German Title: Entwicklungen für die HITRAP Kühlerfalle und Massenmessungen in der Region A = 96 an SHIPTRAP

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Abstract

The HITRAP (Highly charged Ions Trap) facility is currently being set up and commissioned at GSI in Darmstadt. It will provide bunches of 10^5 heavy highly-charged ions, for example hydrogen-like uranium (U^91+), to high-precision atomic physics experiments. The ions are produced by the GSI accelerator complex and decelerated to 4 MeV/u in the Experimental Storage Ring. Then the ions are decelerated by a two-step linear decelerator down to 6 keV/u. The first deceleration step down to 500 keV/u was successfully commissioned. The decelerated ions are injected into a Penning trap (the Cooler Trap), where they are cooled to 4 K by electron and resistive cooling. Resonant circuits for non-destructive detection and the resistive cooling of the trapped particles were designed and tested. The time control of the trap-cycle (trapping, cooling, extraction) with a time resolution of 25 ns was implemented into the control system CS. CS is also used at the mass measurement Penning trap SHIPTRAP, where the new time control is successfully operated. SHIPTRAP measures radioactive ions stemming from fusion evaporation reactions at the velocity filter SHIP. The masses of 9 nuclides (93,94,95 Technetium, 94,96 Ruthenium, 95,96,97,98 Rhodium) near the line of stability were precisely measured and compared with the Atomic Mass Evaluation. The detection of isomeric states with the present SHIPTRAP set-up was studied.

Translation of abstract (German)

Die HITRAP-Anlage (Highly charged Ions Trap - Falle für hochgeladene Ionen) wird zur Zeit an der GSI in Darmstadt aufgebaut und in Betrieb genommen. Sie wird Bündel von 10^5 hochgeladenen schweren Ionen, z.B. wasserstoffartigem Uran (U^91+), für hochpräzise atomphysikalische Experimente zur Verfügung stellen. Die Ionen werden vom GSI-Beschleunigerkomplex produziert und im Experimentierspeicherring auf 4 MeV/u abgebremst. Ein zweistufiger Linearabbremser entschleunigt die Ionen dann auf 6 keV/u. Die erste Abbremsstufe auf 500 keV/u wurde erfolgreich in Betrieb genommen. Die abgebremsten Ionen werden in eine Penning-Falle injiziert (die Kühlerfalle), wo sie mit Hilfe von Elektronen- und Widerstandskühlen auf 4 K abgekühlt werden. Resonante Schwingkreise zum zerstörungsfreien Nachweis und zum Widerstandskühlen der gefangenen Teilchen wurden konzipiert und getestet. Die Zeitsteuerung des Fallenzyklus (Ionen-Einfang, Kühlen, Extraktion) mit einer Auflösung von 25 ns wurde in das Kontrollsystem CS integriert. CS wird auch an der Massenmessungs-Penning-Falle SHIPTRAP verwendet, wo die neue Zeitsteuerung erfolgreich genutzt wird. SHIPTRAP vermisst radioaktive Ionen, die in Fusions-Evaporations-Reaktionen am Geschwindigkeitsfilter SHIP produziert werden. Die Massen von 9 Nukliden (93,94,95 Technetium, 94,96 Ruthenium, 95,96,97,98 Rhodium) nahe der Stabilität wurden präzise vermessen und mit der Atomaren Massen Evaluation verglichen. Der Nachweis von isomeren Zuständen mit SHIPTRAP wurde untersucht.