Als Masterplan zum Bau eines Schwerionenbeschleunigers (RAON) wurde das Rare Isotope Science Project (RISP) ursprünglich 2012 ins Leben gerufen. Die diesjährige Fertigstellung des RISP ermöglicht es dem Institute for Basic Science (IBS), fortschrittlichste Forschung an seltenen Isotopen durchzuführen. Das IBS ist ein koreanisches Forschungsinstitut für Grundlagenforschung und angewandte Wissenschaft und umfasst derzeit 30 Forschungszentren mit 68 Forschungsgruppen im ganzen Land. Sein Hauptsitz befindet sich im südkoreanischen Daejeon. Dort wird das RISP realisiert.

Im Zentrum steht der Beschleuniger

Der Schwerionenbeschleuniger mit dem sperrigen Namen «Rare isotope Accelerator for ON-line experiments (RAON)» ist die Hauptplattform für RISP. Im Wesentlichen handelt es sich um eine große wissenschaftliche Forschungseinrichtung, die um einen Schwerionenbeschleuniger herum gebaut wurde. RAON kombiniert eine Reihe an Anlagen, zum Beispiel zur Ionisierung von Schwerionenstrahlen, zur Erzeugung seltener Isotope sowie Beschleunigungsanlagen – eigentlich alles, was für modernste nukleare und angewandte wissenschaftliche Forschung benötigt wird. Der Bau des Teilchenphysiklabors am Stadtrand von Daejeon steht kurz vor der Fertigstellung.

RAON ist so gebaut, dass es bislang unbekannte seltene Isotope erzeugt, indem Ziele mit beschleunigten Wasserstoffionen oder schwereren Ionen beschossen werden. Das aus der Kollision resultierende Durcheinander wird analysiert, um die Eigenschaften neuer seltener Isotope zu identifizieren. RAON ist mit hochmoderner supraleitender Hochfrequenztechnologie (SRF) ausgestattet und einer der fortschrittlichsten Beschleuniger der Welt.

Wie bei komplexen Projekten üblich, arbeiten viele Fachleute und Institutionen zusammen. Auch die RAON-Forscher kooperieren mit einer ganzen Reihe an anderen Beschleuniger-Forschungsgruppen. Unter anderem seien CERN, Fermilab, TRIUMF und Riken beteiligt, erläutert Kurt Sonderegger, VAT-Produktmanager für Ganzmetallventile, und ergänzt: „Es ist kein Zufall, dass alle Beteiligten VAT-Kunden sind.“ VAT hat in den letzten vier Jahrzehnten an praktisch jedem größeren Beschleunigerprojekt weltweit mitgewirkt. Daher war das Produktentwicklungsteam bereits in der Konzeptionsphase von RISP von Anfang an dabei.

Besondere Herausforderungen für die VAT-Ventile

VAT lieferte RF-Ganzmetallschieber (Baureihe 47.2) als Sektorenabsperrventile und Ganzmetall-Eckventile (Baureihen 54.1 und 57.1) als Pumpenabsperrventile. Die wichtigsten Vorteile der VAT-Ganzmetallventile seien die Sauberkeit, die zuverlässige Ganzmetall-Dichtungstechnik, der bewährte Ventilmechanismus und der stoßfreie Betrieb der pneumatischen Ventile, erklärt Jang Hun, VAT-Projektkoordinator für das RISP-Projekt. Er betont: „Die VAT-Komponenten werden nach den höchsten Qualitätsstandards produziert und verpackt, einschließlich der bekannten Produktions- und Reinigungsprozesse von VAT.“

Die eigesetzten RF-Ganzmetallschieber verfügen über einen angepassten pneumatischen Antrieb, der schmaler und kompakter ist, damit sie in den begrenzten Raum des RAON passen. Aufgrund der Umsetzung des RISP in drei längeren Bauphasen war zudem unabdingbar, dass die Ventile bis zu ihrer Installation zuverlässig gelagert werden konnten. Um eine Oxidation der teilweise versilberten Ventilinnenteile zu verhindern, lieferte VAT die Ventile in seiner erprobten Langzeitverpackung aus.

Die VAT-Ganzmetall-Ventile bewähren sich weltweit als Standard bei Vakuumventilen für Beschleuniger- und Synchrotronanwendungen, was sie für die supraleitende Hochfrequenz (SRF)-Umgebung von RAON besonders geeignet macht.

Das RIS-Projekt eröffnet den Wissenschaftlern neue Möglichkeiten, um den Ursprung der Elemente zu analysieren. Vielleicht lässt sich damit die Entstehung des Universums und der Sterne besser verstehen, meint Kurt Sonderegger. Jedenfalls: „Es ist ein spannendes Projekt!“