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

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
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