Commissioning of the vacuum system of the KATRIN Main Spectrometer

M. Arenz, M. Babutzka, M. Bahr, J.P. Barrett, S. Bauer, M. Beck, A. Beglarian, J. Behrens, T. Bergmann, U. Besserer, J. Blümer, L.I. Bodine, K. Bokeloh, J. Bonn, B. Bornschein, L. Bornschein, S. Büsch, T.H. Burritt, S. Chilingaryan, T.J. Corona, L. De Viveiros, P.J. Doe, O. Dragoun, G. Drexlin, S. Dyba, S. Ebenhöch, K. Eitel, E. Ellinger, S. Enomoto, M. Erhard, D. Eversheim, M. Fedkevych, A. Felden, S. Fischer, J.A. Formaggio, F. Fränkle, D. Furse, M. Ghilea, W. Gil, F. Glück, A. Gonzalez Ureña, S. Görhardt, S. Groh, S. Grohmann, R. Grössle, R. Gumbsheimer, M. Hackenjos, V. Hannen, F. Harms, N. Haußmann, F. Heizmann, K. Helbing, W. Herz, S. Hickford, D. Hilk, B. Hillen, T. Höhn, B. Holzapfel, M. Hötzel, M.A. Howe, A. Huber, A. Jansen, N. Kernert, L. Kippenbrock, M. Kleesiek, M. Klein, A. Kopmann, A. Kosmider, A. Kovalík, B. Krasch, M. Kraus, H. Krause,i M. Krause, L. Kuckert, B. Kuffner, L. La Cascio, O. Lebeda, B. Leiber, J. Letnev, V.M. Lobashev, A. Lokhov, E. Malcherek, M. Mark, E.L. Martin, S. Mertens, S. Mirz, B. Monreal, K. Müller, M. Neuberger, H. Neumann, S. Niemes, M. Noe, N.S. Oblath, A. Off, H.-W. Ortjohann, A. Osipowicz, E. Otten, D.S. Parno, P. Plischke, A.W.P. Poon, M. Prall, F. Priester, P.C.-O. Ranitzsch, J. Reich, O. Rest, R.G.H. Robertson, M. Röllig, S. Rosendahl, S. Rupp, M. Ryšavý, K. Schlösser, M. Schlösser, K. Schönung, M. Schrank, J. Schwarz, W. Seiler, H. Seitz-Moskaliuk, J. Sentkerestiová, A. Skasyrskaya, M. Slezák, A. Špalek, M. Steidl, N. Steinbrink, M. Sturm, M. Suesser, H.H. Telle, T. Thümmler, N. Titov, I. Tkachev, N. Trost, A. Unru, K. Valerius, D. Vénos, R. Vianden, S. Vöcking, B.L. Wall, N. Wandkowsky, M. Weber, C. Weinheimer, C. Weiss, S. Welte, J. Wendel, K.L. Wierman, J.F. Wilkerson, D. Winzen, J. Wolf, S. Wüstling, M. Zacher, S. Zadoroghny and M. Zboril

Forschungsartikel (Zeitschrift) | Peer reviewed

Zusammenfassung

The KATRIN experiment will probe the neutrino mass by measuring the ß-electronenergy spectrum near the endpoint of tritium ß-decay. An integral energy analysis will be performedby an electro-static spectrometer (“Main Spectrometer”), an ultra-high vacuum vessel with a lengthof 23.2 m, a volume of 1240m3, and a complex inner electrode system with about 120 000 individualparts. The strong magnetic field that guides the -electrons is provided by super-conductingsolenoids at both ends of the spectrometer. Its influence on turbo-molecular pumps and vacuumgauges had to be considered. A system consisting of 6 turbo-molecular pumps and 3 km ofnon-evaporable getter strips has been deployed and was tested during the commissioning of thespectrometer. In this paper the configuration, the commissioning with bake-out at 300°C, and the performance of this system are presented in detail. The vacuum system has to maintain a pressure inthe 10-11 mbar range. It is demonstrated that the performance of the system is already close to thesestringent functional requirements for the KATRIN experiment, which will start at the end of 2016.

Details zur Publikation

FachzeitschriftJournal of Instrumentation (JINST)
Jahrgang / Bandnr. / Volume11
SeitenbereichP04011null
StatusVeröffentlicht
Veröffentlichungsjahr2016
Sprache, in der die Publikation verfasst istEnglisch
DOI10.1088/1748-0221/11/04/P04011
StichwörterGas systems and purification; Neutrino detectors; Spectrometers; Vacuum-based; detectors

Autor*innen der Universität Münster

Bauer, Stephan
Institut für Kernphysik
Behrens, Jan David
Professur für Kernphysik (Prof. Weinheimer)
Bokeloh, Karen
Institut für Kernphysik
Dyba, Stephan
Professur für Kernphysik (Prof. Weinheimer)
Fedkevych, Oleh
Professur für Kernphysik (Prof. Weinheimer)
Hannen, Volker Michael
Professur für Kernphysik (Prof. Weinheimer)
Hillen, Björn
Institut für Kernphysik
Prall, Matthias
Institut für Kernphysik
Rest, Oliver
Professur für Kernphysik (Prof. Weinheimer)
Rosendahl, Stephan
Professur für Kernphysik (Prof. Weinheimer)
Steinbrink, Nicholas
Professur für Kernphysik (Prof. Weinheimer)
Vöcking, Sebastian
Institut für Kernphysik
Weinheimer, Christian
Professur für Kernphysik (Prof. Weinheimer)
Winzen, Daniel
Professur für Kernphysik (Prof. Weinheimer)
Zacher, Michael
Professur für Kernphysik (Prof. Weinheimer)
Zboril, Miroslav
Institut für Kernphysik