Aufbau und Inbetriebnahme des DAGATA-Polarimeters

Die vorliegende Arbeit prasentiert erstmals die Kalibrierung eines hochsegmentierten HPGe-Detektors, des DAGATA-Detektors (DArmstadt GAmma-ray Tracking Assembly), als ein Compton-Polarimeter. Dabei wurde eine Methode entwickelt, die auf der (quasi-)kontinuierlichen Messung des Compton-Streuwinkels basiert. Hier werden die Ergebnisse der Polarisationssensitivitat des 36-fach segmentierten DAGATA-Polarimeters gezeigt. Die Polarisationssensitivitat wurde in einem Experiment anhand einer 60Co-Quelle mit einer Aktivitat von 680 kBq fur zwei Ubergangsenergien aus der 4+ - 2+ - 0+ -Kaskade in 60Ni kalibriert. Mit der Polarisationssensitivitat konnte auch die Figure-of-Merit fur die Photonenenergien von 1173 und 1332 keV berechnet werden. Beim Kalibrierungsexperiment zur Bestimmung der Polarisationssensitivitat des DAGATA-Polarimeters handelte es sich um ein Koinzidenzexperiment mithilfe zweier externen Detektoren. Die Richtungen der externen Detektoren definierten eine Quantisierungsachse bezuglich jedes Detektors. Somit wurden die polarisierten Photonen aus Koinzidenzmessungen gewonnen. Die emittierten Photonen besitzen einen Polarisationsgrad von 1/6, wenn der Winkel zwischen ihren Emissionsrichtungen 90° betragt. Die unpolarisierten Photonen erhielt man in Singlemessungen. In dieser Arbeit wurden die theoretischen Grundlagen der Polarisation behandelt und wichtige Observablen hergeleitet, die bei der Messung der Polarisation verwendet wurden. Das DAGATA-Polarimeter ist ein neuartiges Compton-Polarimeter. Es werden neue Grosen benotigt, um seine Polarisationssensitivitat erst erhalten zu konnen. Die Analyse des Experiments geschah aufgrund von Informationen, die die Segmente des DAGATA-Polarimeters lieferten. Damit konnten die Wechselwirkungsorte bis auf die Segmentvolumen bestimmt werden. Zur Auswertung der experimentellen Daten wurden die Schwerpunkte der Segmente verwendet (Segmentbasis), die aus den Simulationen bestimmt wurden. Die fur die Analyse benotigten Winkel wurden aus den Schwerpunktkoordinaten berechnet und in Form einer Tabelle aufgelistet. Durch Einfuhrung einer neuen Asymmetrie, die auf den unterschiedlichen Streuverteilungen der polarisierten und unpolarisierten Ereignisse zwischen Detektorsegmenten basierte, wurde die Polarisationssensitivitat des DAGATA-Polarimeters definiert. Die aus dem Kalibrierungsexperiment bestimmten Polarisationssensitivitaten auf Segmentbasis betrugen 21(3)% bei 1173 keV und 19(1)% bei 1332 keV. Im Vergleich zu vierfach segmentierten Polarimetern besitzt das DAGATA-Polarimeter eine hohere Polarisationssensitivitat.