Online-Simulation radioaktiver Ionenstrahlen
In der aktuellen Nuklidtabelle sind etwa 3.000 Nuklide enthalten, die in stabile und spontan zerfallende Isotope unterteilt sind. Eine ebenso große Anzahl an exotischen Nukliden gehört zu der sogenannten "terra incognita", dem großen unbekannten Bereich der Nuklidtabelle, in dem in letzter Zeit viele unerwartete Strukturen entdeckt werden konnten. In Laboren hergestellte exotische Nuklide ermöglichen Variationen in den eng gesteckten Grenzen des Systems aus Protonen und Neutronen in Atomkernen. Diese Variationen sind erforderlich um die wahre Natur subatomarer Strukturen zu entdecken. Die Erforschung dieser instabilen Nuklide, die unter den Bedingungen auf der Erde nicht existieren können, wurde durch die Verwendung von radioaktiven Ionenstrahlen massiv unterstützt. Durch das ISOL-Verfahren (Isotope-Separator-On-Line-Verfahren) können Strahlen hoher Intensität aus Milliarden radioaktiver Ionen pro Sekunde erzeugt werden. Sobald sie einmal aus dem Target, das auf mehrere Tausend Grad aufgeheizt wird, freigesetzt wurden, werden die radioaktiven Atome ionisiert und separiert, bevor eine Weiterleitung an die einzelnen Forschungseinrichtungen erfolgt. Die Effizienz der Freisetzung hängt dabei von der Diffusion der Nuklide im Target, von der Effusion in die Ionisierungskavität und den Absorptions- und Desorptionsprozessen bei jeder Oberflächenkollision ab, um nur einige zu nennen. Simulationen all dieser Prozesse ermöglichten das Studium und die anschließende Optimierung der Anordnung und des Aufbaus des Systems aus Target und Ionenquelle. Beim Isotope-Release-Simulator (IRES) handelt es sich um ein Online-Konfigurationstool, welches während des TARGISOL-Projekts entwickelt wurde um es Wissenschaftlern zu ermöglichen, den Weg der Nuklide vom Target bis hin zur Ionenquelle zu verfolgen. Der Remote-Zugriff auf ein Monte-Carlo-Programm, dem Radioactive-Ion-Beam-Optimizer (RIBO), mit dem aus Pulver oder Fasern in unterschiedlichen Geometrien hergestellte Targets simuliert werden können, erfolgt über ein Web-Interface. Die Datenbank enthält zudem je nach verwendetem Targetmaterial auszuwählende Diffusionsparameter und Absorptionsenthalpien. RIBO steht online im Internet unter http://www.targisol.csic.es/intro_ires.html zur Verfügung. Die Ergebnisse der Simulationen werden den Benutzern per E-Mail zugesendet.
