| Popis: |
Dit proefschrift introduceert de wetenschappelijke doelstellingen van de TRIμP groep en beschrijft het ontwerp, bouwen en ingebruikname van de voornaamste onderdelen van de faciliteit. Het TRIμP programma heeft als voornaamste doel het meten van β-verval (hoek- en energiecorrelatie metingen tussen beta-deeltje en neutrino, waarbij gebruik wordt gemaakt van kortlevende alkali en aardalkali elementen, zoals 21Na) en het zoeken naar permanente elektrische dipool momenten (EDM) in atomaire systemen. De doelstellingen van de TRIμP groep, gebruikmakend van precisie metingen, vereiste het bouwen van een faciliteit die radioactieve nucleïden kan leveren met voldoende aantallen en puurheid. De opbouw van de faciliteit en de functie van de belangrijkste onderdelen is hieronder gegeven samen met een uitleg over het werk dat is gedaan aan het ontwerpen, bouwen, berekenen, en het ingebruiknemen van deze onderdelen. Dit proefschrift omvat het werk dat is gedaan aan isotopen-productie en -scheiding (“target” en separator), aan het stoppen van de ionen en bundelvorming (ion catcher), en aan het koelen en groeperen van de ionenbundel (radio frequentie quadrupolen). De gezochte radioactieve nucleïden worden in verschillende kernreacties geproduceerd met “omgekeerde kinematiek", waarbij gebruik wordt gemaakt van zware-ionen-bundels van het AGOR supergeleidend cyclotron op het Kernfysisch Versneller Instituut (KVI). De bundel wordt gefocusseerd op het productie-trefplaatje stroomopwaarts van de magnetische separator. De separator is ontworpen om de producten te scheiden van de primaire bundel en tevens de gewenste isotopen te scheiden van andere producten. Het gewenste product (zoals 21Na) wordt gescheiden van de primaire bundel en de andere producten d.m.v. hun magnetische rigiditeit. De natrium-isotopen hebben aan het einde van de separator gewoonlijk een te grote snelheid om gevangen te kunnen worden en moeten dus afgeremd worden. Dit wordt gedaan in de zogenaamde Thermal Ionizer ionenvanger. De ionen worden tot stilstand gebracht in een aantal hete wolfram folies, dat zich in een verhitte holte bevinden. Na diffusie naar het oppervlak kunnen de ionen geëxtraheerd worden door een kleine opening in de holte. Door botsingen met de wanden en de folies worden de ionen verschillende keren geneutralizeerd en geionizeerd, voordat ze als ion geëxtraheerd worden. De emittantie van de Thermal Ionizer bundel is groot en koeling is daarom noodzakelijk. Hiervoor is na de TI een radio-frequentie quadrupool (RFQ) geïnstalleerd. Naast de koeling bundelt deze RFQ de ionen tot korte pulsen. Het ontwerp van de TRIμP RFQ is meegenomen in simulatie voor de bepaling van verliezen ten gevolge van randvelden en om de eigenschappen van het systeem te bestuderen. De faciliteit biedt een grote variatie aan zuivere radioactieve bundels. Deze werden al benut bij experimenten, waar ionen in een materiaal werden geïmplanteerd. In de nabije toekomst biedt de faciliteit lage energiebundels van kortlevende deeltjes voor experimenten waarbij vertraging, bundelkoeling en atoom vangst nodig zijn. |
