Techniklexikon

Target

Kernphysik, engl. Zielscheibe, zum Beschuss mit Beschleunigerstrahlen eingesetztes Probenmaterial. Beim Durchgang durch das Target wechselwirken die Projektile unterschiedlich je nach Projektilsorte und Energie mit den Elektronen und Atomkernen (bzw. deren Kernbausteinen und weiteren Substrukturen) des Targetmaterials. Die Wechselwirkung kann mit makroskopischen Parametern wie Energieverlust, Reichweite und Umladung des Strahls beschrieben werden. Der mikroskopische Einzelprozess wird als Streuung bezeichnet, die inelastische Streuung beinhaltet Prozesse der Kernreaktion, Teilchenerzeugung und Teilchenumwandlung. Die Streuprozesse sind wesentliche Mittel zur Untersuchung elementarer Wechselwirkungen in der Atom-, Kern- und Elementarteilchenphysik; damit kommt dem Aufbau und den Eigenschaften von Targets zentrale experimentelle Bedeutung zu. Bei periodischer, kristalliner Anordnung der Targetbausteine können Kohärenzphänomene hinzukommen. Bei polarisierten Targets sind die Richtungen der atomaren magnetischen Momente bzw. der magnetischen Kernmomente durch angelegte Magnetfelder kollektiv ausgerichtet, was die Untersuchung spinabhängiger Anteile der Streuamplitude erlaubt.

Eine sinnvolle Targetdicke ist durch die Grösse des jeweiligen elektronischen Energieverlustes und/oder des Streuquerschnitts festgelegt. Typische Targetdicken beispielsweise bei Experimenten mit Schwerionenstrahlen (schwere Ionen) reichen von wenigen 10 mg / cm² bis hin zu mehreren 100 mg / cm². Dicke Targets von mehreren 10 g / cm² werden zur Erzeugung von Sekundärstrahlen eingesetzt. Bevorzugt sind Festkörpertargets in metallischer Form oder als Verbindungen. Zur Untersuchung der Strahlenwirkung auf biologische Zellen werden biologische Targets aus Gewebeschnitten bzw. Zellkulturen verwendet. Bei extrem niedrigen Energien bzw. in Experimenten an Speicherringen mit gekühltem Strahl mit notwendig geringem Teilchen- und Energieverlust werden Gastargets – ein scharf gebündelter überschallschneller Gasstrahl in Verbindung mit einem leistungsfähigen differentiellen Pumpsystem – eingesetzt. In Experimenten an Speicherringen mit gegenläufigen Strahlen wie insbesondere in der Hochenergiephysik bilden die Strahlteilchen selbst gegenseitig die Targetteilchen.