Erste isochrone Massenmessung kurzlebiger Nuklide am ...

88 6. Datenauswertung und experimentelle Ergebnisse
130 keV. Dies liegt zum einen daran, dass hier nur zwei bekannte Kerne für den
χ 2 -Test benutzt werden, zum anderen ist es auch eine Folge der nicht optimalen
Kalibrationsbedingungen. So wird die Näherungsfunktion für die Massen auf der
einen Flanke lediglich von der 11 C Linie gestützt, da keine anderen Linien im
Spektrum zur Verfügung standen. Bei optimalen Bedingungen sollten zwei oder
mehr Kalibranten auf jeder Seite des zu untersuchenden Kerns liegen.
Die Nuklide 44 V und 45 Cr besitzen beide einen isomeren Zustand, der nicht aufgelöst
ist. In der Analyse der Daten wird die entsprechende Linie dem Grundzustand
des Nuklids zugeordnet. Es ist davon auszugehen, dass eine Mischung
beider Zustände oder nur das schwerere Isomer beobachtet wurde. In diesem Fall
würde das Ergebnis der Massenbestimmung zu hoch liegen. Im Gegensatz zu
anderen Kernen mit bekannten isomeren Zuständen (z.B. 44 Sc und 43 Ti) ist in
den aufgenommenen Daten für diese Nuklide keine Verbreiterung der betreffenden
Spektrallinien zu beobachten. Um eine mögliche Verfälschung der Ergebnisse
durch die isomeren Zustände zu berücksichtigen, wird daher die Anregungsenergie
asymmetrisch zu den Unsicherheiten addiert. Als Wert für die Anregungsenergie
von 44 V wurde der extrapolierte Wert aus [ABBW97] benutzt. Damit kann ein
zuverlässiges maximales Fehlerband angegeben werden.
6.4.5 Astrophysikalische Konsequenzen
Alle vier Nuklide, deren Masse in Rahmen dieser Arbeit erstmals gemessen wurden,
liegen auf dem Pfad des astrophysikalischen rp-Prozesses. Auf die Oberfläche
eines Neutronensterns in einem Doppelsternsystem fällt durch Akkretion eine
grosse Menge Material von dem anderen Stern. Das führt dann zu einem Explosionsszenario,
in dessen Verlauf die Kerne der schwereren Elemente in der Kruste
des Neutronensterns mit den in grosser Zahl vorhandenen Protonen fusionieren
[WW81,SAG + 98,SBCW99,KHAW99,SAB + 01]. So entstehen protonenreiche
Nuklide. Der β + -Zerfall tritt in Konkurrenz zu dem Protoneneinfang. Der genaue
Verlauf dieser Reaktionen bestimmt letztlich die Zusammensetzung der Neutronensternkruste
und damit beispielsweise die Entwicklung von Magnetfeldern und
die Möglichkeit der Emission von Gravitationswellen sowie Variationen in den
Helligkeitskurven solcher sogenannter x-ray bursts [SBCW99].
Oberhalb etwa Z =21spielen α-induzierte Reaktionen kaum noch eine Rolle,
und der rp-Prozess wird dominant, wie es auch in Abbildung 6.29 illustriert ist.
Die Reaktionssequenz von Z =21bis Z =28, in der die neu gemessenen Massen
liegen, ist die langsamste in der späteren Phase des x-ray bursts und bestimmt
daher in starkem Masse dessen Profil.