Mainz 2012 – wissenschaftliches Programm

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HK: Fachverband Physik der Hadronen und Kerne

HK 59: Struktur und Dynamik von Kernen

HK 59.5: Vortrag

Freitag, 23. März 2012, 12:15–12:30, P 4

Entwicklung digitaler Signalverarbeitung zur Untersuchung superschwerer Kerne — •Ron Mändl — Fachhochschule Frankfurt am Main, Germany — Helmholtz Institut Mainz, Germany

Die Anforderungen an die Datenaufnahmeelektronik für Teilchen- und Photonenzähler sind durch die Form der zu erwartenden Signale definiert. In Experimenten am Geschwindigkeitsfilter SHIP bei GSI für die Synthese und Kernstrukturuntersuchungen von superschweren Kernen sind das Signale von Spaltfragmenten (E ≤ 250 MeV), von Reaktionsprodukten (E ≈ (10-50) MeV), von α-Teilchen (E < 15 MeV) und von Elektronen (E ≤ 1 MeV). Zerfallszeiten im Bereich von µs und die Untersuchung kurzlebiger Isomere machen die Verwendung digitaler Elektronik zur Signalverarbeitung notwendig. Dazu wurden zwei Konfigurationen auf Basis der bei GSI entwickelten digitalen FEBEX ADC-Module mit komplementären Eigenschaften im Vergleich mit einem analogen Aufbau untersucht, die bezüglich der spezifischen Anwendung dem breiten dynamischen Signalbereich Rechnung tragen. Die erste verwendet konventionelle ladungsempfindliche Vorverstärker mit zwei unterschiedlichen, schaltbaren Verstärkungsfaktoren, welche den Amplitudenhub der FEBEX-Module optimal ausnutzen. Sie ist auf hohe Zeitauflösung optimiert. Die zweite, auf hohe Energieauflösung optimierte Konfiguration, verwendet einen hoch integrierten Schaltkreis, den sogenannten APFEL-Chip, der für jeden Eingangskanal zwei bereits geformte Ausgangssignale unterschiedlicher Verstärkung mit 250 ns Integrationszeit anbietet.