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