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TT: Tiefe Temperaturen

TT 5: Tieftemperatur-Teilchen-Detektoren

TT 5.4: Hauptvortrag

Montag, 22. März 1999, 16:00–16:30, F3

Hochauflösende kalorimetrische Tieftemperaturdetektoren für Anwendungen in der Atom- und Kernphysik — •P. Egelhof — Gesellschaft für Schwerionenforschung Darmstadt

Kalorimetrische Tieftemperaturdetektoren weisen Strahlung unabhängig von Ionisationsprozessen nach, indem sie die Temperaturerhöhung messen, die die Absorption eines Teilchens oder Photons im Detektor bewirkt. Die Empfindlichkeit dieser Detektoren ist durch ihre Wärmekapazität bestimmt und wird daher entsprechend dem Debye-Gesetz besonders hoch bei tiefen Temperaturen. Bedingt durch ihr Funktionsprinzip versprechen solche Detektorsysteme potentiell wesentliche Vorteile gegenüber konventionellen Detektoren im Hinblick auf Energieauflösung, Resistenz gegen Strahlenschäden, ect..

Der gegenwärtige Entwicklungsstand von kalorimetrischen Detektoren für den Nachweis energetischer Schwerionen ( Energiebereich 5-1000 MeV/amu ) und für den Nachweis von harter Röntgenstrahlung ( Energiebereich bis 100 keV ) wird diskutiert. Als Thermometer werden Halbleiterthermistoren oder supraleitende Phasenübergangsthermometer benutzt. Die Absorbermaterialien werden den jeweiligen experimentellen Bedingungen angepaßt. Die Arbeitstemperaturen betragen ca. 1.2 K für den Nachweis von Schwerionen, und 50-100 mK für Röntgenstrahlung. Für beide Fälle wurde bereits eine beträchtliche Verbesserung der Energieauflösung gegenüber konventionellen Detektoren erreicht. Die sich damit ergebenden Anwendungsmöglichkeiten in der Atom- und Kernphysik werden diskutiert. Exemplarisch sei ein Experiment zur Bestimmung der 1s-Lambshift an wasserstoffähnlichen schweren Ionen genannt, für das gegenwärtig ein Detektorarray für den hochauflösenden Nachweis von Röntgenstrahlung am Speicherring ESR der GSI aufgebaut wird.