Abschirmung thermischer Neutronen bei COBRA

Inhaltsverzeichnis

• Einleitung
• Physikalische Grundlagen
  • Teilchen und Wechselwirkungen des Standardmodells
  • Einführung in die Neutrinophysik
  • Doppelter Betazerfall
• Das COBRA–Experiment
  • Aufbau und Funktionsweise
  • Untergrundquellen
  • Abschirmkonzepte
  • Testaufbau am LNGS
• Simulationen
  • Geant4 und Venom
  • Spektrum des Neutroneneinfangs an 113Cd
  • Streuung thermischer Neutronen an Blei und Kupfer
  • Durchlässigkeit der Abschirmung für Neutronen
  • Durchlässigkeit der inneren Schichten der Abschirmung
• Ergebnisse
  • Spektrum des Neutroneneinfangs an 113Cd
  • Streuung thermischer Neutronen an Blei und Kupfer
  • Durchlässigkeit der Abschirmung für Neutronen
  • Durchlässigkeit der inneren Schichten der Abschirmung
  • Besonderheiten in Geant4 und Venom
• Zusammenfassung und Diskussion

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Diese Arbeit befasst sich mit der Untersuchung des Einflusses von Lücken in der Abschirmung des COBRA-Experiments auf den Untergrund durch Neutronen. Das Ziel ist es, den Untergrund durch thermische Neutronen zu ermitteln und dessen potenzielle Beeinträchtigung durch Lücken in der Abschirmung zu beurteilen.

• Thermische Neutronen als Untergrundquelle
• Modellierung der Abschirmungsgeometrie mit Lücken
• Simulationen des Neutronenflusses durch die Abschirmung
• Analyse der Untergrundrate in Abhängigkeit von der Abschirmungsgeometrie
• Bedeutung der Ergebnisse für die Sensitivität des COBRA-Experiments

Zusammenfassung der Kapitel

• Einleitung: Die Arbeit stellt das COBRA-Experiment vor, das nach dem neutrinolosen doppelten Betazerfall sucht. Die Bedeutung der Untergrundreduktion für die Sensitivität des Experiments wird erläutert, insbesondere die Rolle von Neutronen als Untergrundquelle.
• Physikalische Grundlagen: Dieses Kapitel behandelt grundlegende Begriffe der Teilchenphysik und Neutrinophysik, die für das Verständnis des COBRA-Experiments notwendig sind, einschließlich der Beschreibung des Doppelten Betazerfalls und seiner beiden Modi: neutrinobegleiteter und neutrinoloser Doppelter Betazerfall.
• Das COBRA–Experiment: Hier werden der Aufbau und die Funktionsweise des COBRA-Experiments beschrieben. Die wichtigsten Untergrundquellen werden vorgestellt, einschließlich ihrer Abhängigkeiten von der Energie, der Abschirmungsstrategie und des experimentellen Aufbaus.
• Simulationen: Dieses Kapitel stellt die verwendeten Simulationsmethoden (Geant4 und Venom) vor und erklärt die Modellierung der Abschirmung und der Neutronenquellen. Details zur Simulation des Neutroneneinfangs in 113Cd, der Reflexion von Neutronen an Bleioberflächen und der Durchlässigkeit der Abschirmung mit Lücken werden erläutert.
• Ergebnisse: Die Ergebnisse der durchgeführten Simulationen werden präsentiert. Das Spektrum des Neutroneneinfangs in 113Cd wird analysiert, die Reflexionsraten von Neutronen an Bleioberflächen werden berechnet und die Untergrundraten mit und ohne Lücken in der Abschirmung werden verglichen.

Schlüsselwörter

Die Arbeit konzentriert sich auf die Themen Neutronenabschirmung, Untergrundreduktion und Monte-Carlo-Simulationen im Kontext des COBRA-Experiments, das nach dem neutrinolosen Doppelten Betazerfall sucht. Weitere wichtige Schlüsselbegriffe sind thermische Neutronen, 113Cd, Geant4, Venom und die Abschirmungsgeometrie. Die Ergebnisse der Arbeit sind relevant für die Entwicklung von Abschirmungsstrategien und die Verbesserung der Sensitivität von Experimenten im Bereich der Neutrinophysik.