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Direct mass measurements on exotic nuclei with SHIPTRAP and ISOLTRAP

Dilling, Jens

German Title: Direkte Massenmessungen an exotischen Kernen mit SHIPTRAP und ISOLTAP

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Abstract

Direkte Massenmessungen an exotischen Kernen mit SHIPTRAP und ISOLTRAP - Mit dem Penningfallenspektrometer ISOLTRAP am on-line Separator ISOLDE/CERN wurden direkte Massenmessungen an exotischen Xenonkernen im Massenbereich zwischen 114 bis 124 durchgeführt. Die Massen der Isotope 114-116 Xe konnten zum ersten Mal gemessen werden. Mit den erhaltenen Daten wurde eine Anpassung der atomaren Massen vorgenommen. Im Vergleich mit vorhergehenden Experimenten fanden sich Diskrepanzen von bis zu 7,7 Standardabweichungen. Diese wurden untersucht und konnten geklärt werden. Desweiteren wurde das Verhalten der Zweineutronenseparationsenergie im Bezug auf Nachbarelemente betrachtet. Hier zeigt sich ein insgesamt glatter Verlauf, was auf die Abwesenheit von drastischen Kernstruktureffekten schließen läßt. Aus dem Vergleich mit mittleren Ladungsradien und dem Fehlen von isomeren Zuständen ergibt sich , daß keine Kernformkoexistenz vorliegt. Diese Messungen waren nur durch den Einbau einer neuartigen puffergasgefüllten linearen Radiofrequenzquadrupol (RFQ)-Falle möglich. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Prototyp eines solchen RFQ für ISOLTRAP entwickelt, eingebaut und getestet. Für das SHIPTRAP-Experiment, das nach dem Wienfilter SHIP bei GSI/Darmstadt aufgebaut wird, wurde ein weiterer RFQ gebaut und erste Transmissionsexperimente durchgeführt. Das SHIPTRAP-Experiment wird es möglich machen, radioaktive Sekundärstrahlen mit MeV/u-Energien zu stoppen, zu kühlen und in einer Ionenfallenanlage zu speichern. Es wurde untersucht, an welchen transuranischen Kernen erste Massenmessungen mit SHIPTRAP durchgeführt werden können.

Translation of abstract (English)

Direct mass measurements on exotic nuclei with SHIPTRAP and ISOLTRAP - Direct mass measurements on exotic xenon nuclei with mass A =114 - 124 were carried out at the Penning trap spectrometer ISOLTRAP installed at the on-line separator ISOLDE/CERN. The masses of the isotopes 114-116 Xe were determined for the first time. An atomic mass evaluation was performed taking the new data into account. In comparison with previous results discrepancies of up to 7.7 standard deviations were found. These were investigated and could be solved. The trend of the two-neutron separation energy was investigated in the context of neighboring elements. A general smooth behaviour was found showing no evidence for drastic nuclear structure effects. The comparison with nuclear charge radii and the absence of isomeric states show no fingerprint of shape co-existence. These mass measurements were only possible through the installation of the novel gas-filled linear radiofrequency (RFQ) trap. For ISOLTRAP, a prototype of such an RFQ was developed, installed and tested within this work. For the SHIPTRAP experiment, which is coupled to the Wien filter SHIP at GSI/Darmstadt, another RFQ was built and first transmission experiments were carried out. With the SHIPTRAP experiment radioactive secondary beams with MeV/u energies will be stopped, cooled and investigated in an ion trap facility. Candidates for first mass measurements of transuranium nuclei with SHIPTRAP were investigated.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Kluge, Prof. H.-Jürgen
Date of thesis defense: 23. May 2001
Date Deposited: 19. Jun 2001 00:00
Date: 2001
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Institute of Physics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Atommasse, Xenon-114-124, Penning-Käfig
Uncontrolled Keywords: RadiofrequenzquadrupolPenningtrap , mass measurements , xenon-114-124 , gas-filled RFQ buncher
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