Geräte - TASCA

TASCA - TransActinide Separator and Chemistry Apparatus

Der hocheffiziente gas-gefüllte Rückstoßseparator TASCA (TransActinide Separator and Chemistry Apparatus) ist für Produktion und Separation neutronenreicher Isotope der Elemente um Z=112-120, die in 48Ca and 50Ti induzierten heissen Fusionsreaktionen mit Actinidentargets synthetisiert werden, optimiert.

TASCA
Photo: G. Otto / GSI

Targetsystem

Die Targetposition von TASCA ist mit einem rotierenden Targetrad mit 100 mm Durchmesser bestückt. Auf dem Rad sind vier einzelne bananenförmige Targetsegmente montiert, und die Radrotation ist mit der Zeitstruktur des gepulsten UNILAC Schwerionenstrahls synchronisiert. Alle verfügbaren Targetelemente, auch hochradioaktive Transuranisotope, können bestrahlt werden, so z.B. in kürzlichen Experimenten 208Pb, 238U, 244Pu, 249Bk, und 249Cf. In Langzeitbestrahlungen mit mittelschweren (A~50) Strahlen wurden mittlere Intensitäten bis zu 1 µATeilchen (DC) abgenommen. In kürzeren Belastungstests wurden auch z.B. 40Ar Intensitäten bis zu 2.5 µATeilchen (DC) abgenommen, was Pulsströmen bis 10 µATeilchen entspricht, ohne dass nachweisbare Targetbeschädigungen aufgetreten sind. Das Target wird mittels eines Pyrometers, das die Temperatur am Strahlfleck misst, on-line überwacht. Zusätzlich erlauben Endoskopkameras eine optische Inspektion der Targets, ohne dass die Targetkammer geöffnet werden muss.

Magnetisches System

Die magnetische Struktur von TASCA besteht aus einem Dipolmagneten (D) für die räumliche Auftrennung der unterschiedlichen Ionen nach ihrer magnetischen Steifigkeit, und zwei nachfolgenden Quadrupolmagneten (Q). Dieses Dublett dient zur Fokussierung der abgetrennten superschweren Elemente in die Fokalebene. Die Magnete sind in der klassischen DQQ Konfiguration verbaut. Die Polarisierung der Quadrupolmagnete kann frei gewählt werden, was die Möglichkeit eröffnet, TASCA in zwei unterschiedlichen ionenoptischen Moden zu betreiben: Im klassischen „Hochtransmissionsmodus“ (HTM) ist der erste Quadrupolmagnet horizontal fokussierend (h), der zweite vertikal fokussierend (v), entsprechend der Konfiguration DQhQv. Etwa 60% aller produzierten superschweren Elemente werden in diesem hocheffizienten Modus in den Fokalebenendetektor gelenkt. Der alternative DQvQh Modus führt dagegen zu einer aussergewöhnlich kleinen Bildgrösse (~3 cm Durchmesser) in der Fokalebene. Dies ist besonders günstig, z.B. für kernchemische Experimente zum Studium relativ kurzlebiger (T½ ~1 s) Isotope, die in TASCA isoliert werden und nachfolgenden Chemieapparaturen zur Verfügung stehen, oder für kernspektroskopische Untersuchungen mit hocheffizienten γ-Detektorclustern, wie z.B. TASISpec.