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Transport Bereich

Die Transportstrecke muss die Beta-Elektronen adiabatisch von der Quelle zu den Spektrometern leiten und gleichzeitig
jeglichen Tritiumfluss zum Spektrometer verhindern, der wegen des Hintergrunds praktisch tritiumfrei gehalten werden muss.
Es besteht aus einem Differentialpumpenabschnitt (DPS2F) und einem Tieftemperaturpumpenabschnitt (CPS). In Kombination müssen
sie eine Unterdrückung des Tritiumflusses um neun Größenordnungen liefern.

Differentielle Pumpstrecke (DPS)

Der Differenzialpumpenabschnitt - Pumpen mit Turbumolekularpumpen:
Der DPS2F ist ein Pumpabschnitt, der aus fünf 1 m langen Strahlrohren in einem supraleitenden Solenoid besteht.
Um die Ausrichtung zum Spektrometer für die diffundierenden neutralen Tritiummoleküle zu blockieren, sind zwei Abschnitte
um 20 Grad geneigt. Zwischen jedem Abschnitt befindet sich eine Turbomolekularpumpe mit einer Nennfördergeschwindigkeit
von mehr als 2000 l / s.

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In einer Reihe dedizierter Testmessungen konnte gezeigt werden, dass der Reduktionsfaktor des DPS 2,5x104 beträgt [1].
Neben der Tritiumflussreduzierung dient das Strahlrohr des DPS zur Analyse und Reduzierung des Ionenflusses.
Ionen, die meist durch den Zerfall von Tritium in positiv geladenes Helium3 entstehen, folgen den Magnetfeldern als geladene Teilchen
oder in Form positiv geladener Moleküle und sind somit gegen die Pumpmaßnahmen geschützt. Aber auch hier darf
das geladene Tritium nicht in die Spektrometer eindringen, um den Hintergrund für die Neutrinomassensuche möglichst
niedrig zu halten. Ein Trick besteht darin, die WGTS-Quelle und den DPS mit einer kleinen, aber bekannten negativen Spannung
zu beaufschlagen. Dies verhindert, dass die positiv geladenen Ionen oder Moleküle die Quelle und den DPS-Abschnitt verlassen.
Man muss jedoch die positiven Ionen loswerden, da sich sonst mit der Zeit die Quelle und das DPS signifikant elektrisch
aufladen würden. Um positive Ionen aktiv zu entfernen, enthält das DPS zwei Arten von Instrumenten, nämlich Dipolelektroden und
Fourier-Transforma Ionenzyklotronresonatoren (FTICR). Hiermit kann die Ionenspezies analysiert
und aus der Strahlröhre herausgefegt werden (FTICR & Dipole).

Kryogene Pumpstrecke

Das restliche Tritium ausfrieren:
Durch Kryosorption werden in diesem Abschnitt alle verbleibenden Spuren von Tritium auf den speziell vorbereiteten, kalten
Oberflächen des Strahlrohrs eingefangen. Zu diesem Zweck wird das vergoldete Strahlrohr (bei 6 Kelvin) mit Argonfrost bedeckt,
von dem gezeigt wurde, dass es eine wirksame Beschichtung für die Kryosorption von Tritium ist [1]. Wie beim DPS hat die
Strahllinie eine Schikane, um die Sichtlinie für das diffundierende Tritiumgas zu blockieren und die Wahrscheinlichkeit zu
erhöhen, dass Tritiummoleküle auf die Wand treffen. Die Elektronen werden, unbeeinflusst von der Kryofalle, von den bis
zu 5,6 Tesla starken Magnetfeldern zum Spektrometer geführt. Nach ungefähr 60 Betriebstagen ist die Oberfläche mit Tritium gesättigt und das System
wird auf 100 K erwärmt, wobei das eingeschlossene Tritium freigesetzt wird. Parallel dazu wird das freigesetzte Tritium durch
Turbomolekularpumpen entfernt, wobei ein kaltes Ventil in Richtung der Spektrometer geschlossen wird.

Bis zum Ende des CPS wurde das gesamte Tritium aus dem Strahl genommen, wodurch der Partialdruck von Tritium im Vergleich zum Einlass
in der Mitte des WGTS um 12 Größenordnungen gesenkt wurde. Andererseits wurde der Elektronenfluss nicht beeinflusst und adiabatisch
zum Spektrometer gelenkt. Nun ist es die Aufgabe der Spektrometer, die kinetische Energie der Beta-Elektronen möglichst genau zu
analysieren.