Authors:	Ketelaer, Jens
Title:	The construction of TRIGA-TRAP and direct high-precision Penning trap mass measurements on rare-earth elements and americium
Online publication date:	30-Sep-2010
Year of first publication:	2010
Language:	english
Abstract:	Nuclear masses are an important quantity to study nuclear structure since they reflect the sum of all nucleonic interactions. Many experimental possibilities exist to precisely measure masses, out of which the Penning trap is the tool to reach the highest precision. Moreover, absolute mass measurements can be performed using carbon, the atomic-mass standard, as a reference. The new double-Penning trap mass spectrometer TRIGA-TRAP has been installed and commissioned within this thesis work, which is the very first experimental setup of this kind located at a nuclear reactor. New technical developments have been carried out such as a reliable non-resonant laser ablation ion source for the production of carbon cluster ions and are still continued, like a non-destructive ion detection technique for single-ion measurements. Neutron-rich fission products will be available by the reactor that are important for nuclear astrophysics, especially the r-process. Prior to the on-line coupling to the reactor, TRIGA-TRAP already performed off-line mass measurements on stable and long-lived isotopes and will continue this program. The main focus within this thesis was on certain rare-earth nuclides in the well-established region of deformation around N~90. Another field of interest are mass measurements on actinoids to test mass models and to provide direct links to the mass standard. Within this thesis, the mass of 241-Am could be measured directly for the first time. Kernmassen sind eine wichtige Größe zur Untersuchung der Kernstruktur, da sie die Summe aller Wechselwirkungen im Atomkern widerspiegeln. Es gibt viele Möglichkeiten zur präzisen Massenmessung unter denen die Penningfalle die höchste Präzision erreicht. Darüber hinaus können damit absolute Massenmessungen unter Verwendung des atomaren Massenstandards Kohlenstoff als Referenz durchgeführt werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das neue Doppel-Penningfallen-Massenspektrometer TRIGA-TRAP aufgebaut und in Betrieb genommen. Diese Anlage stellt die erste dieser Art an einem Kernreaktor dar. Zahlreiche technische Neuentwicklungen wurden getätigt, darunter eine verlässliche nicht-resonante Laser-Ablations-Ionenquelle zur Erzeugung von Kohlenstoff-Cluster-Ionen, und werden fortgeführt, wie z.B. ein zerstörungsfreier Ionennachweis für Messungen mit einzelnen Teilchen. Durch den Forschungsreaktor TRIGA Mainz erhält TRIGA-TRAP Zugang zu neutronenreichen Spaltprodukten, die in der Kern-Astrophysik im Rahmen des r-Prozesses von Bedeutung sind. Vor der Ankopplung an den Reaktor sind an TRIGA-TRAP bereits Massenmessungen an stabilen und langlebigen Isotopen durchgeführt worden und werden fortgesetzt. Im Rahmen dieser Arbeit lag der Schwerpunkt auf Nukliden der seltenen Erden im Bereich starker Deformation für N~90. Daneben werden Aktinoide im Hinblick auf Tests von Massenmodellen untersucht und um direkte Verknüpfungen zum Massenstandard zu bilden. Hier konnte zum ersten Mal direkt die Masse von 241-Am gemessen werden.
DDC:	530 Physik 530 Physics
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 08 Physik, Mathematik u. Informatik
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-978
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-24184
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Appears in collections:	JGU-Publikationen