Forschungszentrum Karlsruhe - Wissenschaftliche Berichte - FZKA 6886
Extreme
High Vacuum – Application and Technology (X-VAT). Proceedings of the
International Workshop, Bad Liebenzell, Black Forest, Germany, April 23–25,
2003
Chr.
Day, G. Drexlin (Editors)
Preface
The
International X-VAT Workshop was held in the week after Easter, from 23rd to
25th of April 2003 on Castle Liebenzell in Black Forest. Its central issue was
the generation and the application of XHV (Extreme High Vacuum – Applications
and Technology). This technologically very challenging ultralow pressure region
below 10-11 mbar is a key issue for the upcoming Karlsruhe Tritium Neutrino
experiment (KATRIN).
KATRIN is
aiming at the determination of an upper limit for the neutrino mass as a result
of an experimental campaign over several years. This necessitates to measure
very accurately the energy distribution of electrons coming from the ß-decay of
tritium using a very big spectrometer with 10 m in diameter and 22 m in length.
To suppress any parasitic influences, the gas pressure should be as low as
technically feasible.
Up to now,
XHV conditions have been realised only in significantly smaller vessels;
worldwide, there is no case comparable to the unique KATRIN application. The
unusually very large dimensions together with the demanding vacuum requirements
in terms of surface treatment, welding techniques and leak tightness are one of
the key challenges of the KATRIN project.
This is why
the X-VAT workshop was organised trying to develop together with the leading
world-experts a promising vacuum concept for KATRIN. 50 Participants from 10
countries representing a good mixture between R&D of academia and industry
were participating actively at the workshop. During three workshop days, 17
plenary lectures and many discussions, the KATRIN vacuum concept was dealt with
in full detail in a very erudite way. Main and back-up solutions to the
different issues were formulated and ways how to proceed successfully were
developed.
Many
contacts have been made, which, in the meantime, lead to specific international
collaboration in the field of XHV for KATRIN. It is sure that the workshop
results will have an important impact on the further continuation of the KATRIN
project.
We want to
thank all the workshop attendees for their active participation and the
fruitful discussions. We also want to cordially thank the team of Castle
Liebenzell for the very warm and positive atmosphere, which we really enjoyed.
Christian Day, Guido Drexlin
Vorwort
Der Internationale X-VAT Workshop fand in der Woche
nach Ostern, vom 23. –25. April 2003, auf der Burg Liebenzell im Schwarzwald
statt. Er beschäftigte sich mit der Erzeugung und der Anwendung von XHV, dem
´Extrem Hohen Vakuum´. Dieser technologisch schwer zugängliche Bereich
unterhalb 10-11 mbar ist für das derzeit geplante ´Karlsruhe Tritium Neutrino
Experiment´ (KATRIN) von zentraler Bedeutung.
Mit KATRIN soll in einer mehrjährigen Meßphase eine
Obergrenze für die Ruhemasse des Neutrinos bestimmt werden. Dies erfordert die
Messung der Energieverteilung von Elektronen aus dem ß-Zerfall von Tritium mit
einem außerordentlich großen Spektrometer mit 10m Durchmesser und 22m Länge. Um
störende Einflüsse zu vermeiden, soll dabei der Enddruck so klein wie irgend
möglich sein.
Ein Vakuum in diesem Bereich ist bisher nur in sehr
viel kleineren Behältern realisiert worden, weltweit gibt es keinen mit dem
KATRIN Spektrometer vergleichbaren Fall. Die enormen Dimensionen des
Spektrometertanks in Kombination mit den einzuhaltenden vakuumtechnischen
Anforderungen an Oberflächenbeschaffenheit, Schweißtechnik und Dichtheit
stellen die technologische Schlüsselherausforderung für das Projekt dar.
Aus diesem Grunde sollte im Rahmen des X-VAT
Workshops zusammen mit weltweit führenden Vakuum-Experten ein
erfolgversprechendes Konzept für KATRIN erarbeitet werden. 50 Teilnehmer aus 10
Ländern und eine gute Mischung zwischen Vertretern aus Forschung und
Entwicklung und Industrie engagierten sich bei dem Workshop. Nach drei
Workshoptagen, 17 Einzelvorträgen und vielen Diskussionen hatte man das
Vakuumkonzept für KATRIN eingehend durchgesprochen und Wege erarbeitet, wie
auch diese Herausforderung gemeistert werden kann.
Viele wertvolle Kontakte wurden geknüpft, die
zwischenzeitlich auch zu konkreter internationaler Zusammenarbeit im XHV
Bereich geführt haben. Im weiteren Projektverlauf werden die Erkenntnisse des
Workshops daher sicher eine wichtige Rolle spielen.
Wir möchten noch einmal allen Teilnehmern für ihr
Engagement und die lebhaften Diskussionen danken. Ebenso bedanken wir uns ganz
herzlich bei den Mitarbeitern der Burg Liebenzell, die für ein sehr angenehmes
´Drumherum´ sorgten.
Christian
Day, Guido Drexlin