Praktikum am ” GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung ...
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<strong>Praktikum</strong>sbericht <strong>GSI</strong><br />
FAIR Synchrotrons<br />
Gesellschaft <strong>für</strong> <strong>Schwerionenforschung</strong><br />
Planckstr. 1<br />
D-64291 Darmstadt<br />
die <strong>für</strong> Experimente besser genutzt werden können, als einzelne Teilchen. Nach dem<br />
Durchlaufen der i-ten Röhre haben die Teilchen so eine Energie von<br />
W = i ∗ q ∗ U0 ∗ sin (ω ∗ t).<br />
Möchte man jedoch hier sehr hohe Energien erreichen, so nähme der LINAC recht<br />
schnell eine große Länge an. Daher bieten sich Kreisbeschleuniger an, wodurch die<br />
Teilchen dieselbe Stelle mehrmals durchlaufen könnten, und so auf minimalem Raum<br />
hohe Energien erreichen. Ein einfaches Beispiel <strong>für</strong> einen Kreisbeschleuniger ist das<br />
Zyklotron.<br />
Da der Bewegungsradius sich bei konstantem Magnetfeld aber proportional zur Energie<br />
verhält nach der Formel<br />
R = W<br />
ecB ,<br />
würde man <strong>für</strong> relativistische Energien wieder eine sehr große Maschine benötigen.<br />
Abhilfe schafft hier das Synchrotron (Grafik 16). Es ist nicht ganz Kreisförmig, sondern<br />
besteht aus mehreren linearen Strecken, die dann per Kreisbögen miteinander<br />
verbunden sind. Die Beschleunigung erfolgt, wie auch bestimmte Messungen etc., nur<br />
auf den Geraden, während in den Kurven große Umlenkmagnete eingefügt sind, die ihr<br />
Magnetfeld proportional zur Teilchenenergie hochfahren.<br />
8 Strahlung<br />
Strahlung bezeichnet im Allgemeinen sowohl die Ausbreitung von Teilchen (Korpolarstrahlung)<br />
als auch von Wellen (Wellenstrahlung). Beide sind gerichtet und transportieren<br />
einerseits Energie und Impuls, andererseits auch andere Eigenschaften, die die<br />
Strahlungsteilchen besitzen, wie z.B. Masse, Ladung, etc. Unterteilbar ist die Strahlung<br />
in ionisierende und nichtionisierende Strahlung. Die ionisierende Strahlung ist in der<br />
Lage, Elektronen aus der Hülle von Atomen oder Molekülen zu entfernen, sodass ein<br />
Ion zurückbleibt, die nichtionisierende Strahlung ist dementsprechend nicht dazu in er<br />
Lage.<br />
In der Beschleunigerphysik sind vornehmlich 4 verschiedene Strahlungsarten von Bedeutung:<br />
1. α-Strahlung<br />
2. β-Strahlung<br />
3. γ-Strahlung<br />
4. Neutronenstrahlung.<br />
Diese sollen im Folgenden erklärt werden.<br />
8.1 Die α-Strahlung<br />
α-Strahlung gehört zu ionisierenden Strahlung. Als α-Strahler wird ein Stoff bezeichnet,<br />
der beim radioatkivem Zerfall α-Teilchen abspaltet. Als α-Teilchen wird ein Helium-<br />
Kern bezeichnet ( 4 2 He2+ ). Die Standardzerfallsgleichung lautet<br />
A A−4<br />
ZX −→ Z−2Y + 4 2He + ∆W.<br />
31. July 2009 9