iI'Inl kten in lischen AbsorbernQuot iehe so von ust Lchung 1 i sehen (--",.,.-e (1 6)+L i=3 b (19)...
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1 1
Institut
KFK 1
von "n~I1:"I'"\i"I"'Inl kten inund Ladung
lischen Absorbern
Albrecht
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März 1971
Kernforschungszentrum Karlsruhe
Institut für Radiochemie
KFK 1369
Spezi scher Energieverlust und effektive Ladung von
Spalt en in met lis sorbern
von
Albrecht
Gesellschaft r rn rs"u,,"UF'-. m.b.H., s
~) Von r Fakult r
genehmigte ssertat
it Karlsruhe
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e
Einführung 1
1. des spezi s rgieve es 2
1.1- Glei von und 2l;
1.1.1. Bedingungen die zahl 41.1.2. e 6
1.2. Gleichungen von 1, 9p rce Blann
'J el e 14"'0
2.1. s s2.2. ssung e 21
3. sse
4. 48
5. L ur 55
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Ijjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj
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Der spezi sehe Energieverlust von Spaltprodukten wurde be-stimmt, indem sehen e r Cf2 52_Quel1e mit sehr dünner
Unterlage und einem Halbleiterzähler verschiedene AI-, Ni-,Ag- und Au-Absorberfolien mit Flächengewi en von 0,1 s
22,0 mg/ern angebracht wurden. Durch Verwendung eines we eren
Detektors auf ren Seite der Quelle ließen sich sV"V".~
die Energie als auch Masse r Spaltprodukte ermitteDer erfaßte Massen- und ereich lag s und150 AMU bzw. 0,4 und 1,1 MeV/AMU.
Die Ergebnisse en mit e ellen en von Moakund Brown, Kahn Forgue, Kali et ale und von ller und
in ve i auße die Anwendbarke,halbempi sehen rmel von zel geprü r e vonet el e G chung für wurde e von der
r te
diente
Po rme I
er
ließ siDie- e
Spalt bevor allem dazu, Aussagen klasexperlmentell zu prüfen. ergab sich j~UU~H,
trotz Berücksichtigungvon Spaltprodukten ni ar ist.
rnso
~rQ:eDnllsse
Sommer-f'e Ld
empi
r
enen
f5rmigen
rmel vonr
n Atommodell durchführen.man wegen des tn~n~,~
iven Ladung
Dafür kommt eine vonh die hier erh
Anwendung et dem st ististen Absorbern i
erfaßten
t'hY'l ..,ng der eEineläßt sigezeigt
Imnoch ni
für ffangewiesen.G iehung ,gut best
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The speci
by placinga C 52
e energy lOBS of fission fragments was measured
different Al-, Ni-, Ag-, and Au-Foils between
ss souree deposited on an extremely thin
backing, and a semieonduetor e or. The ckness range
of the ls was 0.1 to 2.0 mg/cm2 • By using a seeond e
plac on the reverse side of t fission source, was
possib to measure the ene as weIl as the mass of the
fission s. energy mass s covered were
0.4 to 1.1 Mev/AMU and 90 to 150 AMU, respeet ly.
o r-,
formula of Münzel was
The results were compared
R~'~~rn, Kahn Forgue,
h the data of Mo
iah ., and of Müller and
applieability of a s empi
the dE/dx
Furt rmore, tGönnewe
of et . a eorrection or was added, whieh
depends on the nuc ar e of ss r-azmerrt s .
ld, even when
fleet ion of
1 c o r-r-e
her or not Bohr's
slowing down of
was t t
s meaaurement was
ermined by
st
applied to t
The effective charge
t s a
c out order
classie theory might
the sion s.
equat Bohr does not
are eons
ab sor-be r-s
model of the atom.
a a of Id b
one is re riet
the dens y
t se ae , eh was
by t resu s of our
et
eause
eu1ab
r , ve
the c as e of s
at ion of the e
can c
s shown by
on this 1.
to empi e fo
e is
proposed by is
meas s.
The eal
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- 1 -
haben
sp die
es und der itevon Brennele-• Ferneran d
sol
ersuchungen Abbremsung schwerer
zter an Bedeutung
Kenntnis des zifischen Energievevon Spalt dukten z.B. imentenman
dung von
i
ische
zuchen
nen voner
der Ladungsweit
.bu'C'v.I.,ie
ermitte
Cn~eun~g,unlg5Spannungh8hereu~u••cw.ich i es auch
chleunigtenfÖl"mj~'er oder fe er
ho
i sund
el
bei
erzExnel"jme'n'ten
zust
ein
i-
durch
sog.zwe
ronen dero
kommt es vo
LLchena
8ße mit den
sich
eines SChWel"en
sind zwei
werden; im Bereich niederer
sor-ner-anome
Materh
als.
ei
)is
+ )rnstreuung
~;nel"~teheT"eich von 0,5 bis
.vu... anc e i we emin 1.eil
dem von uns1,1 AMU ist j
nie , so daß
Zum Druck eingerei t am .3.1971
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s
ilchen,
ilchen re
Anders ist
Massenbereich
en über
onen und
auch zu den schweren
umfangrei
vor (Bl,F1,W1, ).
über ausrlust
Auss
können. Fürs
ne t , 1
man
b von 10 AMU und vor allem Spaltprodukte,s 80 und 160 AMU liegen. Die en
Ergebnisse beschränken sich entweder auf e eIne, gutftAQvu"~isbare Ionenarten (B2,Cl,Ml) oder nur auf d Mittel-we i en und schweren duktmassen (K1,M2 ).
n~n~.~rischen Behandlung der Abbrems stellen dieGrund-
zungen - bei dergut
, wenn man mit
produktenl:l'l'>aC'J!'l.r:el
Porme Ln eundch - mit
von1
s ze,zu be schr-e t
)
1-
riche,
i von1 (N1) , sev
( ) ( ) .1 .1.
is,ent eine fürgieve sation )l· von
man ronen eme
i en re e 1 s,
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Wirkungsquerschnitts für d Coulombstreuung dübertragung auf e einzelnes Elektron. Derpro cm Wegstrecke e sich Multiplmit , Ordnungsz s so s, und
r Zahl ratome pro cm3:
rgieverlust
N,
(2)
(4)
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- 4 -
B t21 4 E~ \ (5)::: :::
ist ein in zwei I' i Ausdruck als dervon ( 3) ; I' Zrdie enz von
Di zu ,er e s von
e s ve r-e
g i8 von
Zr . » 1, (6)
i Vo it s E 1.
Bahn vonst
Zr . « 1, (7)vI
we i d Amplr-euwe e r se
e I
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- 5 -
digke
Sv............,..."".....'"
r Absol"tlel"
Spaltprodukte we liehvK der ronen auf der
ome» wenn so
i s die
(8)
für rel i uminium i
« 6· 0( ';t 13
e rn ,
ist.
auf» wenn es sieh um die Abbremehen Protonen
ti
ehung (8) ni
Dass
von der aus 9 innerstenauf
erme bishernur e (N2,H1)9 und nur
von onen si dse lassen»
i I' noch e 0 F
+ ehe il i GI. (2)
mit I' von zu 1I
esem 1 (8) s e
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- 6 -
dieser Arbsosuchen u.a. gekl
r-s GI. (9) p e
führtenB in der
1.1.2.
Neben B gibt es noch Br-emat'or-meL,
e
von(2)
1
"'''''''IKr.enronenhül-
e
1 der• (1), (2), (3) (9)
nur ein
maneIltfeld
zen . man
Q/Z r Y (), so kann man auch
rmel e ist
se mit Q
reldas Produkt YoZrdann
( ) ::: 0,143r
• B (10 )
undE 3 2
( I) +I
+ + ••• (11)
auch
Nun b en
nicht konstAbsorbe omen aus r
e
nämlichle des Ions 1
Q bzw. Yi den
Elektronenu,
e mitt r-e
so
s
sc s neektronen aus sor-be r- an e
in tei se rzessen
rung e si st at ist Lschenwesentli von
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- 7 -
b r noch wenig bekannt.
keit und Kernl~~wu~
hängigkeit istdes Ions . Ober den Grad dieser Ab-
Von Bohr (B7) wurde An z entwickelt~ ssen Aussfür produkte wenigstens 1. Näherung desExperiments übereinstimmen. nimmt an, daß le diejeni-gen Elektronen aus der Hülle s Ions abgestrei werden,
ren schwindigkeit kleiner ist s e Eigenge-schwindigkeit s • Für das rste be lei-bende Elektron It danach
(12)
Unterund kam
s st istischen Atommodells vonzu der
Q :: 'V.ZI :::: Zl!3 • - für vI :>I
v e 2et r s it::
0auf
ektrons
sses soll ims
v (v=
e
sEl
v :: Zv
ei ziehung,
'V.ZI ekl"3cuzt und v
e
e E ron s ent n=2 usw. bis n::ZI, so
( )
In be
von \I i enzeoen , s
n::ZI läßt s derau~era;~e E ron i
rt
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- 9 -
Für so de
sch abgeleit(B8) oder von
e ion f(V R) gibt es bisher nure Formeln, so z.B. von h und Grant
e und Blann ( ).
letnelDre~~isch abzu
angegangen , Sieinfachten Annahmen aus,
racht ise der Elektronenhül-Schalenstruktur
Ionenlaaungsei
von
ere suche,schätzen (B9, , ,N3),gehen notwendigerweise
ati ischenle. Effekte, auf
en..
ausverschiedenenund vor
eden
s
ise s
ssen
assen lassen.
1. 2.
( ). _._.
gV~v •.•~~~.. ve ( Idx)IThomas-Fermi-
2
be 1I seis 11
und t ( )
·z 2/3 d.h. soI 1I
(
:: 0, 9· 8 cm
N ::~ Z1/6
I
genannten
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- 10 -
Zusammenhang. Als szisse istdie dimensions se Größe E
1/ 2 gewählt,si für Ionen- und Absorber-ergibt. Aus E läßt si e
von GI. (18)
der in • 1dieser Darstellung
was den Vortearten e ige
EI ( )
E ::: 0,8853 • EI (18)
14 K;ID
-E
fini ).
Abb. 1: Verhältnis a von Kernstreu--ß~uueil und Ionisateil des zi s es
hard (e durch GI. (18)
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11 -
)
e-
theo-
experiment
versen~eaene
b im
Der eil (dE/dX)K ist für s re Spaltprodukte, n dereEnergien und Absorber hoher adung am größten; erbleibt in von uns betracht en sen- und Ener-giebereich ( ~ 160 AMU, Er ~ 60 ) immer 7 %.
nügt so, im ich von experimentellenretis en für den spezifischen ust nurdie ionsante zen.Auf e Nachteil der Formel von von Münzel (hingewiesen. I' nach (17) ildete Quoi( )........""....,.~....,..;.;.a für e
en,ve r-e
au i
Quot
iehe so
vonust
Lchung
1
i sehen
(--",.,. -e(1
6)+Li=3
b
(19)
mit W :::
s aus e
z
-'f(Zr' , )-e
Hierbei wurdeund
Konst en K1 ••••
hand der bis 1966a und b wurden an-
sse
I' C-, -, Ni-, sorber berechnet (sanden nur Messungen mit zur
deren 1 - abge von J127 - I'
). Alr rügung ,
s 18 war.
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- 12 -
Die vorliegende Arbeit zeMünzel und die berechnetenprodukte gült sind.
, ob die 1 (19) vonen auch
Formel für ( Idx)r wurde vonkelt. D se Autoren gingen von
Gleichung ausrr Gült
E we ere halbempirisPierce und Blann ( )
2 f( ,AA' ) (20)::: (YZr) . ,
Danach ergibt sich das nis aus dem zi schenieverlust e s s ren s zu e
im g ehen Ab r, wenn bei Tea ,
(21)
e yp s ons ist s von( ) nur von 0,3 MeV von 1 r-
8 y von ann rechnet,indem s en (B8,M1) (21)
enG So en s
:: f dE \\ I
p,
,95-)
2
(22)
mit :::
Durch r en e von (dEI )p
( , e si 80 (22) der i s e-
verlust sc r-e r le berechnen lassen. er
i s e interess es
e G1. (21) ve e
CdE )r /'2yZr::: (
)p
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- 13 -
sind.
bedeut et
BohrKorrekturtermedie gleichen
zu (20)
kann, selbst wennonen und Spaltprodukte
~-<~~o+'~,~_ol gi Untersv..~.~u
se
MeV e lich mit der in Kap. 1.1.2. als ezeichneten Größe ch? ja, so
Bremsformel (10) mit der Bremszahl (11)
sefür
für E :> 0,3ptive Ladung
, daß diecht
c K' cL"··Denn für
"'5~;m... Lne
zurn.
len
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- 14 -
be-
zifi-
ferte. EsMinute 1
einenur 0,11
zur Messung
f:4'raQ'me~nte
iro
Ein SchemaschenSpaltproduktquel
)(
kOl1nten die Spaltpro
en
Cf-QueUev
~ II I
V- I I
L.---.- 4cmI
.J~4cm
y x
Diskriminctor
e 2:
bi zur Mes z es
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- 15 -
1
e
ersind in-
sniedri
sich in
1 eines von
nur von ssenDanach
Als Detektoren en zwei ion"-Halbleitder Firma Ortec mit 3 cm2 Zählfläche. se Zähler
5 von Spaltprodukten geeWiderst des Sil iums e
at (ca. 500 n·cm). Dadurch 1
hohe Idst
sofern gut zum
, wasen
im Zählert en.
Die eeiehung der DetSchmitt, und
, wee
rn auch von dessen se
Sperrs"'UJI..... U
E : (A + B·M)·P + C + D·M
r
stim-Det
3) zu
und Masse e, P
sen
enM
A,B~C und D sdurchmen sind. In
E
N
f2000
1000
Abb. 3: rum
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- 16 -
und PH ermittelt werden,
schweren Fragmentgruppen ent
Massen und Ene bekannt waren,
I' ichten und
zugehörigen
konnt en hmitt et al .
es st ten,
en Abis D auszurecnnen
4 Gleichungen aufstellen,
iterz leI' e Konstjeden Halb-
A ::: B ::: 4
(24)
D :: 0,1
1
es be-
s
von 2
dem Cf
ien
, - und(bei Ni bis
S ThC/CI
ei ume sich
Messung s es
und Detektor X verscnleaene
st
wie der ic e 1
son re e so errei e
t nach unserer Schätzung + 10
l'acht. Es
Folien des Di~n~!J,uereichs O,1 ... 1~O2,2 mg/cm2) it nden
Foliendi und
en.1
+) und
pro-
si
seI' war so e~..~~~mändeat ena 10
immen zu
.,
1
produkten li
il
Umduktes
zu e
s
(
so
) ,rse
x d
i
ni
zum
+)Cf252 e
an
er-
von
I'
ereignisse
s d ZI' i
za,wertszeit von
2,65 a , so
vall e
il
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= 17 -
Paaren (x,y) wurden im Comput~r bei Messungen ohne Absorberdie ren N(x,y) und i solchen mit Absorber d Spet r-en N' (x,y) gebildet (jeweils 64x64 Kanäle) • Wenn man sdie Häufigkeiten N bzw. N' cht zur vorstel ,er-s int j s rum als e n irge" , fürdas man d • 4 achemat Ls ch stel en
y
\ \\ I I
" / I-r-/ //
---1-.-./
\\, /
-, ' -1-"<, I,-
IIIIIIII
II
,-/
/
IIIIIIIIIIIIIIII
v: IHI
L--.--------~;",L..-----~~-------~Mx
IK2S9\
e 4:
N(x,y),es Ls ch )
N' (x,y)
chelten ise
chtung zu
en
; s
eilungen N(xlly)verschoben.
4 zusätzlich eachse x i
N' (x,y)Kreisen der
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- 18 -
wertewerte aber abnehmen.mittlerenMH die
x e
• 1 : zu I
Ab c r
) ( e, ) ten sse
8,5 1 3 100
0,1 7,5 1 8 000
0,252 8,0 1 154 000
OlJ 7,3 915 000
0,460 7,2 1 000
5,8
Ni 1 0, 5 5,8 19
1, 4,0
1, 4 5,0 12 000
2,179 7,3 23
4,5 676 000
0,160 8,0 1 184
0, 5 7,7 1 1
Ojl 5,8 2 000
2,5 6 300
Go 0,325 7,9 1 112 000.f'tCro• 000~O?
1 000
r
en
ssei1
• 1
den
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- 19 -
Während der Me die anz der ronikanhand von 2 linien aus dem Impul kontrolliert.
Lage bl ! 0,5 Kanäle ; auf eineentsprechende konnte daher verzichtetNach einigen ssungen mit Ab rn immer einemessung eingeschoben. s zugs rum N(x,y) fürdie ssungen 1 ferte. Außerdem wurden i
Det anten A.B,e.D jewe s neu be • soauch elekt schwankungen ke Ro e mehr
Iten. Für den Detektor Y. dem stets nur die unab-remsten produkte • konnten die
Eichparameter aus en j swerden.
jeweils für e
y im
Nt (x,y)
eineitsve eilunSl:en
ren N(x,y)Waa2:reiCrrce i • d s h ,
y.Nt (x)=N' (x )
Y
In
i Nt(x)
links verscnooenwaren von ( • Abb , 5),
zumse sen
vonammen-
N(x)
ii
für y=coner
Abb. 5:
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(26)
sen sen"3 bis 4
von • (23)
bzw. (2)(i) usw.~R,~~ren si (i)
e
nur no um we-
Wie oben besGuJ'-L~~Uen,
t e W(x)
er den
rechnung szissensch1~elrp\!n~bte x~(i) ~ Unterder Annahme, daß die mitt sen Ci) und ' (i) für
![Page 29: iI'Inl kten in lischen AbsorbernQuot iehe so von ust Lchung 1 i sehen (--",.,.-e (1 6)+L i=3 b (19) mit W ::: s aus e z-'f(Zr',)-e Hierbei wurde und Konst en K 1 •••• hand](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022071513/61344ceadfd10f4dd73ba48d/html5/thumbnails/29.jpg)
- 21 -
13 dem thmetischen Mittel von Exs(i) undso dx li 13 h nun r spez
ehnen zur
Stre von N(x) und Nt (x ) ich 13 ,er-
zu x~(i) gehörenden Schwerpunktsenergiennach GI. (23).
e
entsprehielt man
E~s(i) d
Mit E (i)at (i), sowie
sehe
(27)
rten
m
eilungs-
war bei, d.h.
recnnungdie
etwa 35-40en Messungeny,
at Lat.Ls
sei) bzw. E'xs(i) nur an soN{x) bzw. Nt (x ) , zu
stens 1000 se en , se
Aus
oreic zu jeder Messunge berechnet. Dabei er
ren lei en bzw. s
Als Kontrolle für dsenverteilung
sich rmente Massen
ML :: 107 :t 1 AMU :: 141 :t 1
was t den J:'.1'l2:eDnissen or-en ( ) re
Die s e e
anlage des s 4, sp er auf e IBM 360/65.
Zur ssung e ( )
ke von bzw. sd .6) :
Die C I h am e s, sovon zwei en produkten jewe 13 nur
im ...:I lenkt wurde. s oren enYl
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- 22 -
lH[Oersted)
~ ---il0 000
1-- - -- - ---IIII1I
o 10 III
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-- Ie;;JIfiiiiJ!'flJI1$!B'~---II
8
6000
4000
2000
2
E E
ezurMsgn:e'Cfeldes,Verlauf
bi
Abb. 6: Schemat
und
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- 23 -
denen man außer rmessen konnte.lle attete
o sempfindliche itcL~au~~r,
Energie auch den Auftrerrn"nur
Die ihe
r
und demurecnnen, an
es, ausj erri.gen Ort x
2ohneFe
und, so ließ sich ausausrei'hne::>n
Q :::: (28)
DarinH
lle
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- 24 -
1 aus -Eisen von 15 mm ärke umgeben(Abb. 7). Das se der Mitte s
schirmrohres montiert und zwar in der e$ daß sich dieie mit dem 30o- Ri ung zum St
be-
effektum
P~äDar'ates von 5 mm 2$5 mm ver-s Ab s chd rmr-onr-e s
desit Ende
stahlrähmchen aurgezogenenauf klest
fand. sich zwar eDicke des bacA~U~.~, doch gleBre
rmung\
\\
\
\,-,
e
o e A
@\
\
\
\ ..\
\8000
2000
4000
10000
r[0 l
Abb 7: Abscn1~mun2
s
a) war zu
y..I.!"..n,<;it und se e von
je ..25 e
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( )
e
e
Inund Det.2 ist
e
i
i
H be-angegebene
r
t.2 von der Bb
r
einzusil
amlle (bei 1 : 0) eine 0J5 mm
i
zure
dem sanSchIehengleic max~...a~v
produkten 1 ß sichrechnen.
enr verwendei
es eh um zweiDiodesnis
vons Informatin Zähler ebau Detektoren
e be eh
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- 26 -
z::1Vorverstärker
Au- Kontaktp-Si li ci um
n-Sil um
s -Rcurn
Mo.s sekcnt t(Al Ag)
skontukt
B s- m
7t--- dünne
einfa liendes
Teilchen
denVorverstärkern
E- ...>IU"UL
+ -
s normalenAbb , 8: fbaulers ( ) eines i er-
detektors (unten)
1izu si
ektorbre eLadungenansehen.
zur
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... 27 ...
sehen diesem Sammelpunkt und Kontakten A und B;ner seien Onmschen Widerstände dieser Strecken mitund Ry bez chnet, und es die samt s Detx :::1 e zt; dann gi bei e Ohms Edler
) .
der
en• Deshalb
Ni 1-""""''''''''-'
.J,.€il.uu.u/OsempfindX
sei auf dt
~ X::: :::Qx y
. y ::: (Q - ) • x
Qy ::: Q . x
Ladung Qy ist somit ein für,x vom c ektord hängt Qy auch vonLadung Q und damit von I'
e man am Kontnal., daslichen
, wenn mans E·x'" s
im einze 1
kommen des Ortsimpulses vor
2 : en en1 oren
läche x mm x 14 mmmax. chtdi 1 11 60 lJ
s V V
rom 1 1,2 0, 1 111
Di des Eint t N I .1
spez. n·cm 500 n·cmca , 2 ca. 2
sauflösung 0 ,1 8 mm 1 mrn
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- 28 -
e
derwar
fach-Koinzdie aus
zunr-aucrrc en er-
am Com-
zur
waren, umzu
d
.1
en.zusammen-
en den
s
s 12
ausVon ADC'sComputer. Hier
E.Ortsdaten x ::
Spektren,N(x2 ) ,
seI'
j
genomm.en. Zur weissungen
en auf Bandelbar
i, N( )~
i
en
e
no
auf e
1
ichi N
tren von je 512
Me l:H::iuuv;.
teren
ren ver,x 1 )
cht nurzu
unde
64 x 64)-, N(x1,x2)-
zu ver-scru.euenen
"Rohdaten n
is
COIl1ptlter edent
, so z. zuS'i"I•.cu·rren", Auf se
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- 29 -
Mit der besOrtseichung
1 chen
enen Versuchsanordnung wurde zunächst eDetektoren vorgenommen. Sie war er ich,
elektronisch ermittelten Impulshöhe xden Auftreffpunkt e s ilchens und derEntfe s ses Punktes vom
mm ennur näherungs-zeome t S
lflächeammenhang bestand. Zur
elbar vor r1weise e
ses
ech voneinem
von
Abb. 9.
s
anten, gl
zebre enrums von 512
Einimhohensolchen
• 9: Orts rum N(x),unmittelbar vor or
Streissen
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en swertex aufträgt, diein Orts ren
Wenn man d durch d lende
S = 2,4,6, ••• ,30 mm über den Kanal~a... c ..
Mitten s- bzw.darstel man
ser nnl vonsich d Kenn
ilstüi it zur Um-
d
eine e
ichung d.2 waren es 5 %.
in 2 lJ.neare
max ..."'a.o;;;;
2 %, fürsehr guter
sichnauQ.... zahlen X
betFür
1 ......."'..
re
Li Kanälen) G Entsprechend der Impulshöhedann die Zählfläche j Det
e e und für A.: ..... Zonen ...,UJ.'l::l' e:16 gleicher
aufgenommen (mit 64x
jeweilsberechnet.
von x)
dem in Kap. 2.1. beschriebenenektorkonst en
in der 1 ( i
bis 16e
e e 13
lichen soll 1 P b wer-den. soll st ges
~
während d Größe Ee en
en, in übli sen sis unzwe c
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- 31 -
i
Ort
Zonen.
unberücksichtigt,sung llACLA.~~ch schlechter war s den an-
Nach seichung Det 13 Messun-gen zur st e Spaltprodukt ladung durchge-
• Den Messungen Nr.1 und .13 (vgl. Tab.3), bei
chen nicht im Magnetfeld abgelenkt wurden,aOl)pelte Bedeutung zu:
. 3: zu s
Nr. Ab
se
1 7,4 232 3,7 14 4740
3 0,167 6,2 19 11
4 0,317 6,0 17 300 n
5 Ni 0, 5 7,7 26 400 If
6 1,090 5,8 19 100 n
7 1,904 4,0 10 fi
8 Ni 2,1 5,0 12 000 n
9 0,517 7,3 23 11
10 0, 4 7,5 24 4100 11
11 1\." A g;;o') {:. A "!{:. "'FAA Iin.u. v,J;l'- v'v ... v IV'"
12 Au 0, 6,3 16 900 n
13 1,2 "l Q U_I"\.!.u u-v
chung:.1 5,0 39
.2 5,6 23 000
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1. S wurden zur benut
2. S d en für Experimente Magnet ld alsmessungen zur tlung der
Angaben über d iedenen zur enso Len , sow
sse ausanz El ronik während der 4
Stunden j 1 durch e
• Und zwar voneinem seI' en Teder be e e der
e , von wo aus s t
d e E
vone
50 MeV.en
encnenener-g i e von ca ,
verscnJ.eaenesol e dazu
lJ.nearen
ssun-
e
i
VerZ:.lCHl<el<konnt.e
Testl.J.U.l.CUtur
D ung einer e e s g von etrum ~x2) waren, ,bei sh8hen, d
Xl und x2 ehe, e
Det oren i s beiRegist e eses ) •
1. Schritt bei s
und ohne er aus den P1 und
s JIei
• 2.1- bes zur
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- 33 -
und s~ ausge-
in mm vom Detek-
2 soll daraufldstärke 0 g ).
X2 die Ent rnungswerte s1
Abstände der Auftreffpunkte
(d hochgestellte Null
ser Ort i der
wurden aus xlrechnet, die die
torrand en
h isen, daß
Die ganze Umrechnung
N(
t 1 r vorher durchgeführten Orts- und
Massenwer'te M1 und M2 tauchen in neuen
liz , denn s s e
stgelegt.
eine ein2. S t
s h
mentes 2 aus dem
rechnen läßt.
s
• Bezienung
agmerrt s
-t----
~F===i'K= Det.2
Quelle • 10: von
2 Spaltprodukti H :: 0
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- 34 -
::: K - . s1 1
Da das e der Detektorab von der e1
aus Versuchsanordnung bekannt war, brauchte nurst e K best zu • Durch etzen von j
Kon
1s 2
zusammengehörigen Werten s1 und 2
N( ,s1') in d e G
Lösungen für K"
eisi reiche
im
ich
1d und Absen M
1d t s
e
i
chnet.zu berücksjewevon .2
3. Schritt wurden
e sAbsorbervon ( )Ri
sorber
getroffenmessenen
d :::: s 2
nuren warenarenen
nunmehr ve
""",~"ol:'it
d
Von
zu eimich
b3.neuen"
N( , ,xl" ) .......... N(E ,d)
(E - , M , H > 0)
i neuen rums sse e
von zus ,d 1 mmb
Im 4.
M d
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Q ::: (28 )
![Page 44: iI'Inl kten in lischen AbsorbernQuot iehe so von ust Lchung 1 i sehen (--",.,.-e (1 6)+L i=3 b (19) mit W ::: s aus e z-'f(Zr',)-e Hierbei wurde und Konst en K 1 •••• hand](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022071513/61344ceadfd10f4dd73ba48d/html5/thumbnails/44.jpg)
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- 37 -
150
130
110
--=::::_---::::::;;;;::- 90
m
50
45
35
30 .
20
I _-----:iMj---150--=---120
.....--90
_----------~150130
90
15
15 j ~~~~~110 110100
~=~~~;;!~ 90.- ~:===---.-::====--------- 701S0 .110 _----70
100
met lisAbb. 11 : z sehe versAb von
e; isse 1_._-_.- GI. e ) berechnete
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se
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en a. (i=1 ••• 6) en~
S d en chnung der
sen stellten
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e cht
125 c
shalb, weil d
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entnommen wurden.
wurde dabei das
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Wichtung erfol e
te infolge
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Abb , 11
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er Ni
'0,00451
0,11 3
0,
- 0,0000(
,006l~ 6
, 652,000016
0, 819
- O,l 080( 1 6
463
0,
0,4234
- 0,00426
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- °ll'-'U'uu·
0,
- 0,
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40
30
20
--
minium
- 39 -
160
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i .11 e i .... 0 ....... " e"" " .. ""...................................
.. ...... "....... "
__---=::::::::ü::;--160
160
: .~~~~~130100
70
Abb , 12: r
en dEI
. ( )
asen von Mo( e • • 8 <I> '" ), Kahn (-----) i
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40 -der i st rten sse we 1i e r warund zweitens d ve entoren keine so 5
ec- I von i
Lanungsme s sungen
um 4-8 % nie-
Ag- und
(M3) anschweren C
Au-Fo1 st von+ 5 % (-
e isissen aus ze d
Mas e '\I
re 3(17)
von 1 (19) von 1 ( ) er-
sereso z.B.
se s
1 s
z.T.
.rcnenmaeae
Neben
zukommen
vone
der
sich zwar eeSll
11-,-"",uerem Z -
nenmencer-
man::: 0,l5 Z 0,4
I
D undben
± 10 %.
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- 41
50140.~.
e 0140
_.1Q9.• • • 100
...~ -loo
.-.-'_.-~-: • e 0
_._. -;:-'•• e. . .-'.-'.-'
Aluminium
_-----100_----- _----140
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35
1dEdX 45
r MeV 1Lmglcm~ 40
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20
15
10
Gold
_.-'
---------- -----------
_._.-140_.-"
5
70 90--.11> E
100
Abb. 13:
mit
bzw. Nortu ...
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- 42 -
je
ver-
tel-den
ichte und
zi s
aus . 13 erMünzel s Northcli
re Absorber ekurven. Beido e
es von
Q
r -
e
Par-ame t.er- - d
Bei I ven Q( , ) nach 01.(28)
1 d isse bis max ~ 0,5von zten Abso ab-
en von AI(: ( I )1/2 wur-
26
JJ
sc
-- (~Y'2 ~~~y)~y.Zr ver-e
0.9
t nr-oduktme s von
Q
1
Abb. 14:
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- 43 -
inrelat Ionenl~~~...o1/2
) ,so ze es sich
et man
ihrer Abhäng
daß die ve sen j zu-sammenfal . ive Ionenladung ~ hängt)
weder von der I" , noch von I" seIonen rn nur von I" s,
en ezu können, muß e
N(s1 ' 2) 1I daßman zu einem s1 der e
I" e
, umSt mm - etrag,
e
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- 44 -
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- 45 -
i
e einer be
auI' Schwankung von
kommt
und Masse nicht nur eimmten
Der
sen, sondern eine Ladungsverteilung mit e+- t um eine eLeischner (L4)
= 0,226 . Z1!2v
Die sind durch re en( .2.2. )
bzw. =3,4 wenn man davon e, ,Is sse ich und
i jewe s 68 %
nisse sen.
Für eIs e ( 124 AMU, ZI=49) mit e
eine d ::: mm. si • ( )
Abb. 16 ze e i ermitte en I y
e el issen r-e r I'
cht I' der "reduz rten ll s,vR
::: _02/3 au ven be-Vo
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- 46 -
r
/SOhr
/ Cl
'V A ::: 0
" A ::: 0I:::. A ::: 95Ä A ::: 1390 A ::: 79l1li A ::: 1270 A ::: 79x A ::: 35
---A e 0-'-'-A ::: 100
Abb , 16:
e bzw.e
ionIonenmlassen
el
y=Q/ZI sverschiedene
die Symbo bez s auf die Daten
ischner (L4) 1I Jj, (01), Moak0
Almquist ale ( ) . die Kurven gasförmige. ,sse von (M1) 6•
Die
sgas:fÖl"milZ'e
ergebnisse dar;Autoren:V
e t ale ( ) ;S
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- 47 -
zeichneten en at e Abs r.
enLonen~la5sen 100 bzw.
e Uberein8t~IIlUlUH5re
T.'_.~~lA~i s se
eder~e~eDen. S
Die e a.zenen
Kurven140.
~~,~.u,~r ( ) und Opower (01) zu-l"ragmente umen
vuoua.",en.
~rgeon.J.ssen vondie y-Werte
1 als
als bei
ichung kommt ein
i
von uns
auf't r-et.enden
e
ren Autoren.
d seI' nur
Es i
Fehle"',.,....enaen no
unab
1 er-Ionenmassen
sol e siverscnJ.eaene
von• 13) von
i
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- 48 -
sie ja st gebunden sind
4.
s von läßt im( • Abb , 16):
ellen Er
ischen Aus-
verSCh~ed.enen
Ladungwelserlt 1
e
sehenDer ichgebnissen für
Abwe ... ",ulJl.UE"",..
.p.p""'''''''''ichtlich
auch
sien von
r
bei der Auftragung von yversch1edenen
2.
sollte
r
eheni
sehen - fürsemszissenwerte in
I , d.h.
y=O,3 und y ,7 s1/4v=ZI ( 1 bzw. y
: bei rerman für
chnung von y.ZI ( 0 Kap. 1.1.2.)
e Quanten v inund n:Z I zi/3 ann
r-orien , so
11
r
und größer we
Bohr i seAbschät
t .....:::;",-CH
(n ist e
y und
n= yoZI). Wenn dieseso ist zu e en,kleineren anni~~t,l
ja ge DasBohrs ung
e.
itKurvenve
elten Kurven ime
cht.von Bohr zu e
l! der zu<: 0 ,1 8
l! daßvongezevon yBerei
e at istivon Gl. (32) benutzt
ele
denrer Ausdruck
Überewurdel! einbessere quant
sultaten errei
![Page 57: iI'Inl kten in lischen AbsorbernQuot iehe so von ust Lchung 1 i sehen (--",.,.-e (1 6)+L i=3 b (19) mit W ::: s aus e z-'f(Zr',)-e Hierbei wurde und Konst en K 1 •••• hand](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022071513/61344ceadfd10f4dd73ba48d/html5/thumbnails/57.jpg)
- 49 -
Zu d sem Zweck kann man eine Berechnung der Ionisierungsener-
gien heranziehen, die von Somme ld (S3) der Grundlage des
g ichen Modells durchgeführt wurde. Für d Ablösung n
äußersten Elektronen s Atoms t der Ordnungsz Z (n«Z)
ist danach ein rgiebetrag r Größe
1,26 n7 / 3(33):::
1 , (Z)
erforderlich. d Bindungsene e s n-ten ektrons
daraus
E(n) = 1b
und ( dem Atommo 11)r s ne s
Mit ser G i
berevuuvu, die man b
man nun
, um
e effektive
• (14) d e ive1 v
Ladung zu e te
1.(14)
prrMan e
n=12 ••• 25)
'V ::: Z 0,27 ,02I
( )
i
vorzeacb tazene
w~ru'~~u~~Hlich nur e kl rer We(v:::Z
I1 / 3) mit stati
ve
, daßvon Bohrv
s
Daraus
11 vorzu-
(
t man z.B.
lies e
zur rechnung von y
y:::O,5. ses
für gas
, daß
man sol e von.,nur erwarten,
Bei
für AI:::120sehr zu
z
li
dung
![Page 58: iI'Inl kten in lischen AbsorbernQuot iehe so von ust Lchung 1 i sehen (--",.,.-e (1 6)+L i=3 b (19) mit W ::: s aus e z-'f(Zr',)-e Hierbei wurde und Konst en K 1 •••• hand](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022071513/61344ceadfd10f4dd73ba48d/html5/thumbnails/58.jpg)
- 50 -
Spaltprodukte auch aus verschiedenen Anregungsionis werden - was zu dem Di eeffekt i
ufen rausfesten Absor-
ren»e
so e
en Daten
r
bern fUhrt - nämlich bei Bere von v weder vonBohr no von Sommerfeld i andererse s über
ee bisher ine quant iven theoretischen Aus-iegen, bleibt i sten nur e Mög ch-
Ergebnisse e an e reempi Gleichung an sen. Von Heckman
der VorschI gemacht~ Logarithmus von ( ) - das ist dtIere rel ive ronenzahl s - über
v -'{>Ges ~'ZI • Unter der bis1963daß manAbZuaammenharig
( 1-'1') :: v ( )
es von ( )
ni , (
ist cztenund ~::ZI-f
en
In
GesKonve von '1'
-6rAusdruck e1.
von is
ersetzt ll
II ob r
dung vonfo e
a ::: 0,0 7 b :::: 1,400
c ~ 1,08 10<ZI c
bzw. c :::: 1, für ZI }>
Wenn man die i Konstanten aus
s te ( )
sen unsererman
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- 51 -
vivy :: 1-1,045 o(0$888) 0
1 t Faktor ZIa nicht auf, da von uns ja
it der effektiven Ladung von ZI bzw.
(vgl. • 15). Denno zeigt sich eine
is von ischner; wenn man
en (38) ZI=40 und ZI=60 ( ) einset $ so
In sem
UbereinstKon
erhält manvI
y :: 1-1$08 o(0, 3)
vbzwe Y :: 1-1 4-(0 9 8 )
I' von
zu berecHnenPoz-me I (10)
,,( ) soll nun
en
( benutzt:
I( ) 4
5 für diese 3 sorber und jewe 2
i
chneI'
I'
versCfiJ.eaener/dx@
(11)
Ergebnisse $
igung
e
ssenermassentel'nach
Formeln, j
rte
en ex-
• 4
- se at
Gle ...""......!,,>
Ener'~ieve ergibt. Für
sehen 100 und 400 %,
z.T. ext
no größer.
rgegeben, zupe
Gl. ( dder e 7 result
(22) • I'e
cksi igung dervon 1 zu
sorber liegt dbei rn i
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- 52 -
Tab. 5: rg eh r nach r Theorie von Bohr berechnetenWerte des spezifischen Energieverlustes mit ex-
perimentel Daten und Ergebnissen nach Gl. (22)von Pierce und Blann
Abs Er (dE) dE (dE))exp.
(MeV)
100 60 9,36 6,95 35,61+ ,9100 24,63 21,8 45,98 44,9
Al
0 60 -23, -27,0 37,98 46,1100 10 II 51115 49,89 55,5
100 60 -22,43 -18,65 18,82 18,0100 - 51126 - 6 23,04 22,25,
1 60 ,00 -65,0 1179 19,-46 -41 6 26, 25., ,
100 60 -36,47 -29,7 11,46 12,3-17,60 -14 2 15~89 15,4,
140 9,86 -95,4 13,03 ,2- 71,55 -62 4 18,51 17,8,
il s r B ( • 11)sehr kle rteEnergieverlust mit
isch s s inegat
e
i , was si-
+)Das i tritt n auf chungen
sind e rweise IV von r G %,wenn man r von von( se aus Gründen,ja sein e von ( • .1.1.).
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- 53 -
Aus sem Sac rhaltProtonen und a-TeilSpaltprodukte nicht
(8)
folgt J daß die rür die Abbremsung vonberechneten Schalenkorrekturen für
werden und daß somit
- mit
sor-
Re
spezi sr s
experimentele 7 Tabel
aus vonnach
die Anwendung r cheNber s v~rbietet.
Einetaten e
rechnen läßt.
e i von undbenutzten Größe y
:: l-e vg l , (21 J22)
y :::: zu
y :::: 1. ( )
st er-e um %r
erwei si
) ::::
I• (21)
Hie
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- 54 -
esdie
kommt,d G Lchung
ch
i
i vers iedenenha,,~~,orarten nicht zu e
exner-äment e I
an die empirischenGleichung von Lindhard
ifikat ~e=0,5.ZIOJ41e ........5"' ...~d
zur Berechnung dessorbern
aus
racht, die j
verschiedenen
serwas z.B. für die
'I.1t"!'I"O'·ß:lIschltUlEme
von
kann. DanebenFormeln in
angewiesen, eWerte vorzuner~en,
durch die Se 40ge eenenen
pirischerTeJ.lcnenen:ergien
ichführen. e
ichung (19)leichten bis
i rn(22) von
i %, wasen e
z eLadung seHil J
rjedoch em-
p 1 1I derenund "
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