Open Access

Max Gilbert

• Eines der wichtigsten Experimente für Kernstrukturforschung und Messung stellarer Reaktionsraten ist das R3B-Experiment im Rahmen des FAIR-Projekts am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt. Der experimentelle Aufbau von R3B besteht aus mehreren einzelnen Teilchendetektoren für verschiedene Teilchensorten (Neutronen, Protonen, Spallationsund Spaltprodukte, Gammastrahlen), die alle möglichst vollständig detektiert und gemessen werden müssen. Für die Identifikation und Energiemessung schwerer, geladener Reaktionsprodukte ist eine sogenannte Time-of-Flight-Wall (Flugzeitwand) nötig. Der Name ergibt sich aus der Hauptaufgabe, der Flugzeitmessung für die Energiebestimmung der Teilchen, sowie der Geometrie eines solchen Detektors. Die in vorherigen Aufbauten verwendeten Detektoren diesen Typs erfüllen noch nicht die Anforderungen, die die Forschungsziele des R3B-Experiments stellen, daher wurde ein neues Design basierend auf Plastikszintillatoren entwickelt. Für diese Arbeit wurde die theoretisch erreichbare Zeitauflösung des neuen Designs abgeschätzt sowie Testmessungen mit verschiedenen experimentellen Setups durchgeführt. Insbesondere wurde ein Prototyp der ToF-Wand im Rahmen einer Strahlzeit an der Beschleunigeranlage der GSI getestet. Die Ergebnisse dieser Messungen mit einem 58Ni28+-Strahl wurden im Hinblick auf Energie-, Zeit- und Ladungsauflösung sowie die Stabilität dieser Werte bei hohen Raten ausgewertet und so ein erster Eindruck von der Leistungsfähigkeit des Detektors und der Ausleseelektronik gewonnen und Einschränkungen und nötige Verbesserungen erkannt.