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现代天文学的大量实验观测证据表明宇宙中存在着大量的暗物质。暗物质问题无法用标准模型解释，是当代物理学最重大的课题之一。弱相互作用重粒子(WIMP)是目前最受关注的暗物质粒子。WIMP粒子的实验探测，对发展新的物理理论有着非常重要的意义。WIMP粒子的直接探测实验有多种技术方案，其中利用闪烁体探测WIMP粒子是一种非常重要的手段。 对于暗物质直接探测，粒子鉴别能力是一项关键性的探测器性能。双发光晶体可以同时输出闪烁晶体的本征发光和掺杂发光，利用两种发光的比例不同可以进行粒子鉴别，区分电子反冲和核反冲事例。本工作实验测量了CsI(Na)晶体对于低能电子反冲事例的能量响应，实验数据表明对于10keV低能电子反冲事例，CsI(Na)晶体的能量响应依旧保持线性。 本工作实验研究了双发光晶体CsI(Na)在低温下的发光性能，发现在低温条件下，CsI(Na)晶体的发光产额大幅增加，并且有更强的粒子鉴别能力。实验发现适合用来进行暗物质探测实验的CsI(Na)晶体的实验运行温度为110K。同时通过对低温下CsI(Na)的快慢两种发光的光产额随温度变化测量，阐明了快慢发光的发光机理和粒子鉴别能力的机理。 本工作搭建了一套40kg级CsI(Na)大晶体的暗物质探测器模型，实验探索了CsI(Na)大晶体的表面除潮、封装方案，验证了运行于低温环境下的CsI(Na)晶体暗物质探测器技术的可行性。实验研究了CsI(Na)晶体暗物质探测器的本底情况。为后续进一步更大规模的CsI(Na)晶体暗物质直接探测实验打下了基础。