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6. Die Produktionswirkungsquerschnitte
6.2.2 Die Bestimmung des Strahlstromes
Zur Bestimmung der absoluten Fragmentations-Wirkungsquerschnitte mu eine Normierung der am Ausgang
des Fragmentseparators gemessenen Fragmentrate auf die Anzahl der Teilchen im Primarstrahl vor dem Target
vorgenommen werden. Da der auf das Target tre ende Strom standigen Schwankungen unterworfen ist, ist es
notwendig, ihn wahrend eines Experimentes kontinuierlich miteinemTransmissionzahler zu messen.
Damit die bei der Strommessung unvermeidliche Beein ussung der Strahleigenschaften moglichst gering gehalten
wird, ist fur einen solchen Detektor eine geringe Dicke und eine gute Homogenitat gefordert. Au erdem
mu der Detektor auch zur Messung hoher Strahlstrome bis uber 10 10 Teilchen pro Sekunde geeignet sein.
Diese Eigenschaften erfullt der am FRS zum Einsatz kommende Sekundar-Elektronen-Transmissions-Monitor
(SEETRAM) [Zie92].
Die hochenergetischen Schwerionen passieren in ihm drei Aluminiumfolien, die eine Massenbelegung von insgesamt
8.9 mg/cm 2 besitzen. Gemessen wird die aus der mittleren Signalfolie durch den Ionendurchgang ausgeloste
Sekundarelektronenladung, die zu den au eren Fensterfolien abgesaugt wird. Sie ist proportional zur Zahl der
Projektile. Die Bestimmung der Proportionalitatskonstanten wird am FRS durch die Zahlung der Teilchen mit
einem Szintillationsdetektor bei gleichzeitiger Messung des Sekundarelektronenstromes vorgenommen.
Szintillationsdetektoren haben zwar eine nahezu hundertprozentige Ansprechwahrscheinlichkeit, eignen sich jedochunter
den am FRS vorliegenden Bedingungen nicht ohne weiteres zum Messen hoher Strahlintensitaten. Die
gro e Lichtmenge, die beim Durchtritt schwerer Ionen im Szintillatormaterial erzeugt wird, fuhrt zu einem zu
hohen Strom entlang der Photomultiplier-Dynoden, so da die an diese angelegte Spannung und damit die Ansprechwahrscheinlichkeit
abfallt, wenn sie nicht nachgeregelt wird. Daruber hinaus fuhren hohe Teilchenstrome
zu einer irreversiblen Schadigung des Szintillatormaterials, was sich in einigen Fallen auch in einer Verringerung
der Lichtausbeute ausdrucken kann [Roh94]. Die bislang festgestellten Schadigungen fuhren jedoch nicht
zu einem Verlust an Nachweise zienz, was besonders im Hinblick auf die im folgenden Abschnitt beschriebene
Eichung des Primarstromes wichtig ist.
Die Eichung mit dem Szintillationsdetektor
Zur Eichung des SEETRAMs werden bei unterschiedlichen Primarstrahlintensitaten die Zahlraten an SEE-
TRAM und Szintillator gemessen. Tragt man beide gegeneinander auf (vergl. Abb. 6.2), so stellt man fest, da
die Eichkurve anfangs linear ist, bei hoher Zahlrate wird jedoch ein Sattigungswert erreicht. Dies ergibt sich
aus dem hohen Querstrom am Spannungsteiler des Photomultipliers und am " pile-up\ der Szintillator-Impulse.
Aus der Steigung der Eichkurve im linearen Bereich ergibt sich dann die Anzahl der Projektile pro SEETRAM-
Puls, d.h. der gesuchte Eichfaktor. Besonderes Augenmerk wurde auf die vom Szintillationsdetektor registrierten
Zahlraten gelegt. Hier war es { besonders bei hohen Teilchenstromen im Puls { notwendig, eine Korrektur auf
den durch das in den Strahlpausen nicht genugend abgeklungene Rauschen und die damit verbundene Dunkelzahlrate
vorzunehmen. Bei den SEETRAM-Eichungmessungen fur 238 U bei 600,750 und 950 A MeV wurde
nicht auf eine Nachregelung der Versorgungsspannung an den Photomultiplierdynoden geachtet, sondern ein
konstanter Wert von -800 V angelegt. In der Folge sattigte das Szintillatorsignal bereits bei geringen Strahlintensitaten,
weshalb die Eichkurve mit wachsender Strahlintesitat zunehmend vom linearen Verlauf abweicht. Bei
einer Strahlenergie von 850 A MeV wurde demgegenuber besonderes Augenmerk auf die korrekte Einstellung
der Photomultiplierspannung gelegt� in Abb. 6.4 ist die zugehorige Eichkurve, zusammen mit den Ergebnissen
anderer Strahlsorten, aufgetragen. Der weitgehend lineare Verlauf verdeutlicht die Wichtigkeit einer solchen
Ma nahme.
Um systematische Unterschiede in den Prozeduren und entsprechende Fehler zu vermeiden, mu die Auswertung
der Eichspektren auf dieselbe Art erfolgen wie die Analyse der experimentellen Daten zur Isotopenproduktion.
Besonderes Augenmerk mu dabei auf die zu manchen Zeiten auftretenden negativen Zahlerstande gelegt
werden. Sie treten hauptsachlich dann auf, wenn der CAMAC-Zahler gleichzeitig hochgezahlt als auch ausgelesen
wird. Die so gemessene Intensitat ist unsinnig und das entsprechende Zeitintervall mu von der Analyse
ausgeschlossen werden.
Deruber hinaus kann es in einigen Fallen zu plotzlich und kurzfristig sehr hohen Zahlraten kommen, wenn
z.B. die zur Intensitatsanpassung benutzte Einstellung der TK9-Gruppe im Transferkanal zwischen UNILAC
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