Heidelberg 1999 – wissenschaftliches Programm
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MS: Massenspektrometrie
MS III: HV III
MS III.1: Hauptvortrag
Montag, 15. März 1999, 11:00–11:30, PA 3
Kühlung von radioaktiven Strahlen im Speicherring für die
Schottky-Massenspektrometrie — •M. Steck — GSI, Planckstr. 1, 64291 Darmstadt
Am Schwerionen-Speicherring ESR der GSI Darmstadt wurde die
Schottky-Massenspektrometrie zur Massenbestimmung von radioaktiven Kernen
mit Halbwertszeiten von Sekunden und länger entwickelt.
Die Masse eines Kerns wird durch Vergleich seiner Umlauffrequenz
im Speicherring mit der von Kernen bekannter Masse ermittelt.
Die Genauigkeit der Massenbestimmung und die Auflösung von Kernen mit
ähnlicher Umlauffrequenz ist durch die Impulsunschärfe des
Ionenstrahls bestimmt.
Mittels Elektronenkühlung kann die Impulsunschärfe des Ionenstrahls
soweit reduziert werden, dass eine Ungenauigkeit der Massenbestimmung
und eine Auflösung von benachbarten Massenlinien bis auf
1 × 10−6 erreicht wurde. Diese hohe Präzision wird durch
einen Phasenübergangs-ähnlichen Prozess im kalten Ionenstrahl
begünstigt, der sich in einer abrupten Abnahme der Impulsunschärfe
um eine Größenordnung äußert.
Mit Hilfe der Schottky-Massenspektrometrie wurden bisher die Massen von über 200 radioaktiven Kernen mit Halbwertszeiten oberhalb von Minuten bestimmt. Um auch kürzer lebige Kerne zu untersuchen, wird derzeit ein stochastisches Vorkühlsystem in Betrieb genommen, mit dem die Gesamtkühlzeit in den Bereich von Sekunden reduziert werden soll.