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2020-08-26Zeitschriftenartikel DOI: 10.3390/s20174827
Quantitative Long-Term Monitoring of the Circulating Gases in the KATRIN Experiment Using Raman Spectroscopy
Aker, Max
Altenmüller, Konrad
Beglarian, Armen
Behrens, Jan
Berlev, Anatoly
Besserer, Uwe
Bieringer, Benedikt
Blaum, Klaus
Block, Fabian
Bornschein, Beate
Bornschein, Lutz
Böttcher, Matthias
Brunst, Tim
Caldwell, Thomas C.
Chilingaryan, Suren
Choi, Wonqook
Díaz Barrero, Deseada D.
Debowski, Karol
Deffert, Marco
Descher, Martin
Doe, Peter J.
Dragoun, Otokar
Drexlin, Guido
Dyba, Stephan
Edzards, Frank
Eitel, Klaus
Ellinger, Enrico
Engel, Ralph
Enomoto, Sanshiro
Fedkevych, Mariia
Felden, Arne
Formaggio, Joseph F.
Fränkle, Florian
Franklin, Gregg B.
Friedel, Fabian
Fulst, Alexander
Gauda, Kevin
Gil, Woosik
Glück, Ferenc
Größle, Robin
Gumbsheimer, Rainer
Hannen, Volker
Haußmann, Norman
Helbing, Klaus
Hickford, Stephanie
Hiller, Roman
Hillesheimer, David
Hinz, Dominic
Höhn, Thomas
Houdy, Thibaut
Huber, Anton
Jansen, Alexander
Karl, Christian
Kellerer, Jonas
Kippenbrock, Luke
Klein, Manuel
Köhler, Christoph
Köllenberger, Leonard
Kopmann, Andreas
Korzeczek, Marc
Kovalík, Alojz
Krasch, Bennet
Krause, Holger
La Cascio, Luisa
Lasserre, Thierry
Le, Thanh-Long
Lebeda, Ondřej
Lehnert, Bjoern
Lokhov, Alexey
Machatschek, Moritz
Malcherek, Emma
Marsteller, Alexander
Martin, Eric L.
Meier, Matthias
Melzer, Christin
Mertens, Susanne
Müller, Klaus
Niemes, Simon
Oelpmann, Patrick
Osipowicz, Alexander
Parno, Diana S.
Poon, Alan W.P.
Lopez Poyato, Jose M.
Priester, Florian
Rest, Oliver
Röllig, Marco
Röttele, Carsten
Robertson, R.G. Hamish
Rodenbeck, Caroline
Ryšavỳ, Milos
Sack, Rudolf
Saenz, Alejandro
Schäfer, Peter
Schaller (née Pollithy), Anna
Schimpf, Lutz
Schlösser, Klaus
Schlösser, Magnus
Schlüter, Lisa
Schrank, Michael
Schulz, Bruno
Sefčík, Michal
Seitz-Moskaliuk, Hendrik
Sibille, Valérian
Siegmann, Daniel
Slezák, Martin
Spanier, Felix
Steidl, Markus
Sturm, Michael
Sun, Menglei
Telle, Helmut H.
Thorne, Larisa A.
Thümmler, Thomas
Titov, Nikita
Tkachev, Igor
Vénos, Drahoš
Valerius, Kathrin
Vizcaya Hernández, Ana P.
Weber, Marc
Weinheimer, Christian
Weiss, Christiane
Welte, Stefan
Wendel, Jürgen
Wilkerson, John F.
Wolf, Joachim
Wüstling, Sascha
Xu, Weiran
Yen, Yung-Ruey
Zadoroghny, Sergey
Zeller, Genrich
Besserer, Uwe
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
The Karlsruhe Tritium Neutrino (KATRIN) experiment aims at measuring the effective electron neutrino mass with a sensitivity of 0.2 eV/c2, i.e., improving on previous measurements by an order of magnitude. Neutrino mass data taking with KATRIN commenced in early 2019, and after only a few weeks of data recording, analysis of these data showed the success of KATRIN, improving on the known neutrino mass limit by a factor of about two. This success very much could be ascribed to the fact that most of the system components met, or even surpassed, the required specifications during long-term operation. Here, we report on the performance of the laser Raman (LARA) monitoring system which provides continuous high-precision information on the gas composition injected into the experiment’s windowless gaseous tritium source (WGTS), specifically on its isotopic purity of tritium—one of the key parameters required in the derivation of the electron neutrino mass. The concentrations cx for all six hydrogen isotopologues were monitored simultaneously, with a measurement precision for individual components of the order 10−3 or better throughout the complete KATRIN data taking campaigns to date. From these, the tritium purity, εT, is derived with precision of <10−3 and trueness of <3 × 10−3, being within and surpassing the actual requirements for KATRIN, respectively.
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10.3390/s20174827
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