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FAIR-Magnet in Frankreich fertig gestellt

20.01.2015 - (idw) FAIR - Facility for Antiproton and Ion Research

Der 60 Tonnen schwere, komplett neu entwickelte Magnet GLAD ist jetzt im französischen Saclay fertiggestellt worden. Der Magnet wird für das NUSTAR-Experiment bei FAIR geladene Teilchen von ungeladenen Neutronen trennen. Die NUSTAR-Forscher wollen untersuchen, welche Eigenschaften seltene und höchst instabile Atomkerne mit sehr vielen Neutronen haben, wie sie in Supernovae entstehen. Auf diese Weise möchten die Wissenschaftler letztlich herausfinden, wie unsere Elemente in solchen gewaltigen Sternenexplosionen entstanden sind. Rund 50 Ingenieure und Wissenschaftler des französischen Technologie-Forschungszentrums CEA in Saclay haben mit Unterstützung von Industriepartnern in jahrelanger Arbeit einen supraleitenden Magneten für das R3B-Experiment der NUSTAR-Kollaboration von FAIR ausgetüftelt, den GLAD-Magneten (GSI Large Acceptance Dipole). Im R3B-Experiment wollen die NUSTAR-Wissenschaftler extrem seltene und sehr neutronenreiche Kerne untersuchen, die mit der FAIR-Anlage erstmals in ausreichenden Mengen als Sekundärstrahl erzeugt werden können. Fliegen solche neutronenreichen Atomkerne nahe an anderen Atomkernen des sogenannten Target vorbei, so werden sie angeregt, schwingen und zerfallen indem sie beispielsweise Neutronen aussenden. Dadurch verraten sie den Wissenschaftlern etwas über ihre Struktur, zum Beispiel die Bildung von Neutronenhäuten. Sie können damit möglicherweise die grundsätzliche Frage beantworten, warum in einer bestimmten Anzahl ungeladene Neutronen Atomkerne so stabilisieren können, dass sich in Supernovae (Sternenexplosionen) alle schweren Elemente wie Blei, Gold oder Uran bilden konnten, die wir heute auf der Erde finden.

Der GLAD-Magnet trennt nun direkt hinter dem Target die geladenen von den ungeladenen Teilchen und ermöglicht so deren Analyse. Die besondere technologische Herausforderung: Der Magnet verfügt über einen großen horizontalen wie vertikalen Öffnungswinkel um sowohl gering geladene Teilchen wie Kernfragmente zu erfassen. Gleichzeitig erzeugt er ein starkes, sehr homogenes Magnetfeld. Dies ist nötig, weil die Teilchen eine große Wucht (Impuls) besitzen. Die supraleitenden Magnetspulen enthalten zudem keine Eisenkerne zur Verstärkung des Magnetfelds, was den Magneten insgesamt zu einem Leichtgewicht von 60 Tonnen macht. Daher kann er per Schwertransport über die Straße von Frankreich nach Darmstadt gefahren werden. Weitere Informationen:http://www.fair-center.eu
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