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

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2. Koinzidenzanalyse der Doppelbeta-Zerfälle ˜σ(E). Es wurde nur ein begrenzter Energiebereich des Einzelenergie- bzw. Summenspektrums betrachtet. Deshalb können sich Zerfälle, die bei einer Energieauflösung ˜σ(E) relevant für die Anpassung sind, bei einer schlechteren Messunsicherheit σ(E) außerhalb des interessierenden Bereiches befinden. Je nach Wahl der Messunsicherheit werden deshalb für eine Signatur unterschiedliche Zählraten Z sim Unt ermittelt. Weil die Energieauflösung für die Koinzidenzanalyse in einer konservativen Herangehensweise festgesetzt wurde ist zu erwarten, dass mehr Energieeinträge aus Untergrundzerfällen durch die Simulation Z sim Unt erwartet als im experimentellen Datensatz Z exp Unt beobachtet werden. Mit der steigenden Anzahl von Ereignissen steigt auch die Abweichung der Zählraten, wie in Abbildung 2.12 zu erkennen ist. 48
3. Resultate Die Grenze für die Halbwertszeit ist nach Gleichung (B.30) direkt proportional zur Nachweiseffizienz des Doppelbeta-Zerfalls. In der Analyse wurden charakteristische koinzidente Energieeinträge verschiedener Teilchen aus dem Doppelbeta-Zerfall und der Kernabregung des Tochternuklides zur Erstellung von Signaturen verwendet. Die Wahrscheinlichkeit, ein kennzeichnendes Signal aus den Wechselwirkungen von Photonen mit den Kristallen zu erhalten–beispielsweise eine vollständige Energiedeposition in einem Detektor, ist wesentlich geringer als für Elektronen oder Positronen. Durch diese Schwierigkeit in der Detektion der Photonen wird die Grenze für die Halbwertszeit maßgeblich beschränkt. In Tabelle 2.14 sind die Grenzen für die Halbwertszeiten aus der Koinzidenzanalyse zusammengestellt. Daneben werden die Ergebnisse einer Einzelsignal-Analyse des COBRA-Experiments und der besten Publikationen angegeben. Die herkömmliche Auswertung der COBRA-Messdaten hinsichtlich Ereignissen in einem Detektor bezieht sich auf denselben experimentellen Aufbau wie die Koinzidenzanalyse. D.h. die Resultate beruhen auf derselben Anzahl Doppelbeta-Isotope. Die Grenzen für Halbwertszeiten, die momentan in einer Koinzidenzanalyse bestimmt werden können, sind zum großen Teil um den Faktor 10 bis 100 niedriger als die der gängigen Auswertung der Messdaten. Die Nachweiseffizienz in der Einzelsignal-Analyse gibt den Anteil simulierter Doppelbeta-Zerfälle an, in dem die Energie der Teilchen aus dem Kernzerfall in einem einzelnen Detektor deponiert wird. Dieser Anteil liegt typischerweise im Bereich von 60 % bis 70 % und damit zwei bis drei Größenordungen oberhalb der Effizienzen aus der Koinzidenzanalyse. In voller Bestückung können beim COBRA-Experiment 64 CdZnTe-Kristalle in einer Formation von (4 · 4 · 4)-Detektoren installiert werden. In diesem Aufbau werden vor allem die Gammas aus der Kernabregung, die aus dem Quellkristall autreten, effektiver nachweisbar sein als in der bestehenden Einrichtung von (4 · 4)-Detektoren. Daneben ist eine Umfassung der Kristalle mit Szintillationsdetektoren, die gleichzeitig als aktives Photonenveto verwendet werden können, in Planung. Dadurch wird die Nachweiswahrscheinlichkeit von Photonen und damit die Effizienz der Doppelbeta-Zerfälle in koinzidenten Energieeinträgen verbessert. In der Koinzidenzanalyse wurden zur Beschreibung der Untergrundereignisse durch eine Simulation Pseudo-Daten basierend auf Messungen der Aktivitätskonzentration verschiedener Komponenten des experimentellen Aufbaus erzeugt. Ausgehend davon wurden Untergrundzerfälle auf den Oberflächen und in der Ummantelung der CdZnTe- Kristalle generiert. So können die experimentellen Daten der LNGS-Messung innerhalb 49
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Literaturverzeichnis [15] A. Alessa
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Literaturverzeichnis [49] NIST. Pho
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