English Title: Mass spectrometry on short-lived Sr and Sn isotopes and setup of the Penning traps of SHIPTRAP

Preview

PDF, German Download (3MB) | Terms of use

Abstract

Mit Hilfe des Penningfallen-Massenspektrometers ISOLTRAP bei ISOLDE/CERN wurden die atomaren Massen protonenreicher Strontium- und neutronenreicher Zinnisotope mit einer relativen Genauigkeit von etwa 10^-7 bestimmt. Für den doppeltmagischen Kern ^132 Sn konnte zum ersten Mal die Masse auf direkte Weise bestimmt werden. ^76 Sr ist nun der schwerste N=Z-Kern, dessen Masse genauer als 50 keV bekannt ist. Die ISOLTRAP-Werte für die Massen der untersuchten Nuklide werden mit anderen Werten verglichen, die mit alternativen Meßmethoden ermittelt wurden. Auftretende Diskrepanzen konnten aufgelöst weden. SHIPTRAP ist eine Ionenfallenanlage hinter SHIP, einem Wien-Filter für Fusionsprodukte an der GSI in Darmstadt. Die Radionuklide werden in einer Gaszelle gestoppt und in linearen, gasgefüllten Radiofrequenz-Quadrupolfallen gekühlt und akkumuliert. Anschließend werden in einer ebenfalls mit Gas gefüllten Penningfalle alle unerwünschten Ionen entfernt. Damit können isobarenreine Ionenensembles transuraner Elemente weiteren Experimenten zur Verfügung gestellt werden, wie beispielsweise der hochpräzisen Massenspektrometrie in einer zweiten Penningfalle. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden die Penningfallen von SHIPTRAP konzipiert, gebaut und in Betrieb genommen.

Translation of abstract (English)

Using the Penning trap mass spectrometer ISOLTRAP at ISOLDE/CERN the atomic masses of proton-rich strontium and neutron-rich tin isotopes were measured. A typical relative accuracy of about 10^-7 was reached. The mass of the doubly magic nuclide ^132 Sn was measured directly for the first time. ^76 Sr is now the heaviest N=Z nucleus with mass measured to an accuracy of less than 50 keV. For the investigated nuclides the ISOLTRAP results were compared with values, obtained by other mass measurement methods. Discrepancies between the new and previously reported values were resolved. SHIPTRAP is an ion trap-facility behind the Wien-filter SHIP located at GSI in Darmstadt. The fusion products will be stopped in a gas-filled cell and cooled and accumulated in linear radio frequency quadrupole traps. Contaminations from other ion species are removed within a gas-filled Penning trap. SHIPTRAP will provide isobarically pure ensembles of transuranium ions to further experiments as, for example, high precision mass measurements in a second Penning trap. In the framework of this thesis the two SHIPTRAP Penning traps were designed, constructed and set into operation.