Berlin 2014 – wissenschaftliches Programm

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MS: Fachverband Massenspektrometrie

MS 10: Accelerator Mass Spectrometry and Applications 3

MS 10.5: Vortrag

Donnerstag, 20. März 2014, 17:45–18:00, DO24 1.205

Simulationen zur Bestimmung von Gasverteilung und Projektilstreuung im Gasstripper — •Sascha Maxeiner, Martin Suter, Marcus Christl und Hans-Arno Synal — Labor für Ionenstrahlphysik, ETH Zürich

Das Grundprinzip der Tandem AMS beruht auf der Umladung von negativen Ionen zu positiven im sogenannten Stripper. Durch Verwendung von leichtem Strippergas He werden für leichte wie schwere Ionen höhere Ladungsausbeuten, sowie geringere Verluste durch Winkelstreuung erreicht, als mit Gasen wie z.B. N₂ oder Ar. Um die Streuverluste zu quantifizieren, wurde ein Monte Carlo Programm entwickelt, welches unter Berücksichtigung der räumlichen Dichte-Verteilung des Strippergases die elastische Streuung an den Kernen der Strippergasatome simuliert. Die Simulation erklärt die experimentell gemessenen Transmissionswerte gut. Für Energien um 300 keV und für schwere Projektile wie z.B. den Aktiniden, ist der Energieverlust durch Wechselwirkung mit den Elektronenhüllen der He-Atome nahezu vernachlässigbar. Die Simulation vermag daher die experimentell gemessenen Strahlprofile nach dem Hochenergiemagneten gut zu erklären.

Mit Hilfe des neu entwickelten Simulationsalgorithmus kann nun die Geometrie eines Gastrippers auf maximale Transmission optimiert werden. Gleichzeitig ist es möglich, den Gasfluss in die Region des Strahltransports zu simulieren und damit den durch Wechselwirkung mit residualen Gasatomen verursachten Untergrund zu minimieren. Die Funktionsweise des Algorithmus wird anhand einfacher Beispiele erläutert.