Internes Gastarget

Das interne Gastarget (oder Gasjet) ist ein Experimentaufbau, an dem verschiedene Gase (He, H2, Ne, Ar, Kr, Xe, N2) durch eine Interaktionskammer, die ein Stück Strahlrohr ist, geschossen werden. Diese Gase dienen selbst als Target und wechselwirken mit dem Ionenstrahl.

Aufgebaut ist das Gastarget in einem Einlaß- und einem Sumpf-Topf. Diese bestehen jeweils aus 4 Kammern, die durch "Skimmer" voneinander getrennt sind. Die 3 Skimmer im Einlaßtopf legen so die Geometrie es Gasstrahles fest. An jeder Kammer befindet sich eine Turbomolekularpumpe. Somit ist ein differenzielles Pumpen zur Wechselwirkungskammer hin gewährleistet. 


In der obersten Kammer (Expansionskammer) am Einlaßtopf befindet sich eine Düse mit 17µm Durchmesser, durch die das Gas expandiert. Die trompetenförmige Geometrie der Düse führt zu einer annähernd adiabatischen Expansion. Während die Strömung am äußeren Rand turbolent ist, ist sie in der Mitte laminar. Der erste Skimmer trennt den turbolenten Anteil ab, der sofort abgepumpt wird. Durch weitere Skimmer wird so ein Gasstrahl mit einem Duchmesser von 5mm erzeugt.

In der Wechselwirkungskammer kollidiert das Gas mit dem Ionenstrahl, wodurch Atom- und Kernreaktionen hervorgerufen und von verschiedenen Experimentatoren vermessen werden.

Im Sumpfbereich wird das Gas sofort abgepumpt, um das Ultrahochvakuum der Wechselwirkungskammer möglichst wenig zu beeinträchtigen.

Durch Druck- und Temperaturregelung lassen sich so optimierte Dichten verschiedener Gase erezeugen. Dabei kann die Düse auf bis zu 12K abgekühlt und ein Druck von maximal 25Bar erzeugt werden. Die Maximaldichten für Helium liegen bei ca. 5*1012 Teilchen/cm2, für Wasserstoff bei ca. 2*1013 Teilchen/cm2.

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Oben ist der Einlaßtopf, unten der Sumpf, in der Mitte befindet sich die Wechselwirkungskammer.
Mit dem Druckminderer wird der Druck an der Düse eingestellt.
Die Pumpensteuerung
Der Einlaßbereich mit Kryostat

Schematischer Aufbau des Gasjets

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Oben befinden sich die Einlasskammern E1-E4 mit der (gekühlten) Düse und den Skimmern, die die Gasstrahlgeometrie (Strahlwinkel) festlegen. Mit einem Photomultiplier kann man den optimalen Überlapp zwischen Gas- und Ionenstrahl einstellen. Die Sumpfkammern S1-S4 dienen nur zum Abpumpen des Gases, um ein gutes Vakuum in der Wechselwirkungskammer zu gewährleisten.

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