Mit dem Karlsruher Großexperiment „Karlsruhe Tritium Neutrino“ (KATRIN) soll die absolute Neutrinomasse bestimmt werden. Um die Neutrinomasse mit der gewünschten Sensitivität bestimmen zu können, ist ein geschlossener Tritiumkreislauf mit einer auf 0,1 Prozent stabilisierten Tritiumquelle erforderlich. Tritium zerfällt mit einer Halbwertzeit von 12,3 Jahren zu Helium. Neben der freiwerdenden Energie entstehen bei jedem Zerfall ein Elektron und ein Neutrino.
Für das Großexperiment wurde das bestehende Tritiumlabor Karlsruhe (TLK) des Instituts für Technische Physik (ITEP) erweitert. Die entsprechende Genehmigung nach Paragraf 7 Strahlenschutzverordnung zum Umgang mit radioaktiven Stoffen wurde 2007 vom Umweltministerium Stuttgart erteilt. Genehmigt ist eine Umgangsmenge von 25 Gramm gasförmigem Tritium sowie die für das KATRIN-Experiment vorgesehenen Kalibrierquellen.
In diesem Zusammenhang konnten im Tritiumlabor selbst wichtige Teilergebnisse für das Fusionsprojekt International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) erzielt werden. Dazu zählt insbesondere die Tritiumrückgewinnung aus der wässrigen Phase mittels Kryodestillation. Außerdem wird für ITER an der Kombination aus Wasserdetritiierung (WDS) und Isotopentrennung (ISS) geforscht.
Parallel zu den Arbeiten an Tritiumkreisläufen betreibt das TLK die Entwicklung der Laser-Raman-Spektroskopie, um die sechs Wasserstoffisotopologe H2, HD, D2, DT, HT und T2 mit hoher Präzision in möglichst kurzer Zeit messen zu können. Das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft ist die zuständige Genehmigungs- und Aufsichtsbehörde.
