Institut f ur Kernphysik Technische Hochschule ... - GSI WWW-WIN

5. Die Identi zierung
Eines der Hauptziele der vorliegenden Arbeit ist es, die Anwendbarkeit verschiedener Methoden zur Identi zierung
und Selektion der am FRS erzeugten Sekundarstrahlen zu untersuchen. Aus diesem Grunde soll in den
folgenden Abschnitten auf die Trennung der produzierten Isotope mittels dreier Verfahren eingegangen werden:
Die B%{ E{B%-Methode nutzt die rein ionenoptische Separation durch die Messung der magnetischen Stei gkeiten
(B%) 1�2 der Fragmente mit dem Fragmentseparator und des Energieverlustes E in einem Abbremser in
seiner dispersiven Mittelebene. Mi t man zusatzlich die Flugzeit TOF in der zweiten Separatorstufe, so kann
man durch Anwendung der B%{ E{B%+TOF-Methode Unzulanglichkeiten in der rein ionenoptischen Trennung
ausgleichen. Bei Strahlen, die vollstandig ionisiert vorliegen, liefert die E {B%{TOF-Methode durch die Bestimmung
des spezi schen Energieverlustes E* in einer Ionisationskammer oder einem Szintillationsdetektor,
der magnetischen Stei gkeit (B%) 2 x in der zweiten Separatorstufe und der Flugzeit bezuglich der beiden anderen
Techniken redundante Informationen. Daruber hinaus gibt es noch die hier nicht betrachtete Moglichkeit einer
Selektion und Identi zierung uber eine Reichweitenmessung.
5.1 Die ionenoptische Separation { B%{ E{B%-Methode
Der Zusammenhang zwischen der relativen Abweichung der magnetischen Stei gkeit (B%) von ihrem Wert
auf der Sollbahn (B%) 0 und dem Ort x in Richtung der magnetischen Ablenkung nach Glg. 4.2 bildet die
Grundlage der B%{ E{B%-Methode zur ionenoptischen Separation von Projektilfragmenten nach der PFIS-
Methode [DuD86a, ScH87]. Um den Fragmentseparator auf ein spezielles Isotop einzustellen, mussen dabei im
Idealfall nur die Positionen in der Mittelebene (S2) und am Ausgang (S4) des Separators gemessen werden.
Durch das Ausblenden des Strahles durch gleichzeitiges Setzen von (aktiven) Schlitzen in diesen beiden Ebenen
la t sich ein isotopenreiner Strahl praparieren. Abb. 5.1 zeigt die raumliche Trennung der Fragmente eines
1.0 A GeV 197 Au Strahles� der Separator war hier (achromatisch) auf 193 Au, 188 Pt bzw. 182 Pt eingestellt. In allen
Fallen wurde ein Produktionstarget aus Aluminium mit einer Massenbelegung von (1450 9) mg/cm 2 verwendet.
Der Primarstrahl 197 Au mit seinen Ionenladungszustanden 79 + and 78 + ,wurde{obwohl seine magnetische
Stei gkeit nahe an der des Sollfragmentes liegt { durch horizontale Blenden hinter dem ersten Dipol komplett unterdruckt.
Abb. 5.1 demonstriert die hervorragenden Trenneigenschaften des Impulverlust-Achromaten [ScH87]
bei hohen, relativistischen Energien. Da in diesem Falle die Impulsbreite der (projektilnahen) Fragmente klein
ist verglichen mit ihrem hohen mittleren Impuls, sind alle diese Isotope gut voneinader getrennt. Bereits im
Falle einer Einstellung auf 182 Pt, wie in Abb. 5.1 gezeigt, reicht die zweidimensionale Ortsmessung nicht aus,
um Isotope mit gleicher Kernladung vollstandig zu trennen. Wegen der Impulsbreite der Fragmente durch die
nukleare Reaktion im Target uberlappen die Ortsverteilungen bereits bei der Einstellung auf 188 Pt, und die
Fragmente konnen nicht mehr gut getrennt werden. Ganz unmoglich ist dies im Falle von 182 Pt.
Die erzielte mittlere Massenau osung bei einer Masse A, die aus den Breiten b bzw. Abstanden d der gezeigten
angepa ten Gau verteilungen der Positionen extrahiert wurde
A
A =0:5 (dA+1 + dA;1)
bA
ergab einen Wert von ( A
A ) 0.56 0.05 und 0.61 0.07 fur 193 Au bzw. 188 Pt.
(5.1)
55