Göttingen 1997 – wissenschaftliches Programm
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HK: Hadronen und Kerne
HK 9: Beschleuniger
HK 9.5: Gruppenbericht
Montag, 24. März 1997, 15:30–16:00, HS K
Spaltfragmentbeschleuniger am FRM-II — •Ulli Köster1, Till von Egidy1, Herbert Faust2, Thomas Friedrichs2,3, Martin Groß2, Dieter Habs4, Günther Hinderer1, Oliver Kester4, Paul Kienle1, Hans-Joachim Körner1, H.J. Maier4, Erich Steichele1 und Peter Thirolf4 — 1Technische Universität München, D-85748 Garching — 2Institut Laue Langevin, F-38042 Grenoble — 3Technische Universität Braunschweig, D-38106 Braunschweig — 4Ludwig Maximilians Universität, D-85748 Garching
Am neuen Forschungsreaktor in München (FRM-II) ist ein Beschleuniger für Spaltfragmente geplant [1]. Die sehr hohen Strahlintensitäten neutronenreicher Isotope aus der Kernspaltung (Massen zwischen 70 und 160) bieten optimale Voraussetzungen zur Fusion superschwerer Elemente. Dazu muß von der Produktion bis zur Detektion jeder einzelne Schritt auf höchste Effizienz optimiert werden. In einem durchgehenden Strahlrohr des FRM-II soll ein Target installiert werden, das bei einem Neutronenfluß von 1.5 · 1014 cm−2 s−1 und einem Gehalt von etwa 1 g 235U über 1014 Spaltungen pro Sekunde liefert [2]. Spaltprodukte, die die Austrittsöffnung des Targetbehälters erreichen, werden einfach positiv ionisiert (Oberflächenionisation, resonante Laserionisation, …) und elektrostatisch auf etwa 10 bis 40 keV beschleunigt. Nach der Separation der gewünschten Masse werden die Ionen gestoppt, gebuncht und auf hohe Ladungszustände gebracht. Die hochgeladenen Ionen (A/q ≈ 5) werden dann mit einem Linearbeschleuniger (RFQ und IH-Struktur) auf Energien nahe der Coulombschwelle beschleunigt und auf ein Target geschossen. Dort kann einerseits mit einem Cluster von Germanium-Detektoren (MINIBALL) die Struktur sehr neutronenreicher Kerne bei verschiedenen Reaktionen untersucht werden, andererseits können die Reaktionsprodukte mit einem Rückstoßseparator abgetrennt werden. Dieser besteht aus einem Wien-Filter und einem anschliessenden IGISOL System, um den Primärstrahl maximal zu unterdrücken und die raren Fusionsprodukte effizient zu separieren [3]. Man erwartet, daß die produzierten superschweren Elemente dank ihres Neutronenreichtums Lebensdauern von Sekunden und länger haben, was eine Vielzahl von Experimenten ermöglicht: Untersuchung des chemischen Verhaltens, präzise Massenmessungen in einer Penning-Falle, Laserspektroskopie, Röntgenspektroskopie, etc.
[1] Dieter Habs et al., Nucl. Phys. A, im Druck, (Proc. RNB 4)
[2] Ulli Köster et al., Nucl. Instr. Meth. B, im Druck (Proc. EMIS 13)
[3] Peter Thirolf et al., Nucl. Instr. Meth. B, im Druck (Proc. EMIS 13)