Erste isochrone Massenmessung kurzlebiger Nuklide am ...

Kapitel 3
Methoden zur Massenmessung
An dieser Stelle sollen verschiedene Verfahren vorgestellt werden, die zur Massenmessung
exotischer Nuklide verwendet werden.
3.1 Massenbestimmung durch Q-Wert Messungen
Eine der klassischen Methoden der Massenbestimmung besteht darin, den Q-
Wert einer Reaktion oder eines radioaktiven Zerfalls zu messen, an der das zu
untersuchende Nuklid beteiligt ist. Voraussetzung ist natürlich, dass die Massen
aller beteiligten Teilchen bis auf das zu untersuchende Nuklid bekannt sind.
Messungen des Q-Wertes von Transferreaktionen bei niedriger Energie, bei denen
meist einige wenige Nukleonen ausgetauscht werden, zeichnen sich durch eine
hohe Präzision bis zu wenigen keV aus. Leider konnten bisher auf diese Weise im
wesentlichen nur Messungen an relativ leichten Ionen vorgenommen werden.
Eine häufig verwendete Methode ist die Messung des Q-Werts des β-Zerfalls.
Diese ist auf einen großen Teil der radioaktiven Nuklide anwendbar. Die Problematik
liegt hier in der Bestimmung des β-Endpunkts, der eigentlich immer
durch Extrapolation bestimmt werden muss (siehe Abbildung 3.1 und beispielsweise
[Bre01,TBZ + 01]). Weiterhin kann der Zerfall zu einem angeregten Zustand
des Tochterkerns führen. In diesen Fällen können zusätzlich γ-Detektoren eingesetzt
werden, um aus der Summe der Messungen den korrekten Q-Wert zu
erhalten (siehe [Bre01,TBZ + 01]). In jedem Fall muss das Zerfallsschema bekannt
sein. Für exotische Nuklide weitab der Stabilität ist oft dieses Zerfallsschema
nur unzulänglich untersucht. Daher sind solche Messungen an Kernen mit kleinen
Produktionsraten äußerst schwierig. Die erzielbare Präzision kann von etwa
10 keV bis zu 1 MeV reichen.
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