Zdroj monoenergetických elektronů pro monitorování spektrometru v neutrinovém experimentu KATRIN

Abstract

Mezinárodní projekt KATRIN (KArlsruhe TRItium Neutrino experiment) je experiment nové generace využívající beta rozpad tritia. Je navržen, aby umožnil změřit hmotnost elektronového antineutrina pomocí unikátního elektronového spektrometru s citlivostí 0.2 eV/c2 , což znamená zlepšení o jeden řád oproti stávajícím výsledkům. Významná část měření bude spočívat v nepřetržitém přesném monitorování vysokého napětí hlavního spektrometru KATRIN. Monitorování bude uskutečňováno s využitím elektronů vnitřní konverze emitovaných z pevného zdroje založeného na rozpadu 83 Rb. Vlastnosti několika těchto zdrojů jsou studovány v této práci pomocí polovodičové gama spektroskopie. Zaprvé je popsáno měření přesné energie jaderného přechodu 9.4 keV pozorovaného v rozpadu 83 Rb, ze které je odvozena energie konverzních elektronů. Zadruhé je popsáno měření rozložení aktivity pevných zdrojů pomocí detektoru typu Timepix. Nakonec je popsáno měření retence rozpadového produktu 83 Rb, isomerního stavu 83m Kr, v pevných zdrojích.

The international project KATRIN (KArlsruhe TRItium Neutrino experiment) is a next- generation tritium beta decay experiment. It is designed to measure the electron antineutrino mass by means of a unique electron spectrometer with sensitivity of 0.2 eV/c2 . This is an improvement of one order of magnitude over the last results. Important part of the measurement will rest in continuous precise monitoring of high voltage of the KATRIN main spectrometer. The monitoring will be done by means of conversion electrons emitted from a solid source based on 83 Rb decay. Properties of several of these sources are studied in this thesis by means of the semiconductor gamma-ray spectroscopy. Firstly, measurement of precise energy of the 9.4 keV nuclear transition observed in 83 Rb decay, from which the energy of conversion electrons is derived, is reported. Secondly, measurement of activity distribution of the solid sources by means of the Timepix detector is described. Finally, a report on measurement of retention of 83 Rb decay product, the isomeric state 83m Kr, in the solid sources is given.