DIXE的探测器需要稳定地工作在100 mK以下的极低温环境中，在空间中实现这样的温度殊为不易。DIXE制冷系统的设计理念如下图所示。该系统采用从室温到ADR（绝热去磁制冷）冷端的完整制冷链，由两级脉冲管制冷机（PTC）和氦-4焦耳-汤姆逊制冷机（JTC）构成。该设计在预冷阶段采用机械制冷方式，避免使用液氦以延长其在太空环境中的工作寿命。两级热耦合PTC为低温级提供预冷功能，由两台线性压缩机分别驱动两级脉冲管制冷机的冷头。第一级冷头可实现80K的制冷温度，通过热桥为第二级冷头提供预冷，同时第一级冷头冷端还为80K辐射屏、JTC的预冷换热器（PHX）以及ADR的超导引线提供冷量。第二级冷头设计温度为20K，将为20K辐射屏、JTC的预冷换热器以及ADR超导引线提供冷却。除上述两级预冷换热器外，JTC还包含两台无油线性压缩机、三台逆流换热器（CFHX）、一个膨胀阻抗元件以及蒸发器。经过PHX和CFHX预冷后，JTC利用蒸发器处的焦耳-汤姆逊效应实现4.2K的低温环境。这一部分由中科院理化所负责研制。