Published July 1987 | Version v1
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Erection and testing of a magnet spectrometer for the velocity filter SHIP

Description

In the framework of the present thesis a magnet spectrometer for the separation of heavy ions was constructed, erected, and tested. In connection with the velocity filter SHIP of GSI Darmstadt, the spectrometer consisting of a 300 dipole magnet and a quadrupole doublet can be used as recoil-product mass separator. As independent device with large acceptance the DQQ spectrometer can also be used with gas filling for instance for the producion of most heavy elements. The difference of the new arrangement to the hitherto operation of SHIP is that hitherto all products from fusion-evaporation reactions should be separated as possible, but now the separation of single isobaric chains for instance for detailed spectroscopy in the range of light and medium heavy nuclei is possible. An important range of application of the separator is the study of extremeously neutron-deficient nuclei with half-lives from μs to ms in regions in which the production cross sections strongly decrease with increasing neutron evaporation. The expected ion-optical properties of the DQQ spectrometer which were obtained by computer simulation of fusion experiments could be experimentally confirmed in the mass ranges around A=150 and A=100. In first applications it was shown that the methods of the in-beam spectroscopy and those of the on-line mass separators can be supplemented in the ranges of small formation cross sections and short-lived activities. By direct mass-number determination succeeded the unique assignment of the 109 μs respectively 33 μs proton activities to the masses A=109 and A=113. An α decay of the 109I could be excluded up to α branching ratios of less 1.10-3. A proton decay of the 105Sb could be excluded by a measurement up to limiting cross sections below 1 μb in the energy range from 460 keV to 770 keV. By two independent arguments it was shown that the odd proton of the 105Sb is unbound but its proton branching ratio must be less than 2%. (orig.)

Abstract (German)

In Verbindung mit dem Geschwindigkeitsfilter SHIP der GSI Darmstadt kann das Spektrometer, bestehend aus einem 300-Dipolmagneten und einem Quadrupoldublett, als Rueckstoss-Produkt-Massen-Separator eingesetzt werden. Als eigenstaendiges Geraet mit grosser Akzeptanz kann das DQQ-Spektrometer auch mit Gasfuellung z.B. zur Produktion schwerster Elemente benutzt werden. Der Unterschied der neuen Anordnung zum bisherigen Betrieb von SHIP besteht darin, dass bisher moeglichst alle Produkte aus Fusions-Verdampfungs-Reaktionen abgetrennt werden sollten, nun aber die Abtrennung einzelner Isobarenketten, z.B. fuer detaillierte Spektroskopie im Bereich leichter und mittelschwerer Kerne moeglich ist. Ein wichtiger Einsatzbereich des Separators ist die Erforschung extrem neutronenarmer Kerne mit Halbwertszeiten von μs bis ms, in Bereichen, in denen die Produktionsquerschnitte mit zunehmender Neutronenabdampfung stark absinken. Die erwarteten ionenoptischen Eigenschaften des DQQ-Spektrometers, welche durch Computersimulation von Fusionsexperimenten erhalten wurden, konnten experimentell in den Massenbereichen um A=150 und um A=100 bestaetigt werden. In ersten Anwendungen wurde gezeigt, dass die Methoden der in-beam Spektroskopie und die der on-line Massenseparatoren in Bereichen kleiner Bildungsquerschnitte und kurzlebiger Aktivitaeten ergaenzt werden koennen. Durch direkte Massenzahlbestimmung gelang die eindeutige Zuordnung der 109 μs bzw. 33 μs Protonenaktivitaeten zu den Massen A=109 und A=113. Ein α-Zerfall des 109J konnte bis auf α-Verzweigungsverhaeltnisse von kleiner 1.10-3 ausgeschlossen werden. Ein Protonenzerfall des 105Sb konnte durch eine Messung bis zu Grenzquerschnitten unter 1 μb im Energieintervall von 460 keV bis 770 keV ausgeschlossen werden. Mit zwei unabhaengigen Argumenten wurde gezeigt, dass das ungerade Proton des 105Sb ungebunden ist, aber sein Protonenverzweigungsverhaeltnis kleiner als 2% sein muss. (orig.)

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Additional details

Additional titles

Original title (German)
Bau und Erprobung eines Magnetspektrometers fuer das Geschwindigkeitsfilter SHIP

Publishing Information

Imprint Pagination
101 p.
Report number
GSI--87-12

INIS

Country of Publication
Germany
Country of Input or Organization
Germany
INIS RN
19005862
Subject category
S46: INSTRUMENTATION RELATED TO NUCLEAR SCIENCE AND TECHNOLOGY; S73: NUCLEAR PHYSICS AND RADIATION PHYSICS; S73: NUCLEAR PHYSICS AND RADIATION PHYSICS;
Resource subtype / Literary indicator
Numerical Data, Thesis
Descriptors DEI
ALPHA DECAY; ALPHA SPECTRA; ANTIMONY ISOTOPES; BEAM BENDING MAGNETS; BEAM FOCUSING MAGNETS; BEAM OPTICS; BRANCHING RATIO; CESIUM 113; ELECTROMAGNETIC LENSES; ENERGY DEPENDENCE; ENERGY SPECTRA; EXCITATION FUNCTIONS; EXPERIMENTAL DATA; HEAVY ION FUSION REACTIONS; IN-BEAM SPECTROSCOPY; INTEGRAL CROSS SECTIONS; IODINE 109; ION BEAMS; ION SPECTROSCOPY; IRON 54 TARGET; LIMITING VALUES; MAGNETIC DIPOLES; MAGNETIC FIELDS; MAGNETIC LENS SPECTROMETERS; MASS SPECTROSCOPY; MEV RANGE 10-100; NEUTRON-DEFICIENT ISOTOPES; NEUTRONS; NICKEL 58 REACTIONS; ON-LINE MEASUREMENT SYSTEMS; PARTICLE DISCRIMINATION; POWER SUPPLIES; PROTON SPECTRA; PROTON-EMISSION DECAY; PROTONS; QUADRUPOLES
Descriptors DEC
BARYONS; BEAMS; CATIONS; CESIUM ISOTOPES; CHARGED PARTICLES; CROSS SECTIONS; DATA; DECAY; DIPOLES; ELECTRONIC EQUIPMENT; ELEMENTARY PARTICLES; ENERGY RANGE; EQUIPMENT; FERMIONS; HADRONS; HEAVY ION REACTIONS; HYDROGEN IONS; HYDROGEN IONS 1 PLUS; INFORMATION; INTERMEDIATE MASS NUCLEI; IODINE ISOTOPES; IONS; ISOTOPES; LENSES; MAGNETIC SPECTROMETERS; MAGNETS; MEASURING INSTRUMENTS; MEV RANGE; MULTIPOLES; NANOSEC LIVING RADIOISOTOPES; NUCLEAR DECAY; NUCLEAR REACTIONS; NUCLEI; NUCLEONS; NUCLEOSYNTHESIS; NUMERICAL DATA; ODD-EVEN NUCLEI; ON-LINE SYSTEMS; PARTICLE IDENTIFICATION; PROTON DECAY RADIOISOTOPES; RADIOISOTOPES; SPECTRA; SPECTROMETERS; SPECTROSCOPY; SYNTHESIS; TARGETS