Institut f ur Kernphysik Technische Hochschule ... - GSI WWW-WIN
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5.2 Die kinematische Rekonstruktion<br />
5.2.1 Die E {B%{TOF-Methode<br />
5.2 Die kinematische Rekonstruktion<br />
Wie bereits gezeigt, reicht die raumliche Trennung der Fragmente d<strong>ur</strong>ch die magnetische Ablenkung { d.h. die<br />
Anwendung der B%{ E{B%-Methode wie sie oben beschrieben w<strong>ur</strong>de { in einigen Fallen nicht aus. Speziell<br />
wenn Fragmente separiert werden sollen, die wesentlich leichter sind als das Projektil, verschlechtert sich die<br />
Selektion uber die erste Stufe d<strong>ur</strong>ch die gro e Impulsbreite der Fragmente infolge der nuklearen Reaktion im<br />
Target [Gol74]. In jedem Fall wird die Ortsverteilung noch zusatzlich d<strong>ur</strong>ch die Energieverlustbreite infolge der<br />
Dicke des Produktionstargets verbreitert. Die Ortsverteilungen benachbarter Kerne mit gleicher Kernladungszahl<br />
uberlappen. Mehrdeutigkeiten in der magnetischen Analyse treten auch dannauf,wenn die Fragmentationsprodukte<br />
nicht vollstandig ionisiert vorliegen. Diese Fragmente tauchen dann an anderen Positionen auf als<br />
die vollig nackten mit der gleichen Kernladung und -masse. Sekundarreaktionen im Degradermaterial oder in<br />
den Detektoren fuhren au erdem zu einem kontinuierlichen Untergrund. In allen diesen Fallen kann die Analyse<br />
erheblich verbessert werden, wenn man die Geschwindigkeit der Sekundarstrahlteilchen mit aufnimmt. Dies<br />
ero net die Moglichkeit, die verschiedenen Prozesse voneinander zu unterscheiden.<br />
In einigen Experimenten, bei denen keinodern<strong>ur</strong> ein sehr dunner Degrader Verwendung ndet (z.B. [BrC92,<br />
BeC94]), werden viele verschiedene Fragmente mit ahnlichem A/Z-Verhaltnis gleichzeitig d<strong>ur</strong>ch den FRS gelassen.<br />
Dies ist insbesondere vorteilhaft f<strong>ur</strong> die Bestimmung von Produktionswirkungsquerschnitten von Kernen<br />
ganzer Isotopenketten, man kann so die gesamte Akzeptanz des FRS zu nutzen und mehrere Isotope in einer<br />
Einstellung auszuwerten. Die Messung der Flugzeit und des spezi schen Energieverlustes, d.h. die Anwendung<br />
der E {B%{TOF-Methode bzw. der B%{ E{B%+TOF-Methode wird dann allerdings unentbehrlich.<br />
Bei der Anwendung der kinematischen Analyse ist es vor allem wichtig, da die gewonnenen komplementaren<br />
Informationen zueinander passen. Das hei t, da sie die Ionen im gleichen Zustand (bezuglich Energie und<br />
atomarer Ladung) beschreiben. Aus diesem Grunde wird diese Messung der Flugzeit zusammen mit der Bestimmung<br />
der magnetischen Stei gkeit uber die Ortsmessungen vor und hinter der zweiten Stufe des FRS<br />
vorgenommen. W<strong>ur</strong>de man die Kerne nach der magnetischen Separation in der zweiten Stufe des FRS, aber<br />
nochvor der Bestimmung der Zeiten d<strong>ur</strong>ch den Stopp-Detektor der Flugzeitmessung stark abbremsen, so w<strong>ur</strong>den<br />
die Informationen aus den Orts- und der Flugzeitmessung nicht mehr zusammenpassen.<br />
F<strong>ur</strong> den Zusammenhang zwischen Flugzeit (TOF), Geschwindigkeit ( ) und z<strong>ur</strong>uckgelegtem Weg (L) gilt die<br />
Beziehung:<br />
TOF = L<br />
c<br />
Die Messung der Flugzeit uber der Strecke von S2 nach S4, d.h. von der Mittelebene zum Endfokus des Fragmentseparators,<br />
ermoglicht eine isotopenreine Bestimmung der beobachteten Projektilfragmente uber die kinematische<br />
Rekonstruktion der Reaktion im Target. Im Falle leichter Strahlen kann d<strong>ur</strong>ch die Messung des<br />
Energieverlustes in der Ionisationskammer und der Flugzeit der Fragmente in der zweiten Stufe des FRS eine<br />
in Bezug auf die rein ionenoptische Separation mittels der B%{ E{B%-Methode redundante Identi zierung der<br />
Fragmente des Sekundarstrahles erfolgen.<br />
Bei einer Auftragung des Energieverlustes in der MUSIC bzw. in den Szintillatoren gegen die Flugzeit in der<br />
zweiten Stufe erhalt man Trennungslinien nach Glg.3.1 und 5.2:<br />
und nach Glg. 3.2<br />
TOF = L<br />
c<br />
s A<br />
Q<br />
1<br />
(B %)2<br />
2<br />
+1 / A<br />
Z<br />
(5.2)<br />
(5.3)<br />
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