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B.6 Der Einsatz im Experiment
B.6 Der Einsatz im Experiment
Der in den vorangegangenen Kapiteln beschriebene Aufbau zur Messung der Niederenergiespaltung exotischer
Projektilfragmente wurde in einem Experiment im Dezember 1993 am Fragmentseparator unter realistischen
Bedingungen getestet. Abb. B.14 zeigt einen Uberblick uber den mechanischen Aufbau der Detektoren am Ende
des Fragmentseparators. In Tab. B.6 sind die Materiedicken aller Detektoren und sonstiger Einrichtungen im
Strahlengang des Fragmentseparators tabellarisch zusammengefa t.
Die Bestuckung der Flugzeitwand mit den in Abschnitt B.5 besprochenen Photomultipliern und die entsprechenden
Werte fur die Versorgungsspannungen und die Einstellung der Auslese-Elektronik sind in Tab. B.8
festgehalten. Wegen der teilweise schlechten Ankopplung der Laserdioden des Monitor-Pulsers an die Lichtleiter
der Szintillationsdetektoren schwankten die Anodensignale der Photomultiplier beim Testen mit diesem
Pulser zwischen 100 mV und 15 V, was wesentlich uber den festgestellten bauteilbedingten Schwankungen von
einem Faktor 2 (vergl. Abschnitt C) liegt. Aus diesem Grund konnten die vorab gewonnenen Informationen
uber den Verstarkungsgang der einzelnen Photomultiplier (vergl. Abb. C.3) nicht zur Einstellung gleichgro er
Verstarkung aller Rohren verwendet werden. Vielmehr mu te wahrend der Einstellphase des Experimentes jeder
einzelner Photomultiplier individuell anhand der angelegten Hochspannung auf Werte des Anodensignales um
5Volt eingeregelt werden.
In Abb. B.15 sind exemplarisch dieVerteilungen der Flugzeiten der der Spaltfragmente sowie der Ereignisse
ohne Spaltung jeweils ohne Korrektur auf die Ortsverteilungen fur das oberste Paddel Nr.1 und das mittlere
Paddel Nr.8 dargestellt.
Die elektronische Zeitau osung der Apparatur zur Bestimmung der Flugzeiten der Spaltfragmente nach dem
aktiven Target betrug danach im Mittel 76 ps bei einer Au osung von 25 ps/Kanal, wie man aus der Breite bzw.
dem Abstand der schmalen Pulserlinien entnimmt. Die Breite der Primarfragmentverteilung, die in Abb. B.15
deutlich als Peak erkennbar ist, betragt 26.54 Kanale, was ca. 663 ps entspricht. In diesen Wert gehen folgende
Beitrage ein:
. eine elektronische Au osung von 3.4 Kanalen, entsprechend 85 ps,
. die Winkelbreite des Strahles an S4 durch die Reaktion im Produktionstarget und die Aufstreuungen in
Materialien strahlaufwarts vor dem aktiven Target von = 2.6 mrad, entsprechend einer Ortsbreite von
x( )=1.5 cm am Ort des Flugzeitdetektors,
. Die Ortsbreite des Strahles an S4 von x( p)= 7.2 mm,
. das Winkelstraggling im aktiven Target von ca. 8.8 mrad als wesentlicher Beitrag zur Ortsverbreiterung
des Strahls mit einem Anteil von 5.1 cm Durchmesser auf 5.78 Meter Flugstrecke zwischen aktivem Target
und Flugzeitwand.
Faltet man diese Beitrage aus der gemessenen Breite heraus ergibt sich eine Zeitau osung von ca. 342.5 ps fur
den Fragmentstrahl (fur das Paddel Nr.8).
Fur den Primarstrahl 238 U mit einer Energie von ca. 600 A MeV hinter dem Degrader, ergibt sich bei einer
anderen Einstellung fur das Paddel Nr.8 eine Breite des Rohspektrums von 13.7 Kanalen entsprechend 342.5 ps.
Nach Abzug der verbreiternden E ekte erhalt man eine intrinsische Zeitau osung von (160 20)ps.
Abb. B.18 zeigt im oberen Teil den schematischen Aufbau des aktiven Targets (ATAR), im mittleren die mit
ihm gewonnenen Energieverlustspektren in den drei Sektionen dieser Ionisationskammer (1-3,3-5,5-7) und im
untersten die unter bestimmten Bedingungen auf diese Daten gemessenen Spektren des Energieverlustes in
der zweiten MUSIC uber der Flugzeit der Spaltfragmente zwischen dem Standard-Szintillator SC41 und der
Flugzeitwand (vergl. Abb. B.14).
Die Energieverlustspektren der drei Sektionen des aktiven Targets wurden alle unter der Bedingung eines Spaltereignisses
aufgenommen. Ihre dreifache Struktur la t sich auf folgende Weise interpretieren:
Der erste Peak im ersten Spektrum stellt Ereignisse dar, bei denen das primare Teilchen { mit der Kernladung
Z { bereits vor dem aktiven Target einer Spaltung unterworfen war. Wegen der geringeren Kernladungszahl
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