Das β-Spektrometer — Messung der kontinuierlichen ...

3.4 Der Kurie-Plot: Bestimmung der MaximalenergienResümee: Kurie-PlotDer Kurie-Plot transformiert ein parabolisch-verlaufendes β-Spektrum in eine perfekteGerade. Jegliche Abweichungen von einer theoretischen Impulsverteilung schlagensich auch in der Kurie-Darstellung nieder, mit dem entscheidenden Unterschied, dasssie dort sofort auffallen. Abweichungen von einer Linearität erkennt man auch ohneAnlegen eines Lineals.Die Bestimmung der Maximalenergie gestaltete sich sowohl bei 22 Na als auch bei90 Sr nicht einfach. Dies hatte mehrere Gründe, die in den einzelnen Abschnittendiskutiert und hier deshalb nur zusammenfassend aufgeführt werden. Die begrenzteinstrumentelle Auflösung bewirkt eine breite Verschmierung, die die Zählraten desgesamten Messbereichs verfälscht. Da eingekapselte und aufgetropfte Quellen verwendetwerden, kommt es bereits in der Quelle zu Vielfachstreuprozessen und Energieverlustender β-Teilchen. Dadurch treten ebenfalls erhebliche Deformationen des ursprünglichenSpektrums auf. Vor allem der niederenergetische Bereich wird für die Auswertungoffensichtlich unbrauchbar. Laut Wu, siehe [36], ist ein linearer Verlauf bei niedrigenEnergien grundsätzlich nur dann zu erwarten, wenn extrem dünne und einheitlicheQuellen auf Kosten der Zählrate verwendet werden. In ihrem Beitrag erwähnt sie, dassdie besten Ergebnisse mit einem im Inneren des Zählrohrs befindlichen radioaktivenGas erzielt wurden.Trotz der schlechten Auflösung und Verwendung von Schulpräparaten ist es möglichdie Maximalenergien zu vermessen, auch wenn sich dabei gewisse Ungenauigkeitenergeben. Die Auswahl des Datenbereichs für die lineare Regression über den Steigungsverlaufist nicht eindeutig, dennoch sehr hilfreich. Mit der Kurie-Transformation wirdneben der Bestimmung der maximalen β-Energie, Fermis Theorie zum β-Zerfall direktüberprüft und gehört daher zu einer vollständigen Analyse von β-Spektren dazu.Eine weitere wichtige Einsatzmöglichkeit der Kurie-Transformation ist die Ermittlungder Elektron-Neutrinomasse. Geht man bei der Herleitung (Abschn. 2.3.3) davonaus, dass die Neutrinomasse Null ist, so schneidet die Gerade die Abszissenachse bei derMaximalenergie E max . Andernfalls knickt die Gerade jedoch nahe der Endenergie abund schneidet die Achse bei der Energie E ∗ max = E max − m ν c 2 , über die m ν theoretischbestimmt werden kann. Die experimentelle Umsetzung ist extrem schwierig; die bestenMessungen geben derzeit als obere Grenze der Neutrinomasse 2 eV/c 2 an [37]. ImForschungszentrum Karsruhe beginnt diesbezüglich die genauste Messung aller Zeiten.Das internationale KATRIN-Experiment 8 vermisst den Enpunkt E max = 18, 6 eV desβ-Spektrums von radioaktivem Tritium 3 H. Es ist für eine Sensitivität von 0, 2 eVausgelegt und wird damit erstmals in der Lage sein, die Masse des Elektron-Neutrinosunterhalb von einem Elektronenvolt zu bestimmen [38].8 Karlsruher Tritium Neutrino Experiment.67