Praktikum am ” GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung ...

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