Techniklexikon

Flugzeitspektrometer

Kernphysik, Messanordnung der Kern- und Elementarteilchenphysik zur Bestimmung der Geschwindigkeit von Teilchen. Das Zeitintervall Dt, welches ein Teilchen zum Durchlaufen der Strecke L benötigt, ist proportional zur Geschwindigkeit  v , v = L / Dt , woraus bei bekannter Teilchenmasse m die kinetische Energie E_kin des Teilchens folgt. Für nichtrelativistische Teilchen gilt:

.

Die Zeitmessung erfolgt in einer Koinzidenzanordnung zwischen einem Start- und einem Stoppzähler. Als Startzähler dienen Transmissionszähler, in Beschleunigerexperimenten die Mikropulsung des Strahls oder, nach Kernreaktionen, der Nachweis anderer Reaktionspartner. Die Zeitauflösung d(Dt) geht direkt in die Messgenauigkeit ein. Mit schnellen Szintillationszählern, Tscherenkow-Zählern und Pestow-Gas-Zählern werden Zeitauflösungen von unter 100 ps erzielt, so dass selbst bei relativistischen Teilchen Flugstrecken von wenigen Metern genügen. Zur Erzielung grosser Effizienz wird die Flugstrecke als magnetisches Transportsystem ausgebildet. Bei Verwendung von Detektorwänden aus Szintillatormaterialien kann der gesamte Raumwinkel, in den die Reaktionsprodukte emittiert werden, abgedeckt werden. (Flugzeitwand)