Dynamik ultrakalter Neutronen im Gravitationsfeld der Erde

3.4 Der hochauflösende Spurdetektor 37• Die Aufweitung der Spuren durch die Einwirkung der Natronlauge sollte nicht zugering sein, um eine Trennung zwischen tatsächlichen Spuren und Defekten imPolymer für eine automatische Detektion mit dem Mikroskop zu ermöglichen. Alsguter Wert stellte sich eine Ätzzeit von 6h heraus. Mit Tabelle 3.1 ergibt sichd b = v b · 6h = 0.6µm (3.10)für die Dicke d b der abgeätzten Schicht von der Oberfläche. Gleichzeitig wurde derDurchmesser D der Spuren dabei auf ≈ 1.5µm geweitet. Die Ätzgeschwindigkeitfür die Oberfläche des Polymers v b und für die Spuren v tr ist also unterschiedlich.Genaueres zu diesem Thema findet sich auch in [Nah04].• Die tatsächlichen Spuren im Polymer sollten gut von anderen Defekten und Schmutzunterscheidbar sein, jedoch verringert eine zu starke Vergrößerung der Spuren dieOrtsauflösung des Detektors.In den Testmessungen wurde der Zusammenhang zwischen dem mittleren Durchmesser Dder Spuren und der Ätzzeit t untersucht. Ein zumindest phenomänologischer Zusammenhangzwischen D und t kann für spätere Messungen die Wahl der Parameter erleichternund es kann im Vorfeld abgeschätzt werden, welche Spurdurchmesser nach einer gewissenÄtzzeit zu erwarten sind.Zu diesem Zweck wurden mehrere Detektoren am UCN-Strahlplatz des ILL mit Neutronenbelichtet. Zwei dieser Detektoren („TM5“,“TI12“) wurden anschließend stufenweise in25-prozentiger Natronlauge behandelt und jeweils ein Bildausschnitt (5 × 5 Bilder) jederÄtzstufe aufgezeichnet.In Abbildung 3.8 sind exemplarisch vier Ätzstufen für den Detektor „TM5“ abgebildet.Es ist immer der selbe Bildausschnitt zu sehen.Die Ergebnisse der Messungen zeigt Abbildung 3.9. Die Durchmesser mehrerer Spurenwurde nach den Ätzstufen {3,4,5,6,9,12}h unter dem Mikroskop vermessen undanschließend über die Einzelergebnisse gemittelt. In erster Näherung kann ein linearerZusammenhang Im untersuchten Bereich zwischen t = 3h und t = 12hD(t) = v tr · t[h] + b, (3.11)Parameterv trbFit-Ergebnis0.25 ± 0.01µm/h0.028 ± 0.008µmzwischen dem Durchmesser der Spuren und der Ätzzeit angenommen werden. Bei einerÄtzzeit von 6h ergibt sich somit ein Durchmesser vonD = 1.53µm (3.12)der zu detektierenden Spuren. Dies stellt einen sinnvollen Kompromiss zwischen Reduktionder Orstauflösung und der korrekten Identifikation der Spuren durch die automatischeAuslese des Mikroskops dar. Die Spuren haben dann eine Form, wie sie im rechten, oberenBildausschnitt der Abbildung 3.8 zu sehen ist.