Erste isochrone Massenmessung kurzlebiger Nuklide am ...

Kapitel 4
Isochrone Massenmessung am ESR
Wie in Kapitel 1 dargestellt, sind insbesondere die Massen von Nukliden weitab
von der β-Stabilität bislang nicht experimentell bekannt. Jede Massenmessung
solcher exotischer Kerne ist prinzipiell mit zwei Hauptschwierigkeiten konfrontiert:
Schwierigkeiten die aus der kurzen Lebensdauer der zu untersuchenden
Kerne resultieren sowie aus deren geringen Produktionsquerschnitten. Die bisher
bekannten und diskutierten Verfahren haben den Nachteil, dass sie vorzugsweise
schnell oder empfindlich messen, aber nicht beide Bedingungen in einem Messverfahren
für kurzlebige Nuklide bei hinreichender Messgenauigkeit vereinigen.
Von den im vorigen Kapitel beschriebenen Techniken ist beispielsweise die Schottky
Massenspektrometrie sensitiv genug, um Messungen an einzelnen Teilchen
durchzuführen (siehe [Sch97,LAB + 01]). Allerdings wird dabei sowohl für die Elektronenkühlung
als auch für die Frequenzmessung mittels Schottkydiagnose jeweils
eine Zeit von einer Sekunde oder mehr benötigt. Daher ist diese Methode auf Nuklide
mit einer Lebensdauer von derzeit einigen Sekunde beschränkt.
Im Folgenden soll daher eine andere Methode zur präzisen Massenmessung am
ESR beschrieben werden, die sowohl ausreichend schnell ist, um Nuklide mit
Halbwertszeiten bis hinunter zu einigen µs zu erfassen, als auch sensitiv genug
ist, um mit wenigen Teilchen auszukommen.
4.1 Die Grundlagen der isochronen Massenmessung
am ESR
Bei einer isochronen Massenmessung wird die Flugzeit der Ionen in einem ionenoptischen
System bestimmt in dem die Ionenflugzeit nur von der Ionenmasse
jedoch nicht von der Ionenenergie abhängt. Im Falle der isochronen Massenbestimmung
im ESR der GSI werden die zu untersuchenden Kerne mittels Pro-
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