Der Ausschlag von Nukleonen aus Kernen ist ein mächtiges Werkzeug zur Untersuchung der Kernstruktur. Insbesondere der Ausschlag von Nukleonen bei Energien oberhalb von 200 MeV/Nukleon aus einem Wasserstoff-Target, die so genannte quasi-freie Streuung, gilt als saubere Untersuchungsmethode für die Kernstruktur und hat zu mehreren aktuellen experimentellen Programmen und theoretischen Entwicklungen geführt. In dieser Arbeit sind wir an Reaktionen interessiert, die zur Entfernung von zwei Nukleonen führen. In der Tat wurde in mehreren Fällen beobachtet, dass unterschiedliche Endzustände in einem Kern erzeugt werden, wenn sie aus einem Nukleonenknockout (p,2p) oder aus zwei Nukleonenknockouts (p,3p) entstehen. Das Verständnis des letzteren könnte ein neues Werkzeug für die Kernspektroskopie darstellen.

Die Analyse von zwei experimentellen Kampagnen, die am RIBF in RIKEN, Japan, durchgeführt wurden, wird hier vorgestellt. Es wurde die Winkelverteilung der gestreuten Protonen von mehreren neutronenreichen Kernen mittlerer Masse analysiert. Die radioaktiven Kerne prallten auf ein 100 mm langes kryogenes Flüssigwasserstoff-Target. Die aus der Reaktion austretenden Protonen wurden mit der MINOS-Zeitprojektionskammer, die das Target umgibt, vermessen, wodurch erstmals die Winkelkorrelationen der drei Protonen im Endzustand zugänglich wurden. Die erhaltenen Protonenverteilungen wurden mit kinematischen Modellen verglichen, die drei verschiedene Reaktionsmechanismen annehmen. Die (p,3p) Reaktion verläuft hier sequentiell. Einundzwanzig inklusive Ein-Proton- und Zwei-Proton-Knockout-Reaktionsquerschnitte von 68-70Co, 70Ni, 74Ni, 74-75Cu, 75-76Zn, 80-82Ga, 89-90Se, 97Rb, 100-102Sr, 102-103Y und 112Mo werden ebenfalls präsentiert.

Um die Scheitelpunktauflösung zu verbessern und Missing-Mass-Spektroskopie zu ermöglichen, wird ein neuer Aufbau namens STRASSE entwickelt. Es handelt sich um ein Silizium-Tracker-Array, das in hexagonaler Form in zwei Schichten um ein flüssiges H2-Target angeordnet ist. Die Entwicklung begann mit einem Demonstratoraufbau PFAD, der aus einem Drittel der STRASSE besteht. Er besteht aus zwei Schichten auf jeweils zwei gegenüberliegenden Seiten. Ein Experiment 10He(p,pα)"6n" am RIBF, RIKEN ist bereits genehmigt. Ein Teil der Datenaufnahme (DAQ) muss für den Betrieb im Vakuum sein, was in dieser Arbeit anhand eines Testaufbaus validiert wurde. Ein großer Teil der DAQ ist von der CBM-Tracker-Elektronik übernommen, die an die PFAD/STRASSE-Anforderungen angepasst wurde. Das elektronische Rauschen wurde ebenfalls minimiert und ein γ-Spektrum des 241Am aufgenommen. Für PFAD wurde ein Kühlsystem entworfen (und validiert), und das gesamte elektronische Datenerfassungssystem wurde eingerichtet und optimiert.