Design and characterization of a Cryogenic Stopping Cell for radioactive ions

Promotie: mw. M. Ranjan, 14.30 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Design and characterization of a Cryogenic Stopping Cell for radioactive ions

Promotor(s): prof.dr. N. Kalantar-Nayestanaki

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Nieuwe Cryogene Ionenvanger remt hoogenergetische ionen af

In-vlucht radioactieve ionenbundelfaciliteiten leveren radioactieve ionen bij heel hoge energie. Voor studies die laagenergetische ionen nodig hebben, bijvoorbeeld experimenten die lasertechnieken of atoom- of ionenvallen gebruiken, moeten deze hoogenergetische ionen dus omgevormd worden naar een laagenergetische ionenbundel. Om dit te bewerkstelligen werd een zogenaamde Cryogene Ionenvanger ontwikkeld aan het Kernfysisch Versneller Instituut, Rijksuniversiteit Groningen. In dit apparaat worden energetische radioactieve ionen afgeremd en gestopt in een edelgas (helium in dit geval) en naar de uitgangszijde geleidt door een statisch elektrisch veld. Aan de uitgangszijde bevindt zich een radiofrequent tapijt van innovatief ontwerp dat de ionen naar een kleine uitlaatopening geleidt waar ze de ionenvanger als een lage-energie bundel verlaten. Het werken bij cryogene temperatuur verzekert de benodigde zuiverheid van het afremgas.

De Cryogene Ionenvanger is ontworpen voor gebruik bij de Fragment Separator van het GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research en de Super-Fragment Separator die geïnstalleerd wordt bij de Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) in opbouw bij het GSI (Darmstadt, Duitsland).

De Cryogene Ionenvanger is de eerste in zijn soort. De goede werking werd aangetoond met behulp van radioactieve bronnen en hoogenergetische ionen van de Fragment Separator faciliteit. De ionenvanger werd gebruikt met een bijna twee keer hogere heliumdichtheid dan ooit tevoren bij vergelijkbare apparaten. De gebruikte technologie zal een nog hogere dichtheid toelaten. De resultaten zijn een mijlpaal in de wereldwijde ontwikkeling van ionenvangers.

Manisha Ranjan (India, 1983) studeerde natuurkunde aan de D.D.U. Gorakhpur University. Het onderzoek werd uitgevoerd op het Kernfysisch Versneller Instituut (KVI) van de RUG en gefinancierd door de RUG en het GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research (Darmstadt, Duitsland).

Ranjan's nieuwe werkgever is SRON. Zij gaat daar werken aan de ontwikkeling van een nieuwe infrarood spectroscoop en supercamera voor de Japanse ruimtetelescoop SPICA (lancering in 2020).