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A. Entwicklung und Anwendung eines vakuumtauglichen Szintillationsdetektors Bei einigen der am FRS durchgefuhrten Untersuchungen, sind die oben beschriebenen Auswirkungen so gravierend, da sie die Durchfuhrung des Experimentes stark erschweren oder gar unmoglich machen konnen, wie etwa beim Einschu des Sekundarstrahles in den Experimentier{Speicherring (ESR). Aus diesem Grunde sind dem Einsatz eines an Luft betriebenen Detektors enge Grenzen gesetzt. Ein Teil der Schwierigkeiten der oben genannten Art konnen jedoch vermieden werden, wenn der Szintillator als fahrbarer Detektor in das Vakuumsystem integriert wird. Dahingehende Untersuchungen wurden bereits durchgefuhrt. Erste experimentelle Ergebnisse sollen hier dargelegt werden. In nachster Zukunft ist auch der Einsatz dieses Detektors mit stabilisierten Photomultiplier-Spannungsteilern vorgesehen. In Abb. A.1 ist der Gesamtaufbau der Detektoren am Mittelfokus des FRS mit eingebautem vakuumtauglichem Szintillator dargestellt. Abb. A.2 und Abb. A.3 zeigen Seiten- bzw. Aufsicht derVakuumkammer mit eingebautem Szintillator. Die 5 mm dicke Szintillatorplatte aus BC420 [Bic86] wird im Vakuum an einer Montagebrucke aus Edelstahl gehalten. Diese Einheit kann uber eine der am FRS ublichen Pre luftdurchfuhrungen voll iin den Strahl bzw. auch wieder vollstandig heraus gefahren werden. Im eingefahrenen Zustand stehen die vertikalen, schmalen Querschnitte der Szintillatorplatte Quarzfenstern gegenuber. Der unvermeidbare Spalt zwischen den Ober achen hat eine Breite von ca. (0.5 0.1) mm. An der Luftseite der Fenster steht den Austritts achen des Szintillators jeweils ein Lichtleiter aus UV-durchlassigem Plexiglasmaterial GS2458 der Firma Rohm [Rohm] gegenuber. Diese Lichtleiter werden mittels optischem Fett Q2-3067 [Dow90] {durch ein Trovidurformstuck zentriert{ auf das Glasfenster aufgesetzt. An ihrem Austritt wird {ebenfalls mittels optischem Fett{ jeweils ein Photomultiplier des Typs H2431 [Ham80] angekoppelt. Der durch federnde Druckschrauben aufgebrachte axiale Schub gewahrleistet guten optischen Kontakt an allen Ubergangen. Genauere Informationen uber den mechanischen Aufbau entnehme man den entsprechenden Zeichnungen im Abschnitt F.3. Eine Vereinfachung der Montagebrucke, die den Szintillator halt, ist zur Zeit in Konstruktion. Nach dieser Abanderung wird es moglich sein, dieselben Szintillatorplatten sowohl in dem an Luft als auch indemimVakuum betriebenen Detektor zu verwenden. In diesem Zusammenhang ist derzeit auch einUmbau der Vakuumkammer in Arbeit, der es ermoglicht, die Platte ohne Ausbau der Kammer (wie am Prototypen noch erforderlich) von unten zu wechseln. An einer " Leiter\ zur Montage mehrerer Platten, die ein Auswechseln der Szintillatorplatte gestatten wurde ohne das Vakuum zu unterbrechen, wird ebenfalls gearbeitet. Bei der derzeitigen Ausbaustufe steht zum Verfahren lediglich eine Pre luftdurchfuhrung zur Verfugung, die nur zwischen zwei festen Positionen bewegt werden kann. Fur das Vakuum im FRS gelten besondere Anforderungen, da es sich unmittelbar an den SIS Beschleuniger anschlie t, in dem UHV-Bedingungen vorliegen. Zumindest bei einigen Experimenten ist der Verzicht auf das momentan noch am Eingang des FRS installierte dunne Ubergangsfenster, das die beiden Bereich mitunterschiedlicher Gute des Vakuums trennt, unerla lich. Aus diesem Grunde mussen alle im Vakuum installierten Einrichtungen am FRS auf Ihre dahingehende Tauglichkeit uberpruft werden. Fur diesen Nachweis wurde eine Szintillatorplatte (BC420) mit den Abmessungen 200 80 1mm 3 in einem Pumpstand unter Vakuumbedingungen getestet. Dabei wurde das Massenspektrum der ausgasenden Partikel aufgezeichnet und der Druckverlauf uber der Abpumpzeit aufgenommen, wie in Abb. A.4 dargestellt. Um den Ein u der Ober achenversiegelung zu untersuchen, wurde sowohl eine gereinigte, fabrikneue Platte als auch eine allseitig mit Aluminium bedampfte getestet. Die Massenspektren der Ausgasungsprodukte unterschieden sich nicht wesentlich, und auch der erzielbare Enddruck liegt bei beiden Testkorpern mit 4.9 10 ;9 mbar fur den unbedampften bzw. 5.5 10 ;9 mbar fur den bedampften Typ in der gleichen Gro enordnung. In der Anfangsphase des Abpumpens zeigt der bedampfte Szintillator bessere Resultate. Betrachtet man Zeiten uber 50 Stunden, so erzielt man mit dem unbedampften bessere Ergebnisse. Dies ist vermutlich auf Reste von Wasser in der porosen Aluminiumoxid-Schicht zuruckzufuhren. Die elektronische Bestuckung und die Verarbeitung der Signale des Detektors geschieht analog zu der der bisherigen Szintillationsdetektoren am FRS. Erste Ergebnisse aus einer Strahlzeit mit Sauersto bei 500 A MeV sind in den folgenden Abbildungen dargestellt. Es zeigte sich, da die Signalhohen der Photomultiplieranoden des Vakuum-Szintillators bei etwa gleicher Versorgungsspannung, d.h. vergleichbarer Verstarkung, sich nicht nennenswert von denen der Photomultiplier gleichen Typs im FRS-Standarddetektor SC41 unterscheiden. Dies ist insofern bemerkenswert, als es bedeutet, da die Ankopplung der Lichtleiter an den Szintillator im Vakuum uber den unvermeidbaren Spalt von ca. 5/10 mm nicht wesentlich schlechter sein kann als die uber optisches Fett, bzw. da andere Faktoren eine wichtigere Rolle 118
Abb. A.1 Seitenansicht des Aufbaues in der Mittelebene des FRS. Man erkennt den Einbau der Vakuumkammer fur den Szintillationsdetektor zwischen den beiden Vieldrahtkammern vor dem Abbremser und den Blenden strahlabwarts. 119
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1. Einleitung vertretbarem Aufwand
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2. Reaktionsmodelle Abb. 2.1 Die Pr
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2. Reaktionsmodelle 8 Abb. 2.2 Auf
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2. Reaktionsmodelle Zf�prob = Z +
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2. Reaktionsmodelle . Morrissey [My
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2. Reaktionsmodelle E > 1000 MeV Pr
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2. Reaktionsmodelle 18 Abb. 2.3 Ube
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3. Die Produktion und Separation Ei
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4. Die Experimente 26 Abb. 4.1 Lage
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4. Die Experimente 30 Abb. 4.3 (Obe
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4. Die Experimente Au osung. Wie in
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4. Die Experimente Abb. 4.5 Schema
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4. Die Experimente In den Randberei
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4. Die Experimente 4.3.2 Die Bestim
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4. Die Experimente 40 Abb. 4.9 Prod
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4. Die Experimente Abb. 4.10 Variat
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5. Die Identi zierung 56 Abb. 5.1 T
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5. Die Identi zierung 58 Abb. 5.3 P
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5. Die Identi zierung dE / Z2 v 2 /
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5. Die Identi zierung 66 Abb. 5.8 F
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Literaturverzeichnis [SuW93] K. Sum
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Literaturverzeichnis [WeG76] G.D. W
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Abbildungsverzeichnis 172 5.1 Trenn
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Abbildungsverzeichnis 174 B.17 Ener
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Tabellenverzeichnis 176 4.1 Paramet
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A. Tabellen 180 Fragmentations-Wirk
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C. Betriebsbedingungen der Photomul
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D. Der Leuchtdioden-Monitor D.1 Auf
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