Herstellung einer Titan-44-Probe zur Untersuchung der alphainduzierten Nukleosynthese in Supernovae

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1 Herstellung einer Titan-44-Probe zur Untersuchung der alphainduzierten Nukleosynthese in Supernovae Präsentation der Bachelorarbeit von Mirco Dietz Mirco Dietz I Institut für Strahlenphysik I

2 Gliederung Einleitung und Motivation Versuchsaufbau Auswertung Ergebnisse Zusammenfassung Mirco Dietz I Institut für Strahlenphysik I

3 Titan-44 in Supernova (I) Ti 58,9 0,3 Jahre Satellitengestütze Gamma-Spektroskopie Die drei wichtigsten -Linien wurden in Cassiopeia A nachgewiesen Renault et al Iyudin et al Seite 3

4 Titan-44 in Supernova (II) Ahmad et al Supernova Typ II: Kernkollaps und α-reiche Ausfrierungszone Einzige Supernova mit Titan-44 bis jetzt Warum? Verbesserung der Gamma- Detektoren Genauere kernphysikalische Daten Experiment im Labor Ca α, γ Ti Wirkungsquerschnitt σ(e): N /t!n " /ta$ N % Ermittlung der Zahl der Reaktionen N durch Spektrenauswertung und AMS (in Zukunft) Seite 4

5 Gliederung (II) Einleitung und Motivation Versuchsaufbau Auswertung Ergebnisse Zusammenfassung Mirco Dietz I Institut für Strahlenphysik I

6 Aufbau (I) Strahlzeit: MV-Tandetronbeschleuniger des Ionenstrahlzentrums (HZDR) Neue Blende 5001 Digital Multimeter für Messung der Beschleunigungsspannung verwendet Zwei 100 nm CaO-Targets mit 220 µm Tantal-Träger von GSI Darmstadt wurden bestrahlt Seite 6

7 Aufbau (II): Targetkammer Seite 7

8 Aufbau (III): Detektoren Seite 8

9 Gliederung (III) Einleitung und Motivation Versuchsaufbau Auswertung Ergebnisse Zusammenfassung Mirco Dietz I Institut für Strahlenphysik I

10 Auswertung (I) Untergrundmessung über 2 ½ Tage Zuordnung der Peaks zu den Nukliden (-Linienenergien aus National Nuclear Data Center) Energiekalibrierung der Detektoren & Ca p,n & Sc mit T &,/- Sc 43,67 0,09 h Seite 10

11 Auswertung (I) Seite 11

12 Auswertung (II) Efficiency η( 1 Nachweiswahrscheinlichkeit, mit der emittierte -Quanten tatsächlich nachgewiesen werden. η :: < = 1 Seite 12

13 Auswertung (III): α-aktivierung Ca > He Ti+ Kurzform: Caα, Ti E B CDE 4530 kev E B,Q9RST:U 40 kev E K" HIJ L % L M > L % E B CDE N Ca α, Ti 5127,1 0,7 kev Seite 13

14 Auswertung (III): α-aktivierung (a) GSI-CaO-31 mit N W 0,59 X in < Y bestrahlt. (b) GSI-CaO-32 mit N W 0,40 X in < Y bestrahlt. Seite 14

15 Auswertung (IV): Ausbeute von kev Yield Y während der Aktivierung überwacht Am 5.Versuchstag Targetwechsel aufgrund abgefallenen Yields Seite 15

16 Gliederung (IV) Einleitung und Motivation Versuchsaufbau Auswertung Ergebnisse Zusammenfassung Mirco Dietz I Institut für Strahlenphysik I

17 Ergebnisse (I) Abschätzung der Aktivität von Ti mit den Linieninhalten der -Linien bei Energie von 1083 kev Emissionswahrscheinlichkeit = IZ 83 8 % Seite 17

18 Ergebnisse (II) Auszählen der Proben in Bleiburg oder Felsenkeller Bestimmung der Aktivität von Ti durch Referenzprobe im Felsenkeller A gh,ikjkldmkn- 13,4 0,5 mbq A "[\EI ]^_`ab c dbe ] dbe c^_`ab A If Seite 18

19 Gliederung (V) Einleitung und Motivation Versuchsaufbau Auswertung Ergebnisse Zusammenfassung Mirco Dietz I Institut für Strahlenphysik I

20 Zusammenfassung Energie - und Efficiencykalibrierung der Detektoren Beschleunigerspannungskalibrierung des neuen Multimeters Zwei CaO -Target wurde insgesamt mit N W 1,0 X von α-teilchen bestrahlt Aktiviert wurden schätzungsweise: Genauere Bestimmung der Aktivität (am ) im Felsenkeller liefert: A gh,ikjkldmkn- 14,2 1,0 mbq (2 Tage gemessen; BA) A gh,ikjkldmkn- 13,4 0,5 mbq (7 Tage gemessen) N rr %q,ikjkldmkn- A HIJ 20,7 2,0 mbq N rr %q s Kerne A ikjkldmkn- 8,9 0,9 mbq 35,8 1,4 10 s Kerne (7 Tage gemessen) Gesamtaktivität beider Targets wird ca. 30 mbq ergeben guter Ausgangswert für zukünftige AMS-Messung Seite 20