Ultrahochvakuum

Mara Hofacker,

Lecksucher im Teilchenbeschleuniger des CERN

Im Teilchenbeschleuniger LHC am CERN werden Lecksuchgeräte von Pfeiffer Vacuum eingesetzt. Der ASM 340 detektiert Lecks im Ultrahochvakuum.

Pfeiffer Vacuum ASM 340 für den Teilchenbeschleuniger Large Hadron Collider. © Pfeiffer Vacuum

Pfeiffer Vacuum hat vom CERN einen weiteren Großauftrag für Lecksucher erhalten. Das CERN mit Sitz in Genf an der französisch-schweizerischen Grenze ist das weltweit größte Forschungszentrum für Teilchenphysik. Hier wird vor allem physikalische Grundlagenforschung betrieben und der Aufbau von Materie untersucht. Der Teilchenbeschleuniger LHC (Large Hadron Collider) – in ihm kollidieren Protonen oder Ionen mit annährend Lichtgeschwindigkeit – hat einen Umfang von etwa 27 Kilometern. Er ist der größte Vakuumaufbau der Welt mit Tausenden von Schweißverbindungen, Flanschen, Durchführungen und komplexen internen Einbauten.

Damit sich die beschleunigten Teilchen in den Strahlrohren (Beamlines) möglichst ungehindert bewegen können, ist ein Ultrahochvakuum (UHV) unerlässlich. Um einen derart niedrigen Druck aufrechtzuerhalten, braucht man eine möglichst geringe Leckagerate und damit eine ausgefeilte Lecksuchtechnologie. Beim CERN fiel die Entscheidung erneut zugunsten der Technologie von Pfeiffer Vacuum. Andreas Schopphoff, Leiter des Marktsegments R&D bei Pfeiffer Vacuum: „Die Kooperation von CERN und Pfeiffer Vacuum basiert auf langjähriger vertrauensvoller Zusammenarbeit. Wir sind sehr stolz darauf, dass unsere hochentwickelte Lecksuchtechnologie erneut für zukünftige Vorhaben ausgewählt wurde.“

Der Lecksucher ASM 340 ist ein einfach zu bedienendes Gerät, das Lecks bis zu < 5 x 10-13 Pa m3/s detektieren kann. Mit dem Saugvermögen der integrierten Vorvakuumpumpe von 15 m3/h können Prüfungen zum Auffinden von Lecks an kleinen wie auch großen Volumina durchgeführt werden. Der ASM 340 eignet sich besonders für eine so große Anlage wir den LHC, da das zum Patent angemeldete Verfahren eine Lecksuche ab einem Druck von 100 hPa ermöglicht. Außerdem ist der Lecksucher so kompakt, dass er leicht unter den Kryostaten und den Strahlrohren des LHC zu manövrieren ist.

Helium-Lecksucher basieren heute auf einem Patent von Dr. W. Becker von Pfeiffer Vacuum, der vorschlug, eine Turbopumpe als eine Art Filter und Sicherheitselement vor einem Massenspektrometer einzusetzen. Das CERN zählte damals zu den ersten Kunden, die diese innovative Technologie einsetzten, und ist bis heute ein wichtiger Anwender von Produkten von Pfeiffer Vacuum. Die Erzeugung des Vakuums im Inneren des LHC sowie die Total- und Partialdruckmessung erfordern eine umfassende Vakuumtechnologie. Ein Großteil davon wird ebenfalls von Pfeiffer Vacuum bezogen.

Das CERN wurde 1954 gegründet. Neben den etwa 2.500 Mitarbeitern sind dort heute über 10.000 Gastwissenschaftler aus aller Welt tätig.

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