Online 222 Rn removal by cryogenic distillation in the XENON100 experiment

Aprile, E.; Aalbers, J.; Agostini, F.; Alfonsi, M.; Amaro, F. D.; Anthony, M.; Arneodo, F.; Barrow, P.; Baudis, L.; Bauermeister, B.; Benabderrahmane, M. L.; Berger, T.; Breur, P. A.; Brown, A.; Brown, E.; Bruenner, S.; Bruno, G.; Budnik, R.; Butikofer, L.; Calven, J.; Cardoso, J. M. R.; Cervantes, M.; Cichon, D.; Coderre, D.; Colijn, A. P.; Conrad, J.; Cussonneau, J. P.; Decowski, M. P.; De Perio, P.; Gangi, P. D.; Giovanni, A. D.; Diglio, S.; Duchovni, E.; Eurin, G.; Fei, J.; Ferella, A. D.; Fieguth, A.; Franco, D.; Fulgione, W.; Gallo Rosso, A.; Galloway, M.; Gao, F.; Garbini, M.; Geis, C.; Goetzke, L. W.; Grandi, L.; Greene, Z.; Grignon, C.; Hasterok, C.; Hogenbirk, E.; Itay, R.; Kaminsky, B.; Kessler, G.; Kish, A.; Landsman, H.; Lang, R. F.; Lellouch, D.; Levinson, L.; Calloch, M. L.; Lin, Q.; Lindemann, S.; Lindner, M.; Lopes, J. A. M.; Manfredini, A.; Maris, I.; Undagoitia, T. M.; Masbou, J.; Massoli, F. V.; Masson, D.; Mayani, D.; Meng, Y.; Messina, M.; Micheneau, K.; Miguez, B.; Molinario, A.; Murra, M.; Naganoma, J.; Ni, K.; Oberlack, U.; Orrigo, S. E. A.; Pakarha, P.; Pelssers, B.; Persiani, R.; Piastra, F.; Pienaar, J.; Piro, M. -C.; Pizzella, V.; Plante, G.; Priel, N.; Rauch, L.; Reichard, S.; Reuter, C.; Rizzo, A.; Rosendahl, S.; Rupp, N.; Saldanha, R.; Dos Santos, J. M. F.; Sartorelli, G.; Scheibelhut, M.; Schindler, S.; Schreiner, J.; Schumann, M.; Lavina, L. S.; Selvi, M.; Shagin, P.; Shockley, E.; Silva, M.; Simgen, H.; Sivers, M. V.; Stein, A.; Thers, D.; Tiseni, A.; Trinchero, G.; Tunnell, C.; Upole, N.; Wang, H.; Wei, Y.; Weinheimer, C.; Wulf, J.; Ye, J.; Zhang, Y.; Cristescu, I.

doi:10.1140/epjc/s10052-017-4902-x

We describe the purification of xenon from traces of the radioactive noble gas radon using a cryogenic distillation column. The distillation column was integrated into the gas purification loop of the XENON100 detector for online radon removal. This enabled us to significantly reduce the constant Rn-222 background originating from radon emanation. After inserting an auxiliary 222Rn emanation source in the gas loop, we determined a radon reduction factor of R > 27 (95% C.L.) for the distillation column by monitoring the Rn-222 activity concentration inside the XENON100 detector.