Institut f ur Kernphysik Technische Hochschule ... - GSI WWW-WIN
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A. Entwicklung und Anwendung eines<br />
vakuumtauglichen<br />
Szintillationsdetektors<br />
Der bisherige Aufbau eines Szintillationsdetektors in der Mittelebene des Fragmentseparator (vergl. etwa Abb. B.1,<br />
Abb. B.2) gestaltete sich aus verschiedenen Grunden schwierig: Seine nichtzuvernachlassigende Massenbelegung<br />
ver<strong>ur</strong>sacht Sekundarreaktionen und Umladungsprozesse, die sich sich alsKontaminanten des Sollfragmentes<br />
storend auswirken, Winkel- und Energieverluststraggling, das sich negativ auf die erreichbaren ionenoptischen<br />
Au osungen und die Strahlemmittanz bemerkbar macht.<br />
In Fallen, bei denen hohe Teilchenraten auftreten, kann es zu irreversiblen Schadigungen des Plastik-Szintillator<br />
Materiales kommen. Dies ist vorzugsweise bei Projektilen mit Kernladungen oberhalb Z=79 zu beobachten und<br />
fuhrt einerseits zu einem Absinken der Lichtausbeute aus den betro enen Bereichen des Detektors und andererseits<br />
zu einer verzogerten Emission von Licht, was sich in einer nichtlinearen Ortseichung au ert. Werden die<br />
Szintillationsdetektoren in der Mittelebene und am Ausgang des FRS mit verschieden hohen Teilchenstromen<br />
belastet, so fuhrt dies zu einem unterschiedlichen Driften der Antwortzeiten der Photomultiplier da infolge der<br />
unterschiedlichen im Szintillator erzeugten Lichtmenge auch dieVersorgungsspannung an der Spannungsteilerkette<br />
verschieden stark beein u t wird. Die Flugzeitau osung der Gesamteinrichtung wird in diesem Falle um<br />
bis zu einen Faktor 2-3 verschlechtert. Als Folge der beiden zuletzt beschriebenen E ekte w<strong>ur</strong>den beispielsweise<br />
mit 0.60-0.95 A GeV 238 U Primarstrahlen in RUN22 Flugzeitau osungen von 140 ps(FWHM) gefunden,<br />
wohingegen bei neueren Experimenten (RUN30) mit gro erer Strahlenbelastung lediglich 180 ps erzielt w<strong>ur</strong>den.<br />
In jedem Falle ist der Arbeitsaufwand und der Zeitverlust d<strong>ur</strong>ch den Einbau/Austausch eines Detektors und<br />
das Unterbrechen des Vakkuums wahrend eines Experimentes betrachtlich.<br />
Es gibt nun verschiedene Ansatzpunkte, die aufgezeigten Probleme zu uberwinden bzw. zu umgehen:<br />
. Man kann die Belastung des Szintillators in der Mittelebene des FRS d<strong>ur</strong>ch Einfahren von Blenden nach<br />
dem ersten Dipol (S1) herabsetzen. Dies beschrankt nat<strong>ur</strong>gema die Akzeptanz des FRS und ist sicherlich<br />
nicht bei allen Experimenten sinnvoll.<br />
. Die Entwicklung von spannungsstabilisierten Widerstandsteilern z<strong>ur</strong> Versorgung der Photomultiplier, die<br />
demnachst in einer Testversion eingesetzt werden, verspricht eineVerminderung der Drift der Flugzeitsignale<br />
mit der Strahlintensitat und damit dem Zusammenbrechen der Versorgungsspannungen [Vos89].<br />
. Eine einfache Moglichkeit, die Szintillatorplatte aus dem Strahlengang zu nehmen und wieder einzufahren<br />
und die leichtere Austauschbarkeit der Szintillatorplatte wahrend eines Experimentes vergro ert den<br />
Einsatzbereich der Szintillationsdetektoren.<br />
. Die Verfolgung alternativer Zahlerkonzepte, etwa der Einsatz strahlenresistenter Cerenkov-Glaser anstelle<br />
der emp ndlicheren Plastikszintillatormaterialien ist wunschenswert. Diese sollten in den gleichen<br />
Abmessungen herstellbar sein wie die bisher eingesetzten Materialien und auch die Signalauslese und<br />
-verarbeitung konnte in der gleichen Weise wie bisher geschehen.<br />
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