Dortmund 2006 – wissenschaftliches Programm

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T: Teilchenphysik

T 205: Neutrinos I

T 205.5: Vortrag

Dienstag, 28. März 2006, 15:00–15:15, HG2-HS6

Die KATRIN Tritium-Quelle: Design und Kühlkonzept — •Steffen Grohmann — Forschungszentrum Karlsruhe, Institut für Kernphysik, Postfach 3640, 76021 Karlsruhe

Das KArlsruhe TRItium Neutrino-Experiment KATRIN ist ein Tritiumzerfallsexperiment zur direkten Suche nach der Neutrinomasse. KATRIN basiert auf der Kombination einer fensterlosen molekularen Tritiumquelle hoher Luminosität und einem hochauflösenden System aus elektrostatischen Spektrometern.

Der Quellbereich besteht aus einem 10m langen zylindrischen Rohr mit einem Durchmesser von d=90mm, das bei einer Temperatur von 27K betrieben wird. In der Mitte des Rohrs wird molekulares Tritium einer Isotopenreinheit >95% mit einem Nominaldurchfluss von 1.8 mbar l/s (STP) in das Quellrohr eingelassen. An beiden Rohrenden schließt sich ein System aus Turbomolekularpumpen an, die die Tritiummoleküle über Reinigungsstationen im geschlossenen Kreislauf an den Injektionspunkt zurückführen.

Im Quellrohr bildet sich ein Tritiumdichteprofil mit einer Säulendichte von 5x10^17 Molekülen pro cm^2. Die erforderliche Stabilisierung des Dichteprofils auf 10^-3 führt zu extremen technischen Anforderungen wie z.B. an die Temperaturstabilisierung oder die Durchflussregelung.

Die physikalischen Anforderungen an die Quelle, technisches Design und Kühlkozept sowie erste Prototypmessungen einzelner Komponenten werden vorgestellt und diskutiert.