Eine Suche nach Doppelbeta-Zerfaellen von Cadmium-, Zink- und ...

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2. Koinzidenzanalyse der Doppelbeta-Zerfälle 6. Bestimmung der Nachweiseffizienz des Zerfalls ɛ = NSig/Nges und der Zählraten aus der Simulation der Untergrundereignisse Z sim Unt sowie der Zählraten im experi- für eine Signatur. mentellen Datensatz Z exp Unt Die Analyse der Kernzerfälle wurde für jede Konfiguration der aktiven Detektoren (siehe Anhang C.3) separat durchgeführt. Das simulierte Untergrundspektrum resultiert aus Kernzerfällen, die gleichverteilt hinsichtlich aller Detektoren des Aufbaus generiert wurden, einschließlich der Detektoren, die in einer Konfiguration nicht zur Auswertung verwendet werden können. Untergrundereignisse dort haben mitunter Einfluss auf das Pseudospektrum. Die Zählraten Z sim Unt errechnen sich dann gemäß Gleichung (1.17). Die Nachweiseffizienz gibt den Anteil von Doppelbeta-Zerfällen an, die mit einer bestimmten Signatur charakterisiert werden können und bezieht sich auf die in allen Detektoren des Aufbaus simulierten Zerfälle. Sie wird deshalb für eine Konfiguration entsprechend dem Anteil der Messzeit der Konfiguration k an der gesamten Messzeit der Datenmenge tk/tges gewichtet. 2.1.1. Zwei geometrisch unkorrelierte Energiedepositionen Die Untersuchung soll anhand des Zerfalls 116 Cd → 116 Sn + 2e − , E ∗ = 1294 keV (2.1) veranschaulicht werden (Ee− = 1511 keV). In Abbildung 2.1 ist die Korrelation von großer Energie E1 und kleiner Energie E2 dargestellt. Darin sind verschiedene Bänder mit Häufungen erkennbar, die zur Klassifikation der simulierten Übergänge nach der insgesamt deponierten Energie Eges = E1 + E2 verwendet werden können. Der Bereich um das Wertepaar (1294 keV, 1511 keV) beschreibt die vollständige Deposition der Teilchenenergien der γ-Strahlung und der Elektronen in einem einzelnen Kristall. Aus den Strukturen ergeben sich die Möglichkeiten, entweder eine Einteilung der Ereignisse nach E1 oder E1 + E2 vorzunehmen. Letztendlich hat sich die Ordnung nach der insgesamt deponierten Energie als vorteilhaft erwiesen. Bei den an dieser Stelle diskutierten Zerfällen sind innerhalb dieser Ordnung die Elektronenenergie Ee− und Gesamtenergie aller beteiligten Teilchen Ee− + Eγ des Übergangs markante Größen. Um diese Linien (Erwartungswerte) herum wurden Intervalle so festgelegt, dass sich ausgehend vom Erwartungswert bei der gewählten Energieauflösung 99, 7 % der Einträge innerhalb des Intervalls befinden. Dazu muss der Bereich beidseitig vom Erwartungswert um die Standardabweichungen 3σ, wobei die Streuung der Energieauflösung mit Gleichung (C.6) beschrieben wird, erweitert werden. In Tabelle 2.1 wird die Einteilung der simulierten Ereignisse nach der insgesamt deponierten Energie in drei Bereiche wiedergegeben. Um die Energiedepositionen innerhalb eines Bereichs zu parametrisieren, wurde das Verhältnis von niedriger zu hoher Energie (E2/E1) für die Doppelbeta-Zerfälle und den Zählraten aus simulierten Untergrundereignissen Z sim Unt gebildet. In dieser Parametrisierung sind Strukturen der Doppelbeta-Impulshöhen in den Bereichen II & III erkennbar 20
2. Koinzidenzanalyse der Doppelbeta-Zerfälle Abbildung 2.1.: Klassifizierung der Ereignisse (E1 > E2) im Zerfall 116 Cd → 116 Sn+2e − , E ∗ = 1294 keV nach der Gesamtenergie mit zwei beteiligten Detektoren. Einträge unterhalb der Detektorschwelle sind nicht berücksichtigt. Zerfall Eges (keV) Bereich I Bereich II Bereich III 116 Cd, E ∗ = 1294 keV 1439. . . 1583 1584. . . 2680 2681. . . 2929 Tabelle 2.1.: Ordnung der simulierten Ereignisse nach der insgesamt in beiden Kristallen deponierten Energie. 21
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C. Grundlegende Betrachtungen zur K
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D. Ergänzende Tabellen und Abbildu
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Seite 99 und 100:
Seite 101 und 102:
Literaturverzeichnis [15] A. Alessa
Seite 103 und 104:
Literaturverzeichnis [49] NIST. Pho
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