Stuttgart 2012 – wissenschaftliches Programm
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A: Fachverband Atomphysik
A 21: Poster: Precision spectroscopy of atoms and ions
A 21.22: Poster
Dienstag, 13. März 2012, 16:30–19:00, Poster.V
Aufbau und Inbetriebnahme eines verbesserten Laser-Raman-Systems für das KATRIN-Experiment — •Sebastian Mirz — für die KATRIN-Kollaboration - Institut für exp. Kernphysik, Karlsruher Institut für Technologie, Karlsruhe, Deutschland
Das Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment KATRIN untersucht das Energiespektrum des Tritium β-Zerfalls nahe des Endpunkts zur Bestimmung der Neutrinomasse mit einer Sensitivität von 200 meV/c2 (90% C.L.). Dazu wird kontinuierlich Tritiumgas in die fensterlose gasförmige Tritiumquelle eingespeist, deren physikalischen Eigenschaften auf 10−3 stabilisiert werden müssen. Zu diesen gehört die Tritiumreiheit des eingespeisten Gases, die durch ein Laser-Raman-Systems mit einer statistischen Unsicherheit von besser 10−3 überwacht wird. Mit den bereits am Tritiumlabor Karlsruhe aufgebauten Systemen konnte diese Anforderung innerhalb von 250 s Messzeit erreicht werden.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein verbessertes Laser-Raman-System aufgebaut und Testmessungen mit Tritium durchgeführt. Durch eine verbesserte Strahlführung wurde die Laserintensität im Messvolumen nahezu verdoppelt. Das Rauschen im Spektrum wurde durch eine optimierte Auslese des verwendeten Bildsensors reduziert. Durch diese Maßnahmen konnte die Präzision der Raman-Messung verbessert werden. Mit den Testmessungen konnte entsprechend gezeigt werden, dass die Messzeit, bei Wahrung einer stat. Unsicherheit von 10−3, von 250 s auf 60 s reduziert werden kann.
In diesem Beitrag werden die Verbesserungen des Laser-Raman-Systems vorgestellt und die Ergebnisse der Testmessung präsentiert.