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4. Die Experimente 40 Abb. 4.9 Produkt aus der durch die B%-Messung bestimmten Projektilgeschwindigkeit und der gemessenen Flugzeit als Funktion der Geschwindigkeit in der zweiten Stufe des FRS fur die Primarstrahlen 1.0 A GeV 197 Au(Oben), 0.8 A GeV 136 Xe (Mitte) sowie 1.0 A GeV 86 Kr (Unten). Die ( f )-Symbole stehen fur die zwischen den in Strahlrichtung jeweils linken Photomultipliern gemessenen Flugzeiten, (4) fur die entsprechenden Werte der rechten Photomultiplier.
Die Korrektur auf die Ionenoptik 4.3 Die Szintillatordetektoren am Fragmentseparator Die Flugzeit in der zweiten Sektion des FRS hangt stark von dem durchlaufenen Weg der Fragmente in der ionenoptischen Apparatur ab. Dieser wiederum ist abhangig von der Position und dem Winkel der Fragmente in der dispersiven Mittelebene. Aus diesem Grunde ist eine Korrektur besonders in den Fallen notwendig, bei denen die volle Akzeptanz des FRS ausgenutzt wurde. Eine Abschatzung kann mittels der Gro e der entsprechenden Matrixelemente, die in das ionenoptischen Transport Programm MOCADI [Sch87] eingehen, vorgenommen werden: Fur die Lange der Flugstrecke eines Kernes vom Mittelfokus (S2) zum Endfokus (S4) des FRS gilt in erster Ordnung in Richtung der Dispersion: h cm i lTOF�S2;S4 = lTOF�0 [cm]+(l� x)[cm]+(l� x) +(l� p) mrad l max TOF�S2;S4 = 3638:3[cm]+(;0:00001) xS2 [cm]+(0:68016) S2 = 3638:3+0:0001 + 7:9644028 + 0:49182 [cm] hcmi % h cm i +(0:32788) pS2 mrad hcmi % Die in Abb. 4.10 gezeigten Abhangigkeiten in der dazu senkrechten Richtung ergeben erst bei Betrachtung in hoherer Ordnung von Null verschiedene Werte. Der winkelabhangige Term in obiger Gleichung hat lediglich einen Ein u auf die erzielbare Au osung der Flugzeitmessung, der vom Ort (bzw. Impuls) abhangige Anteil geht direkt in die Eichung ein. Setzt man die Maximalwerte fur die ( ) Breiten der Orts- (x), Winkel- ( ) und Impulsverteilungen (p) im FRS ein, also x�S2 = 10 cm, �S4= �S2=V �S2;S4 = 15/1.281 mrad und p�S2 = 1.5 %, so ergeben sich die Werte in Glg. 4.7 und man erkennt, da die (berechnete) Abhangigkeit der Flugzeit von den Eintrittswinkelnindiezweite Stufe des FRS der dominante Faktor ist. Die relativeSchwankung = 0.232 %. der Lange der Flugstrecke betragt damit l l Fur die ionenoptische Einstellung wahrend der Messung mit 0.5 und 1.0 A GeV 40 Ar (RUN8) ist die Variation der Lange der Flugstrecke nach ionenoptischen Berechnungen mittels GICO [Wol90] unter verschiedenen Bedingungen in Abb. 4.10 dargestellt. Man erkennt, da die gro ten Abweichungen fur Winkel in Richtung der Dispersion (x) auftreten. Dies ist im Wesentlichen auf die Dipolfelder zuruckzufuhren. In der Richtung senkrecht dazu (y) ist dagegen der Ein u durch die Quadrupolfelder dominant. Bei einer Strecke von ca. 35 Metern ergibt sich bei einer Winkelanderung von 0 auf 15 mrad { entsprechend der maximalen Akzeptanz des FRS ( 15 mrad) { eine Weglangenanderung von 0.6% bezuglich der Sollbahnlange. Dies ist ein Wert, der fur Teilchen mit gro er Massenzahl nicht vernachlassigt werden kann. So betragt beispielsweise die Flugzeit von 220Th als Fragment aus der Reaktion 0.60-0.95 A GeV 238U + nat: Cu ca. 160 ns, Experimentell wurde eine Zeitau osung von t= 59.6 ps fur den Primarstrahl ermittelte. Daraus ergibt sich eine Unsicherheit in der Bestimmung der Geschwindigkeit von = 0.235 %. Der relative Unterschied der Flugzeiten der benachbarten Isotope 220Th und 221 t Th bezogen auf ihre mittlere Flugzeit betragt t = 0.126 %, die geforderte Massenau osung zur Trennung von Thorium-Isotopen berechnet man dagegen zu A A = 0.453 %. Man sieht also, da die Korrektur der Winkelabhangigkeit (0.6%) in diesem Falle unentbehrlich ist. Die Abhangigkeit der Flugzeit von den Winkeln der Fragmente in der dispersiven Mittelebene konnte experimentell bestatigt werden. Da in den meisten Fallen der Winkel in der Zentralebene wegen des storenden Ein u es der Vieldrahtkammern auf die ionenoptische Au osung (vergl. Abschnitt 4.3) nicht mitgemessen werden konnte, wurde hier die experimentell ermittelte Abhangigkeit der Flugzeit vom Winkel am Endfokus eingesetzt, um die Korrektur durchzufuhren. Dies ist in erster Ordnung bei achromatischer Einstellung am Fokus zulassig, da dann lediglich die konstante Winkelvergro erung V �S2;S4 die Winkel in der Mittelebene mit denen am Ausgang des FRS verknupft: S2 = S4=V �S2;S4� wobei die Konstante sich aus der entsprechenden Orts-Dispersion errechnen la t V �S2;S4 = ;1=DS2;S4: 41
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6.4.2 Die Anregungsenergieverteilun
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Abb. 6.13 6.4 Die Diskussion der Er
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6.4.3 Das N/Z-Verhaltnis. 6.4 Die D
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7.2 Die Korrekturen 7.2 Die Korrekt
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7.3 Die Probleme bei der Identi kat
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7.4 Die Diskussion der Ergebnisse B
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unerwunschter Fragmentationsprodukt
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Teil III Anhang
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B. Ein Flugzeitdetektor zur Untersu
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