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