KIP-Veröffentlichungen

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein auf einem 8x8 -Array metallischer magnetischer Mikrokalorimeter basierender hochauflösenden Röntgendetektor vom Typ maXs30 in Betrieb genommen, getestet und zur Vermessung des Spektrums einer ²³³U-Quelle genutzt. An dem Spektrum wurde neben dem Detektorverhalten insbesondere untersucht, ob die Energie des Thorium-229 Übergangs vom isomeren Kernzustand in den Grundzustand bei gegebenen Bedingungen sehr genau bestimmt werden kann. Die für den verwendeten Detektor erwartete Energieauflösung ist ΔE_FWHM < 7 eV. Damit kann der Thoriumübergang, dessen Energie unter 10 eV erwartet wird, entweder aus der Aufspaltung des 29.18 keV-Doubletts bestimmt werden oder aus den Abstände der Linienpaare bei 29 keV und 42 keV berechnet werden. In der hier diskutierten Messung wurde nur eine Auflösung von ΔE_FWHM = 190.6 eV bei 29 keV erreicht, was ungefähr dem Abstand der Linienpaare entspricht, weshalb diese nicht aufgelöst werden konnten. Die unerwartet schlechte Auflösung ist vermutlich auf eine erhöhte Detektortemperatur und hohes Rauschen der zur Auslese verwendeten SQUID-Magnetometer zurück zu führen. Der Vergleich mit früheren Messungen ergab, dass die dem Kirchhoff-Institut für Physik neu zur Verfügung gestellte Uranquelle einen etwas mehr als einen Faktor 70 bei 30 keV geringeren Untergrund produziert, was die Bestimmung der Isomerenergie von Thorium-229 in zukünftigen Messungen deutlich erleichtern wird.

This thesis describes the setup and testing of the high-resulution detector for x-rays maXs30, that was developed for the spectroscopy of highly charged ions and which consists of a 8x8 -array of metallic magnetic microcalorimeters. For this thesis the spectrum of a ²³³U-source was recorded for detector characterization and with the intention of measuring the nuclear transition energy of the isomere transition in thorium-229. For the detector used in this thesis the expected resolution is ΔE_FWHM < 7 eV. The energy of the isomere nuclear transition in thorium lies below 10 eV and it can be measured either by resolving the 29.18 keV-doublet or calculated from the measured distances of the lines in the pairs at 29 keV and 42 keV. The current measurement achieved only a resolution of ΔE_FWHM = 190.6 eV at 29 keV, which is about equal to the distance of the lines, thus they could not be resolved. The unexpectedly bad resolution might be due to a higher temperature at the detector and the high noise of the SQUID-magnetometers used for readout. In comparison to older measurements the uranium source recently lent to the Kirchhoff-Institut für Physik has a very low background, about a factor 70 lower than in previous measurements. This will facilitate determining the energy of theisomere transition in thorium-229 in future measurements.