1. Separating $${^{39}\hbox {Ar}}$$ from $${^{40}\hbox {Ar}}$$ by cryogenic distillation with Aria for dark-matter searches
- Author
-
T. Napolitano, Stefano Cavuoti, A.E. Bondar, H. O. Back, G. De Rosa, Silvia Arcelli, A. Navrer Agasson, Jocelyn Monroe, M. Della Valle, Min-Xin Guan, M. Garbini, Francesca Dordei, Pierre-Andre Amaudruz, M. Gromov, M. Carlini, A. M. Goretti, A. Vishneva, E. V. Hungerford, V. Pesudo, P. Garcia Abia, Paolo Castello, S. Torres-Lara, S. Stracka, S. Westerdale, Mario Giorgi, Lance S. Lidey, R. Stefanizzi, G. Fiorillo, T. Erjavec, M. La Commara, A. M. Szelc, O. Dadoun, T. Hugues, Han Wang, D. Dongiovanni, S. Copello, A. Barrado Olmedo, Manuel Colocci, Giovanni Paternoster, Federico Perotti, F. Pietropaolo, S. Rescia, M. Razeti, A. Oleinik, A. Santucci, Sara Sulis, L. P. Rignanese, C. Cicalo, A. Sheshukov, Filippo Resnati, A. Marasciulli, C. Savarese, G. Dolganov, Chung-Yao Yang, Andrea Messina, A. V. Derbin, M. Wada, S. Davini, Alessia Tricomi, F. Coccetti, Thomas Alexander, Angelo Rivetti, Eugenio Scapparone, A. L. Hallin, N. Maccioni, M. Rossi, E. V. Canesi, P. D. Meyers, T. Vallivilayil John, V. N. Muratova, V. Goicoechea Casanueva, E. Picciau, Ivone F. M. Albuquerque, D. A. Semenov, P. Di Stefano, Mariano Cadoni, B. Celano, G. K. Giovanetti, Yanchu Wang, K. Kondo, A. Grobov, N. Canci, M. Kuźniak, L. Romero, Z. Balmforth, S. Tosti, S. Farenzena, L. Pagani, Marino Simeone, T. Miletic, D. Franco, A. Devoto, A. Mazzi, Carlo Muscas, V. Cocco, S. Chashin, G. De Guido, P. Kachru, M. Lissia, Gilda Scioli, Valerio Ippolito, V. Strickland, A. K. Alton, E. Frolov, G. Korga, A. L. Renshaw, S. Sanfilippo, M. Rescigno, G. De Filippis, A. Moggi, R. Graciani Diaz, Luisa Cifarelli, S. De Pasquale, A. de Candia, E. Pantic, D. Cintas, J. B. McLaughlin, M. Stringer, Alberto Masoni, S. Cebrián, Marzio Nessi, E. Sandford, B. Schlitzer, E. Sanchez Garcia, Stefania Moioli, S. Bussino, C. J. Jillings, Piero Salatino, M. M. Wojcik, R. Miola, S. Viel, A. D. Martinez Rojas, M. Fernandez Diaz, Darren Price, D. De Gruttola, M. D’Aniello, A. Murenu, C. James, S. De Cecco, Giuseppe Longo, L. Mapelli, Paolo Attilio Pegoraro, E. Conde Vilda, Anselmo Margotti, Xiang Xiao, Andrea Alici, C. Ripoli, E. Paoloni, Miguel Cárdenas-Montes, A. Razeto, Pasquale Arpaia, T. N. Thorpe, C. Guo, M. Cadeddu, B. Shaw, A. Basco, G. M. Sabiu, M. P. Zykova, L. Williams, R. I. Avetisov, D. M. Poehlmann, Y. Suvorov, P. Barrillon, A. Kish, I. N. Machulin, R. B. Vogelaar, An. Ianni, A. Martini, A.V. Shchagin, S. Vescovi, A. Buzulutskov, M. Da Rocha Rolo, P. Czudak, T. Viant, Marisa Gulino, Saverio D'Auria, M. K. Daniel, F. Retiere, Marco Pallavicini, B. Bottino, V. A. Sangiorgio, G. Zuzel, Jose Busto, C. Pellegrino, Gigi Cappello, B. Smith, S. Morisi, Vittorio Cataudella, S. S. Poudel, R. A. Giampaolo, J. Maricic, L. Musenich, Simonetta Palmas, F. Lippi, Francesco Ragusa, N. Cargioli, Michele Mascia, A. Gendotti, M. Lai, M. Leyton, O. Smirnov, M. Tuveri, G. Y. Grigoriev, I. Nikulin, Xiujiang Li, T. Pinna, M. I. Martínez, M. Downing, Rosario Nania, M. Masetto, Matteo Morrocchi, M. Kuss, N. Funicello, C. Giganti, G. Batignani, M. Ave, A. Castellani, M. G. Boulay, G. Testera, J. A. Nowak, J. Z. Szucs-Balazs, M. Arba, E. V. Unzhakov, S. Horikawa, S. M. Mari, A. S. Chepurnov, C. Filip, Sebastiano Albergo, M. D. Skorokhvatov, S. Pordes, G. L. Usai, M. L. Gligan, L. La Delfa, F. Raffaelli, A. Moharana, R. Milincic, A. Pocar, A. Franceschi, A. A. Kemp, A. De Falco, R. Santorelli, J. M. Corning, M. Guetti, A. V. Khomyakov, A. S. Kubankin, R. Tartaglia, G. Buccino, P. Skensved, André Rubbia, T. Mroz, E. Borisova, Pascal Pralavorio, Giovanni Covone, K. Pelczar, Cristiano Galbiati, G. Dellacasa, Giorgio Keppel, S. Langrock, C. L. Kendziora, S. Hill, M. Caravati, F. Carnesecchi, Fabrice Hubaut, R. Kugathasan, Luciano Pandola, A. Caminata, M. Rucaj, R. J. Wheadon, O. Azzolini, F. Gabriele, A. Tonazzo, C. Dionisi, P. Podda, I. Kochanek, J. Rode, M. Guerzoni, Laura A. Pellegrini, Paolo Musico, W. Bonivento, I. Ch. Avetissov, Mauro Marinelli, E. N. Mozhevitina, Andrey Sokolov, B. R. Hackett, A. B. McDonald, F. Zenobio, C. Ghiano, V. Oleynikov, F. Di Eusanio, L. Consiglio, O. Samoylov, P. Cavalcante, L. Di Noto, D. Santone, P. Agnes, S. Falciano, A. Ramirez, M. Haranczyk, S. Catalanotti, Andrea Zani, Antonino Zichichi, V. Santacroce, J. M. Cela Ruiz, D. La Grasta, V. Barbarian, N. Lami, Alberto Gola, and A. Steri
- Subjects
Physics ,Air separation ,Argon ,Physics and Astronomy (miscellaneous) ,010308 nuclear & particles physics ,Dark matter ,chemistry.chemical_element ,Natural abundance ,01 natural sciences ,Nuclear physics ,chemistry ,Fractionating column ,0103 physical sciences ,010306 general physics ,Engineering (miscellaneous) - Abstract
Aria is a plant hosting a$${350}\,\hbox {m}$$350mcryogenic isotopic distillation column, the tallest ever built, which is being installed in a mine shaft at Carbosulcis S.p.A., Nuraxi-Figus (SU), Italy. Aria is one of the pillars of the argon dark-matter search experimental program, lead by the Global Argon Dark Matter Collaboration. It was designed to reduce the isotopic abundance of$${^{39}\hbox {Ar}}$$39Arin argon extracted from underground sources, called Underground Argon (UAr), which is used for dark-matter searches. Indeed,$${^{39}\hbox {Ar}}$$39Aris a$$\beta $$β-emitter of cosmogenic origin, whose activity poses background and pile-up concerns in the detectors. In this paper, we discuss the requirements, design, construction, tests, and projected performance of the plant for the isotopic cryogenic distillation of argon. We also present the successful results of the isotopic cryogenic distillation of nitrogen with a prototype plant.
- Published
- 2021