Lifetime measurements of 214Po and 212Po with the CTF liquid scintillator detector at LNGS

  • Borexino Collaboration
  • G. Bellini
  • J. Benziger
  • D. Bick
  • G. Bonfini
  • D. Bravo
  • M. Buizza Avanzini
  • B. Caccianiga
  • L. Cadonati
  • F. Calaprice
  • C. Carraro
  • P. Cavalcante
  • A. Chavarria
  • A. Chepurnov
  • V. Chubakov
  • D. D’Angelo
  • S. Davini
  • A. Derbin
  • A. Etenko
  • K. Fomenko
  • D. Franco
  • C. Galbiati
  • S. Gazzana
  • C. Ghiano
  • M. Giammarchi
  • M. Göger-Neff
  • A. Goretti
  • L. Grandi
  • E. Guardincerri
  • S. Hardy
  • Aldo Ianni
  • Andrea Ianni
  • V. Kobychev
  • D. Korablev
  • G. Korga
  • Y. Koshio
  • D. Kryn
  • M. Laubenstein
  • T. Lewke
  • Marcello Lissia
  • E. Litvinovich
  • B. Loer
  • F. Lombardi
  • P. Lombardi
  • L. Ludhova
  • I. Machulin
  • S. Manecki
  • W. Maneschg
  • G. Manuzio
  • Q. Meindl
  • E. Meroni
  • L. Miramonti
  • M. Misiaszek
  • D. Montanari
  • P. Mosteiro
  • F. Mantovani
  • V. Muratova
  • S. Nisi
  • L. Oberauer
  • M. Obolensky
  • F. Ortica
  • K. Otis
  • M. Pallavicini
  • L. Papp
  • L. Perasso
  • S. Perasso
  • A. Pocar
  • G. Ranucci
  • A. Razeto
  • A. Re
  • A. Romani
  • N. Rossi
  • A. Sabelnikov
  • R. Saldanha
  • C. Salvo
  • S. Schönert
  • H. Simgen
  • M. Skorokhvatov
  • O. Smirnov
  • A. Sotnikov
  • S. Sukhotin
  • Y. Suvorov
  • R. Tartaglia
  • G. Testera
  • R. B. Vogelaar
  • F. von Feilitzsch
  • J. Winter
  • M. Wojcik
  • A. Wright
  • M. Wurm
  • G. Xhixha
  • J. Xu
  • O. Zaimidoroga
  • S. Zavatarelli
  • G. Zuzel
Open Access
Regular Article - Experimental Physics
  • 592 Downloads

Abstract

We have studied the α-decays of 214Po into 210Pb and of 212Po into 208Pb tagged by the coincidence with the preceding β-decays from 214Bi and 212Bi, respectively. The 222Rn, 232Th, and 220Rn sources used were sealed inside quartz vials and inserted in the Counting Test Facility at the underground Gran Sasso National Laboratory in Italy. We find that the mean lifetime of 214Po is (236.00 ± 0.42(stat) ± 0.15(syst)) μs and that of 212Po is (425.1 ± 0.9(stat) ± 1.2(syst)) ns. Our results, obtained from data with signal-to-background ratio larger than 1000, reduce the overall uncertainties and are compatible with previous measurements.

References

  1. 1.
    G. Alimonti et al., Nucl. Instrum. Methods A 406, 411 (1998).ADSCrossRefGoogle Scholar
  2. 2.
    Guy von Dardel, Phys. Rev. 79, 734 (1950).ADSCrossRefGoogle Scholar
  3. 3.
    René Ballini, Ann. Phys. 8, 441 (1953).Google Scholar
  4. 4.
    K.W. Ovilvie, Proc. Phys. Soc. (London) 76, 299 (1960).ADSCrossRefGoogle Scholar
  5. 5.
    T. Dobrowolski, J. Young, Proc. Phys. Soc. (London) 77, 1219 (1961).ADSCrossRefGoogle Scholar
  6. 6.
    A. Erlik, J. Felsteiner, H. Lindenman, M. Tatcher, Nucl. Instrum. Methods 92, 45 (1971).ADSCrossRefGoogle Scholar
  7. 7.
    J.W. Zhou et al., Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 335, 443 (1993).ADSCrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    E.N. Alexeyev, J.M. Gavriljuk, A.M. Gangapshev, A.M. Gezhaev, V.V. Kazalov, V. Kuzminov, S.P. Yakimenko, S.I. Panasenko et al., Astropart. Phys. 46, 23 (2013).ADSCrossRefGoogle Scholar
  9. 9.
    S.-C. Wu, Nucl. Data Sheets 110, 681 (2009).ADSCrossRefGoogle Scholar
  10. 10.
    V. Christé, M.M. Bé, 214Po - Comments on evaluation of decay data, Table de Radionucléides, LNE - LNHB/CEA (2007).Google Scholar
  11. 11.
    D.E. Bunyan, A. Lundby, D. Walker, Proc. Phys. Soc. (London) A 62, 253 (1949).ADSCrossRefGoogle Scholar
  12. 12.
    F.C. Flack, J.E. Johnson, Proc. Phys. Soc. (London) 79, 10 (1962).ADSCrossRefGoogle Scholar
  13. 13.
    G. Astner, I. Bergstrom, L. Eriksson, U. Fagerquist, G. Holm, A. Persson, Nucl. Phys. 45, 49 (1963).CrossRefGoogle Scholar
  14. 14.
    G.W. McBeth, R.A. Winyard, Int. J. Appl. Radiat. Isot. 23, 527 (1972).CrossRefGoogle Scholar
  15. 15.
    S. Sanyal, R.K. Garg, S.D. Chauhan, S.L. Gupta, S. Pancholi, Phys. Rev. C 12, 318 (1975).ADSCrossRefGoogle Scholar
  16. 16.
    H. Bohn, E. Endres, T. Faestermann, P. Kienle, Z. Phys. A 302, 51 (1981).ADSCrossRefGoogle Scholar
  17. 17.
    E. Browne, Nucl. Data Sheets 104, 427 (2005).ADSCrossRefGoogle Scholar
  18. 18.
    A.L. Nichols, 212Po - Comments on evaluation of decay data, Table de Radionuclé ides, LNE - LNHB/CEA (2010).Google Scholar
  19. 19.
    Borexino Collaboration (G. Alimonti et al.), Astropart. Phys. 8, 141 (1998).ADSCrossRefGoogle Scholar
  20. 20.
    G. Zuzel, H. Simgen, G. Heusser, Appl. Radiat. Isot. 61, 197 (2004).CrossRefGoogle Scholar
  21. 21.
    G. Fiorentini et al., Phys. Rev. C 81, 034602 (2010).ADSCrossRefGoogle Scholar
  22. 22.
    Borexino Collaboration (G. Bellini et al.), Eur. Phys. J. C 54, 61 (2008).ADSCrossRefGoogle Scholar
  23. 23.
    R. Peierls, Proc. R. Soc. A 149, 467 (1935).ADSCrossRefGoogle Scholar
  24. 24.
    A.H. Jeffrey, Nucl. Instrum. Methods 81, 155 (1970).ADSCrossRefGoogle Scholar
  25. 25.
    A.H. Jeffrey, Nucl. Instrum. Methods 81, 253 (1970).ADSCrossRefGoogle Scholar
  26. 26.
    A. Ianni, P. Lombardi, G. Ranucci, O.Ju. Smirnov, Nucl. Instrum. Methods A 537, 683 (2005).ADSCrossRefGoogle Scholar
  27. 27.
    Borexino Collaboration (P. Alvarez Sanchez et al.), Phys. Lett. B 716, 401 (2012).ADSCrossRefGoogle Scholar
  28. 28.
    Guy von Dardel, Ark. Fys. 2, 337 (1951).Google Scholar

Copyright information

© The Author(s) 2013

Authors and Affiliations

  • Borexino Collaboration
  • G. Bellini
    • 1
  • J. Benziger
    • 2
  • D. Bick
    • 3
  • G. Bonfini
    • 4
  • D. Bravo
    • 5
  • M. Buizza Avanzini
    • 1
  • B. Caccianiga
    • 1
  • L. Cadonati
    • 6
  • F. Calaprice
    • 7
  • C. Carraro
    • 8
  • P. Cavalcante
    • 4
  • A. Chavarria
    • 7
  • A. Chepurnov
    • 9
  • V. Chubakov
    • 10
  • D. D’Angelo
    • 1
  • S. Davini
    • 8
  • A. Derbin
    • 11
  • A. Etenko
    • 12
  • K. Fomenko
    • 4
    • 13
  • D. Franco
    • 14
  • C. Galbiati
    • 7
  • S. Gazzana
    • 4
  • C. Ghiano
    • 4
  • M. Giammarchi
    • 1
  • M. Göger-Neff
    • 15
  • A. Goretti
    • 7
  • L. Grandi
    • 7
  • E. Guardincerri
    • 8
  • S. Hardy
    • 5
  • Aldo Ianni
    • 4
  • Andrea Ianni
    • 7
  • V. Kobychev
    • 16
  • D. Korablev
    • 13
  • G. Korga
    • 4
  • Y. Koshio
    • 4
  • D. Kryn
    • 14
  • M. Laubenstein
    • 4
  • T. Lewke
    • 15
  • Marcello Lissia
    • 17
  • E. Litvinovich
    • 12
  • B. Loer
    • 7
  • F. Lombardi
    • 4
  • P. Lombardi
    • 1
  • L. Ludhova
    • 1
  • I. Machulin
    • 12
  • S. Manecki
    • 5
  • W. Maneschg
    • 18
  • G. Manuzio
    • 8
  • Q. Meindl
    • 15
  • E. Meroni
    • 1
  • L. Miramonti
    • 1
  • M. Misiaszek
    • 19
  • D. Montanari
    • 20
  • P. Mosteiro
    • 7
  • F. Mantovani
    • 10
  • V. Muratova
    • 11
  • S. Nisi
    • 4
  • L. Oberauer
    • 15
  • M. Obolensky
    • 14
  • F. Ortica
    • 21
  • K. Otis
    • 6
  • M. Pallavicini
    • 8
  • L. Papp
    • 4
    • 5
  • L. Perasso
    • 1
  • S. Perasso
    • 8
  • A. Pocar
    • 6
  • G. Ranucci
    • 1
  • A. Razeto
    • 4
  • A. Re
    • 1
  • A. Romani
    • 21
  • N. Rossi
    • 4
  • A. Sabelnikov
    • 12
  • R. Saldanha
    • 7
  • C. Salvo
    • 8
  • S. Schönert
    • 15
    • 18
  • H. Simgen
    • 18
  • M. Skorokhvatov
    • 12
  • O. Smirnov
    • 13
  • A. Sotnikov
    • 13
  • S. Sukhotin
    • 12
  • Y. Suvorov
    • 4
    • 12
  • R. Tartaglia
    • 4
  • G. Testera
    • 8
  • R. B. Vogelaar
    • 5
  • F. von Feilitzsch
    • 15
  • J. Winter
    • 15
  • M. Wojcik
    • 19
  • A. Wright
    • 7
  • M. Wurm
    • 15
  • G. Xhixha
    • 10
  • J. Xu
    • 7
  • O. Zaimidoroga
    • 13
  • S. Zavatarelli
    • 8
  • G. Zuzel
    • 18
    • 19
  1. 1.Dipartimento di FisicaUniversità and INFNMilanoItaly
  2. 2.Chemical Engineering DepartmentPrinceton UniversityPrincetonUSA
  3. 3.Institut für ExperimentalphysikUniversität HamburgHamburgGermany
  4. 4.Laboratori Nazionali del Gran SassoINFNAssergiItaly
  5. 5.Physics DepartmentVirginia Polytechnic Institute and State UniversityBlacksburgUSA
  6. 6.Physics DepartmentUniversity of MassachusettsAmherstUSA
  7. 7.Physics DepartmentPrinceton UniversityPrincetonUSA
  8. 8.Dipartimento di FisicaUniversità and INFNGenovaItaly
  9. 9.Institute of Nuclear PhysicsLomonosov Moscow State UniversityMoscowRussia
  10. 10.Dipartimento di FisicaUniversità and INFNFerraraItaly
  11. 11.St. Petersburg Nuclear Physics InstituteGatchinaRussia
  12. 12.NRC Kurchatov InstituteMoscowRussia
  13. 13.Joint Institute for Nuclear ResearchDubnaRussia
  14. 14.APC, Univ. Paris Diderot, CNRS/IN2P3, CEA/IrfuObs de Paris, SorbonneParis CitéFrance
  15. 15.Physik DepartmentTechnische Universität MünchenGarchingGermany
  16. 16.Kiev Institute for Nuclear ResearchKievUkraine
  17. 17.Sezione di CagliariINFNMonserratoItaly
  18. 18.Max-Plank-Institut für KernphysikHeidelbergGermany
  19. 19.M. Smoluchowski Institute of PhysicsJagiellonian UniversityKrakowPoland
  20. 20.Fermi National Accelerator LaboratoryBataviaUSA
  21. 21.Dipartimento di ChimicaUniversità and INFNPerugiaItaly

Personalised recommendations