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6. Die Produktionswirkungsquerschnitte
Ladungszustande des Fragments
Bei hohen Energien sind die Kerne hinter dem Target zu einem hohen Anteil vollstandig ionisiert. Insbesondere
bei Kernen mit hoher Kernladung treten jedoch zunehmend Umladungen auf, so da z.B. bei Gold nach dem
Abbremser bei einer Energie von ca. 900 A MeV nur noch etwa 75% der Ionen vollstandig ionisiert sind.
Wertet man lediglich die vollstandig ionisierten Isotope durch Auszahlen in den Ortsverteilungen an S2 und S4
(z.B. Abb. 5.1) oder entsprechenden Spektren nach vollstandiger kinematischer Analyse (z.B. Abb. 5.7) aus,
so mussen die so bestimmten Werte fur die Fragmentausbeuten n0 auf den relativen Anteil der am Endfokus
auftretenden nicht vollstandig ionisierten Kerne q korrigiert werden.
n0 = 1
"q
Zur Korrektur der experimentellen Wirkungsquerschnitte aus dem Xenon und Gold Experiment wurden die
Daten mittles entsprechender Faktoren aus Rechnungen nach Stohlker [StG91a] korrigiert. Die Gultigkeit dieses
Ansatzes wurde fur viele Projektile durch Messungen der relativen Hau gkeiten der Ladungszustande der
Primarstrahlen bei verschiedenen Energien und Targets unterschiedlicher Dicke [MaG94, ScG94b]veri ziert.
Dazu wurden die entsprechenden Ortsverteilungen direkt hinter dem ersten Dipol des Fragmentseparators mit
einer Vieldrahtkammer aufgenommen. Diese Korrektur wurde im Falle der Krypton-Daten wegen des geringeren
zeitlichen Aufwandes und der relativ geringeren Gro e der Korrektur mit dem einfacheren Dreizustandsmodell
[Bro94] vorgenommen. Dessen Vorhersagen stimmen mit denen des ausgefeilteren Modelles im Rahmen der
experimentellen Fehler von einigen Prozent gutuberein. Die gute Ubereinstimmung der gemessenen Daten mit
den Modellrechnungen zeigt, da die Transmissionsverluste infolge von nicht vollstandig ionisierten Kernen mit
einer Genauigkeit von wenigen Prozent angegeben werden konnen.
Mehrfach- und Sekundarreaktionen in Target und Degrader
Ein Teil der im Target produzierten Fragmente erfahrt durch Sekundarreaktionen sowohl im Target selbst, als
auch in den weiteren Materieschichten im Strahl, einen weiteren Nukleonenverlust, wodurch der betrachtete
Reaktionskanal entvolkert wird. Fur die Bestimmung des Fragmentations-Wirkungsquerschnittes mu dieser
Anteil an Sekundarreaktionen "secr berucksichtigt werden.
n0 = 1
"secr
Die im Target erzeugten Projektilfragmente konnen innerhalb des selben Targets ein zweites Mal fragmentieren
wodurch, ein Teil der ursprunglich erzeugten Fragmente verloren geht. Diese Sekundarreaktionen erfolgen
entweder durch Kernreaktionen oder durch elektromagnetische Dissoziation (EMD). Der Anteil der Kernreaktionen
kann mittels der semiempirischen Beziehung fur den totalen nuklearen Reaktionswirkungsquerschnitt
nach Kox [KoG85] abgeschatzt werden (Glg. 2.16).
Sekundareaktionen konnen jedoch auch zu einer Bevolkerung der betrachteten Kanale fuhren. So kann z.B. ein
2-Neutronen-Verlustkanal direkt durch eine einzige Reaktion im Target bevolkert werden oder aber durch zwei
aufeinander folgende Reaktionen mit dem Verlust jeweils eines Neutrons. Je weiter ein Fragment vom Projektil
entfernt ist, desto mehr Moglichkeiten gibt es, diesen Kanal durch Sekundarreaktionen zu erreichen. Rechnungen
zeigen allerdings, da der so erzeugte Anteil der Fragmente bei den hier betrachtete Experimenten kleiner als
ein Promille ist und somit vernachlassigt werden kann.
Durch die elektromagnetische Wechselwirkung mit Targetkernen konnen die Projektile so hoch angeregt werden,
da dies zur Abdampfung von Nukleonen fuhrt. Dieser Proze der elektromagnetischen Dissoziation (EMD)
mu ebenfalls in die Korrektur der Wirkungsquerschnitte sowohl der primar erzeugten Fragmente als auch der
Verlustraten durch Sekundar{ und Mehrfachreaktionen eingehen (Glg. 2.2).
80
n1
n1
(6.8)
(6.9)