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Beschleuniger und Experimentierplätze

Beschleuniger

In den Tiefkellern des Instituts für Kernphysik befinden sich zwei Tandembeschleuniger, ein 6 MV Tandetronbeschleuniger dediziert für Beschleunigermassenspektrometrie (AMS) sowie ein 10 MV FN-Tandembeschleuniger, der für AMS als auch Grundlagenforschung in der Kernphysik genutzt wird.

6 MV Cologne AMS Tandembeschleuniger:

An diesem Beschleunigermassenspektrometer können sehr sensitiv (bis 10-16) Isotopenverhältnisse gemessen werden. Zur Erzeugung des negativen Ionenstrahls stehen zwei Sputterquellen mit Probenmagazin für feste und gasförmige Proben zur Verfügung. Jeweils ein Massenspektrometer an der Nieder- und Hochenergieseite des Beschleunigers besteht aus elektrostatischen Ablenkern und Dipolmagneten. Auf der Niederenergieseite kann die Masse sequentiell zum Einschuss gewechselt werden über eine Bouncereinheit. Zur Detektion der Isotope werden (Offset-)Faradaycups, Gasionisationskammern, Flugzeitspektrometer und Siliziumzähler verwendet. Zur Isobarenunterdrückung kann eine Degraderfolie in Kombination mit einem weiteren (gasgefüllter) Magneten benutzt werden. Der gesamte Aufbau ist Teil von Cologne AMS, dem Zentrum für Beschleunigermassenspektrometrie der Universität zu Köln.

10 MV FN Tandembeschleuniger:

Der FN Beschleuniger hat eine maximale Beschleunigerspannung von 10 MV und wird von über ein Pelletron beladen. Es sind Messaufbauten sowohl für Kernstrukturphysik, nukleare Astrophysik, Beschleunigermassenspektrometrie und Materialuntersuchungen mit Ionenstrahlen vorhanden. Als Quellen steht ein Duoplasmatron für Heliumstrahlen, und zwei Sputterquellen für negative Ionenstrahlen (ausgenommen Edelgase) mit unterschiedlichen Massentrennungen niederenergieseitig zur Verfügung. Neben kontinuierlichem Strahl ist auch ein gepulster Strahl mit einer maximalen Frequenz von 2,5 MHz bei Paketen von 2,5 ns möglich. Die höchstmögliche Strahlenergie ist 120 MeV, sofern der Ladungszustand hoch genug ist und kein Molekül eingeschossen wird. Bei Fragen ob ein bestimmter Strahl angeboten werden kann, wenden Sie sich bitte an Alfred Dewald.

Experimente an FN Beschleuniger:

Neben temporären Experimentierplätzen gibt es folgende dauerhafte Messaufbauten:

Horusspektrometer
Horus ist ein Würfelspektrometer mit 14 Positionen (an den Kanten und Flächen) für Germaniumdetektoren, hiervon sind 6 Positionen mit einer BGO-Unterdrückung vorgesehen. Für Lebensdauermessungen mittels elektronischem Timing sind an diesen Positionen ebenfalls LaBr-Szintillatoren möglich. Neben der kleinen Targetkammer für Winkelkorrelationsexperimente u.ä. existieren zwei weitere Kammern mit zusätzlichen Funktionen. Dies sind erstens die Astrokammer, welche eine elektrisch isolierte (und damit auch stromauslesbar) Targetkammer sowie einen Siliziumdetektor für Rutherfordrückstreuung besitzt. Zweitens gibt es die SONIC Kammer, welche mit Siliziumdetektoren unter Rückwärtswinkeln eine Teilchendiskriminiation und Teilchen-Gamma-Koinzidenzanalysen möglich machen.

Plunger

Orange

LYCCA