Atom Trap Trace Analysis of Ar-39

Entwurf und Umsetzung eines Systems zum Einzelatomnachweis von Argon-39 Der Nachweis von 39Ar in naturlichen Wasserproben kann zur radiometrischen Altersbestimmung auf Zeitskalen von 50 bis 1000 Jahren vor heute verwendet werden. Diese experimentelle Forschungsarbeit stellt den Aufbau einer Atomstrahl- und Fallenapparatur vor, welche 39Ar-Atome mittels der laserkuhlungsbasierten Methode “Atom Trap Trace Analysis” einfangt und nachweist. Auf diese Art konnten die bestehenden Beschrankungen des indirekten Nachweises uber Zerfallsprodukte (“low-level counting”) bezuglich Probengrose und Messdauer aufgehoben werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Hyperfeinstrukturspektrum des Kuhlubergangs 1s5-2p9 experimentell bestimmt. Desweiteren wurde ein optisch kollimierter, hochintensiver Strahl kalter metatabiler Argonatome erzeugt und der Nachweis einzelner 39Ar-Atome uber Fluoreszenzmessung realisiert. Bislang wurden 39Ar-Zahlraten von 1 Atom in ungefahr 4 Stunden fur atmospharisches Argon erreicht. Neueste Verbesserungen deuten auserdem darauf hin, dass Zahlraten von 1 Atom/h moglich sind.