R3B steht für Reactions with Relativistic Radioactive Beams und beschreibt einen Reaktionsaufbau an der neuen FAIR-Anlage, der die Untersuchung von Kernreaktionen mit exotischen Kernen jenseits der Stabilität ermöglichen soll. Hier sind Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Helmholtz Forschungsakademie Hessen für FAIR stark beteiligt.
So werden die Kernstruktur und -dynamik mit seltenen Isotopen-Strahlen erforschbar gemacht, indem die Kerne auf mehr als 10 Prozent der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. Reaktionsprodukte wie Protonen, Neutronen oder aber auch Gamma-Strahlung sollen dabei durch ein Detektorsystem möglichst vollständig nachgewiesen werden. Um ein derart komplexes Vorhaben in die Tat umzusetzen, sind mehrere verschiedene Detektionssubsysteme sowie ein hochentwickeltes DAQ-System, das die Datenerfassung der Detektoren koordiniert, und eine Datenanalysesoftware nötig. Ihre Planung und Umsetzung obliegen der R3B-Kollaboration, die mehr als 50 verschiedene Institute aus der ganzen Welt umfasst und auch auf das Knowhow der Helmholtz Forschungsakademie Hessen für FAIR zurückgreift.
Dabei entwickelten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Kollaboration unter anderem folgende Detektorsubsysteme:
- NeuLAND mit vollem Namen new Large-Area Neutron Detector beobachtet die Neutronen während des Experiments. Er wurde eigens für R3B entwickelt und ist besonders effizient, hat eine hohe Auflösung und ein großes Auflösungsvermögen für Multi-Neutronen-Treffer.
- Der supraleitende Dipolmagnet (R3B-GLAD) ist speziell für dieses Experiment entworfen worden und die seitlichen Spulen sind so optimiert, dass selbst minimal ionisierende Teilchen nachgewiesen werden können.
- Der Protonenverfolgungsdetektor (Proton Tracking Detector/ R3B-Si-Tracker) besteht aus zwei Driftkammern die sich hinter dem Diplomagneten befinden, um dort Zerfallsprotonen zu detektieren.
- Verschiedene Schwerionenverfolgungsdetektoren ermöglichen es in dem Mehrzweckaufbau R3B je nach Experiment passende Detektoren auszuwählen, um die Flugzeit der exotischen Schwerionen nach unterschiedlichen Parametern zu beobachten.
- Das Gammaspektrometer (CALIFA) misst die Energie der Reaktionsprodukte und kann die vollständige Kinematik mit hoher Effizient und Auflösung messen.
- Der niederenergetischer Neutronendetektor kommt bei speziellen Experimenten zum Einsatz und misst die Energie der Neutronen am zweiten Target.
