Erste isochrone Massenmessung kurzlebiger Nuklide am ...
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8 2. Erzeugung und Separation von exotischen Kernen<br />
tronenreicher mittelschwerer <strong>Nuklide</strong> geeignet.<br />
In beiden Fällen verlassen die exotischen Kerne das Target mit vergleichsweise<br />
hohen kinetischen Energien von einigen hundert MeV pro Nukleon und in einem<br />
entsprechend hoch ionisierten Zustand. Somit ist keine weitere Ionisierung<br />
notwendig und es steht direkt hinter dem Target ein Strahl exotischer <strong>Nuklide</strong><br />
zur Verfügung. Dieser enthält in der Regel noch eine Vielzahl unterschiedlicher<br />
<strong>Nuklide</strong>, welche dann häufig in einem magnetischen Separator voneinander getrennt<br />
werden. Um eine isotopenreine Trennung zu erzielen, wird zusätzlich der<br />
Energieverlust solcher Strahlen in Materie als ordnungszahlabhängiges Separationskriterium<br />
genutzt.<br />
Die Separationszeit ist durch die Flugzeit im Separator bestimmt und liegt in der<br />
Grössenordnung von Mikrosekunden.<br />
2.3 Die GSI-Beschleunigeranlagen und der Fragmentseparator<br />
An der Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) in Darmstadt können Ionen<br />
der meisten chemischen Elemente bis zum Uran in dem Linearbeschleuniger UNI-<br />
LAC auf etwa 10 MeV pro Nukleon beschleunigt werden. Dieser Strahl kann dann<br />
in das Schwerionensynchrotron SIS [BBFP85] (siehe Abb. 2.3) transferiert und<br />
dort auf kinetische Energien von einigen Hundert MeV pro Nukleon beschleunigt<br />
werden. Die Obergrenze der erreichbaren Energie ist durch die maximale magnetische<br />
Steifigkeit von 18 Tm gegeben. Beispielsweise kann 238 U 73+ auf etwa ein<br />
GeV/u beschleunigt werden. Leichtere neutronenarme und voll ionisierte Ionen<br />
(z. B. Neon) können auf bis zu etwa 2 GeV/u beschleunigt werden. Anschliessend<br />
werden die Teilchen extrahiert und zu verschiedenen Experimentaufbauten gelenkt.<br />
Zu diesen zählen beispielsweise die Spektrometer KAOS [SAB + 93, DU01]<br />
und ALADIN/LAND [lan01], aber auch der Bestrahlungsplatz der neu entwickelten<br />
Tumortherapie mit Schwerionen [KBB + 91,KW01] und der Experimentierspeicherring<br />
ESR [Fra87] (siehe Abbildung 2.3).<br />
Zur Erzeugung von Sekundärstrahlen exotischer <strong>Nuklide</strong> wird der Primärstrahl<br />
vom SIS auf ein Produktionstarget <strong>am</strong> Eingang des Fragmentseparators (siehe<br />
Abbildung 2.3) fokussiert.<br />
2.3.1 Produktion und Separation exotischer <strong>Nuklide</strong> <strong>am</strong><br />
Fragmentseparator FRS<br />
Der FRS [GAB + 92] ist ein transversal dispersives Magnetspektrometer für relativistische<br />
Schwerionen. Relativistische Primärstrahlen mit Teilchenenergien von
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