text]Th, [Formula see text]U and [Formula see text]U are respectively [Formula see text]61, [Formula see text]110 and [Formula see text]74 [Formula see text]Bq/kg at 90 % C.L. The extremely low-background conditions in which the measurement was carried out and the high radiopurity of the [Formula see text]Se allowed us to establish the most stringent lower limits on the half-lives of the double-beta decay of [Formula see text]Se to 0[Formula see text], 2[Formula see text] and 2[Formula see text] excited states of [Formula see text]Kr of 3.4[Formula see text]10[Formula see text], 1.3[Formula see text]10[Formula see text] and 1.0[Formula see text]10[Formula see text] y, respectively, with a 90 % C.L.

Full text: 1 Collection: 01-internacional Database: MEDLINE Language: En Journal: Eur Phys J C Part Fields Year: 2015 Type: Article

Full text: 1 Collection: 01-internacional Database: MEDLINE Language: En Journal: Eur Phys J C Part Fields Year: 2015 Type: Article