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Bei GSI entsteht das neue Beschleunigerzentrum FAIR. Erfahren Sie mehr.

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03.12.2014 | Neuer Intensitätsrekord

Foto: GSI

Gemessene Strahlintensität

 

Für die FAIR-Beschleunigeranlage werden die jetzigen GSI-Beschleuniger als Strahlinjektor dienen, weswegen diese durch ein Upgrade-Programm weiterentwickelt werden, um die höchst anspruchsvollen FAIR-Anforderungen erfüllen zu können. Im Rahmen von Maschinenexperimenten am Anfang der Beschleunigerkette (nach dem Hochstrominjektor), wo der Strahl eine Energie von 1.4 MeV/u aufweist, ist nun ein neuer Intensitätsrekord für Uranstrahlen erzielt worden. Im Ladungszustand 28+, der standardmäßig für die Beschleunigung in der UNILAC Alvarezsektion verwendet wird, wurden 7.8 mA (s. Foto) bei sehr guter gemessener Strahlqualität erreicht. Damit wurde die bisherige Bestmarke von ungefähr 5 mA aus dem Jahre 2007 deutlich übertroffen. Dies gelang durch Modifikationen im Gasstripperbereich, in dem die von der MeVVa-Ionenquelle produzierten U4+-Ionen durch Kollisionen mit einem Gastarget Elektronen verlieren und so auf höhere Ladungszustände ionisiert werden. Während dafür bisher ein Stickstoff-Gasjet diente, wurde für die neuen Experimente, in denen die Leistungsfähigkeit verschiedener Gase untersuchen wurde, ein gepulst betriebener Stripper entwickelt, der Gastargets höchster Dichte für die Zeitdauer des Strahldurchgangs erzeugen kann.

Für die aktuellen Experimente wurde synchron zu den 0.1 ms langen Uranpulsen  ein Gaspuls in die Gasstrippersektion injiziert. Es konnte experimentell bestätigt werden, dass Wasserstoffgas den effizientesten Ionisierungsprozess in den 28+ Ladungszustand ermöglicht. Dies ist im Einklang mit Erwartungen, die auf theoretischen Arbeiten u.a. von Prof. Viatcheslav Shevelko vom P.N. Lebedev Physical Institute an der Russischen Akademie der Wissenschaften in Moskau basieren. Er kam dafür im Sommer 2014 für zwei Monate als Gastwissenschaftler des Helmholtz Instituts Mainz an die GSI.

Die Experimente wurden gemeinsam von den Abteilungen SHE Chemie, die vom Projektleiter FAIR@GSI mit der Ertüchtigung des Gasstrippers betraut wurde, und dem Projektbereich LINAC&Operations, insbesondere den Abteilungen Ionenquelle und Linearbeschleuniger, durchgeführt.

Text von Christoph Düllmann, Winfried Barth

für die Abteilung SHE Chemie und den Projektbereich LINAC&Operations.


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Gemessene Strahlintensität
Foto: GSI