SCIENCE BRINGS NATIONS TOGETHER
Detector integration (Magnet/BINP, Straw)

Europe/Moscow

Совещание состоялось 23-го декабря, https://indico.jinr.ru/event/2711/


1. Экспериментальный зал SPD  / Alexey Livanov

* Происходит подготовка бетонного пола в зале разгрузки перед заливкой эпоксидным покрытием.
 
* Когда работы по заливке пола будут закончены, сюда привезут для складирования подрельсовые плиты,
  которые сейчас изготовляются на НПО Атом Дубна. 12 плит уже готовы. Всего ~60 плит.

* Тепловые водяные конвекторы электрифицированы: 5 штук в приямке и 6 штук в зале разгрузки.

* Идет дообработка стропильной системы огнестойкой краской.


2. Оценки нагрузок на обечайку криостата при использовании ее в качестве несущей конструкции для ECal / Sergei Sukhovarov

* Представлена предварительная оценка нагрузок на криостат SPD. Расчеты были выполнены
  С.Е.Герасимовым из КБ N2 ЛФВЭ.

* В расчетах предполагалось, что криостат жестко закреплен на двух направляющих (упираются в RS).
  На внутреннюю оболочку криостата добавлена масса 8 тонн, для имитации катушки. Таким образом,
  общий вес магнитной системы 16 тонн.

* 3D модель криостата сделана по чертежам новосибирской группы. Наружный диаметр - 3.7 м, толщина
  криостата – 230 мм, толщины внутренней и внешней обечаек криостата - 8 мм и 12 мм. Материал -
  нержавеющая сталь. Внутренних ребер нет, обечайки соединяются только по фланцам.

  - Полученное максимальное перемещение криостата под собственным весом - 0.13 мм в верхней точке.

* Предполагается, что ECal будет въезжать вовнутрь криостата по двум рельсам, расположенным по
  бокам криостата на высоте равной радиусу. Считается, что на рельсы действует недеформируемая
  распределенная нагрузка в 60 тонн (ECal + всё остальное) на длине 3610 мм.

  - Идея взята из конструкции соленоида эксперимента ATLAS.

  - Полученное смещение в верхней точке - 0.23 мм. Максимальное смещение в области чуть ниже
    рельс - 0.63 мм.

  - В принципе, ECal целиком может быть собран снаружи и закатываться вовнутрь целиком,
    а не кольцами.


3. Магнитная система SPD  / Evgeniy Pyata (BINP)

* Концепция магнита была представлена на коллаборационном совещании 14 дек. В данном докладе
  обсуждаются детали, не вошедшие в ту презентацию.

* Для соленоида (PANDA и SPD) рассматривались два способа поддержки "холодной массы"

 1. PANDA: Титановые растяжки, которые позволяют регулировать положение холодной массы внутри
    криостата с высокой точностью, но при этом они занимают достаточно много свободного
    пространства в радиальном направлении.

 2. SPD: "Холодная масса" удерживается подвесками треугольной формы. Широкая сторона треугольника
    крепится к фланцу, а третья вершина крепится к "холодной массе". Расстояние между болтами
    треугольника 20 см. Материал - угле (стекло) волокно. В качестве примера приводится соленоид
    ATLAS (по 12 подвесок с каждого торца), где максимальная нагрузка на подвеску 11 кН, а положение
    "холодной массы" смещается на 1.1 мм. В SPD магнит будет меньше, следовательно и нагрузки
    будут меньше.

* Схема криогенной системы PANDA была предложена ЦЕРНом (схема CMS с небольшими доработками).
  Для охлаждения в PANDA (также предлагается для SPD) используется термосифонный метод. Алюминиевая
  трубка приваривается к "холодной массе", по два витка на каждую из 3-х катушек. Температура -
  4.5 К. Расход гелия для PANDA - 10-11г/сек, для SPD - 9-10г/сек. Для равномерного распределения
  температуры вдоль оси соленоида устанавливаются полоски из сверхчистого алюминия. Скорость
  охлаждения 1.5 К/час.

* Чтобы избежать больших потерь от вихревых токов, тепловой экран в PANDA разделен на четыре части.
  В принципе, 2-х частей уже достаточно, чтобы при квенче температура не поднималась выше 80 К
  (рабочая температура - 50 К). Для охлаждения экрана используется газообразный гелий из
  дополнительной ступени ожижителя. Давление 16-19 бар при захолаживании и 12-13 бар при нормальной
  работе.

* Распределительный бокс для криогенной системы в PANDA расположен сверху. Из-за жестких требований
  на внешние размеры бокса объём дьюара с жидким гелием только 300 л. В SPD таких ограничений нет.

* В качестве соединительных токовводов используется проводник соленоида ATLAS сечением 30 x 4.3 мм2
  и 12 стрендами. Внутри трубопровода сборка токовводов охлаждается обратным потоком гелия 4.5 К.

* Техзадание находится в процессе подготовки. Размеры и сроки: ~50 страниц к концу января.


4. Обсуждение возможного варианта конструкции Straw в эндкапах /  Viktor Kramarenko, Georgy Kekelidze

* Введение (А.Корзенев): для того чтобы задействовать бОльшие производственные возможности
  рассматриваются два варианта изготовления straw-трубок:

  1. Изготовление однослойных трубок из майларовой ленты, свернутой в цилиндр. Края ленты расположены
     внахлёст и соединены посредством ультразвуковой сварки. Толщина стенки трубки 36 мкм.

  2. Изготовление двухслойных трубок намоткой. Стенки трубки состоят из двух каптоновых лент,
     сдвинутых между собой на половину их ширины и склеенных. Толщина стенки трубки 66 мкм.

  Вариант (1) подходит для баррельной части ST, так как под большими углами разлетаются более мягкие
  частицы и необходимо минимизировать количество вещества. Вариант (2) подходит для эндкапов ST,
  куда обычно попадают высокоэнергетические частицы. Кроме того, эти частицы достаточно сильно
  рассеваются в элементах силовых и газовых конструкций, платах FEE, кабелях и трубках с охлаждающей
  жидкостью, которые расположены в торцах баррельной части ST и VD. Таким образом, бОльшая толщина
  стенки трубки является менее критичным параметром.

* В докладе рассмотрены варианты конструкции из витых каптоновых трубок для эндкапа. В текущей
  схеме расположения детекторов SPD эндкап ST имеет размер R=85см, H=28см, центральное отверстие
  r=7.5см. Ориентация трубок X,Y,U,V.

  1. Трубки диаметром 10 мм склеены вместе и образуют один слой. Один модуль состоит из 2-х слоев
     трубок, ориентированных в одном направлении. Основой для сборки всего эндкапа ST служит пластина
     типа honeycomb. К ней прикручены втулки, на которые надеваются все модули ориентаций X,Y,U,V.
     Подвод газа в straw осуществляется гибкими ПХВ трубками последовательно.

  2. Вариант с трубками диаметром 6 мм, которые разнесены между собой в одном слое на ~диаметр
     (a la ITS ATLAS). Один модуль представляет собой 4 ряда трубочек, приклеенных к внешнему
     кольцу (стеклопластик). Кольцо играет роль силового элемента для монтажа. Также на этом кольце
     расположен газовый манифолд и вся электроника.

* Каптон является хорошим диэлектриком, но впитывает влагу. Как результат, трубка удлиняется и
  деформируется. Поэтому сборка модулей будет производиться в специальном помещении при высокой
  влажности. При высыхании трубка натягивается автоматически.

* Для считывания сигнала на данный момент у группы есть только белорусская FE электроника (TDC без
  считывания заряда). В случае успешного завершения тестирования плат с VMM3, предполагается
  их использовать как для барреля, так и для эндкапов ST.

* Комментарий (Л.Афанасьев): вариант с 6 мм трубками, разнесенными между собой, менее
  предпочтительный для нас, так как частица пересекает меньшее число трубок, что нехорошо для
  dE/dx измерений.


5. Результаты ноябрьского тестбима по Straw (VMM3)  /  Vitalii Bautin, Mikhail Demichev

* Представлены результаты тестирования электроники VMM3 на Straw трубках. Данные набраны в
  октябре-ноябре этого года на выведенных пучках в тестовой зоне H4 SPS в ЦЕРНе. Данные набирались
  вместе с группой RD51.

* Для снятия данных использовалась SRS плата RD51 с двумя чипами VMM3a (128 каналов) VMM hybrid V4.
  Для этого был подготовлен переходник для интерфейса с нашей камерой Straw. Камера была
  позаимствована из NA64: размер 20 х 20 см2, 4 слоя 6 мм трубок XXYY, газ Ar:CO2 = 70:30,
  HV = 1650 V.

* В целом электроника работала, но было выявлено несколько проблем. Например при большой
  интенсивности и HV = 1600V поток данных прекращался, хотя при HV = 1450V всё работало.

* Были представлены гистограммы корреляций между слоями камеры Straw, а также корреляции между
  Straw и GEMs (стояли рядом).

* В основном данные набирались в режиме Timing@Peak, который используется для GEM. Для Straw нужен
  режим Timing@Threshold, но он работал хуже: ширина временных корреляций была 50ns (T@T) vs
  15ns (T@P).

* Для того, чтобы подготовиться к сеансу следующего года, всю электронику SRS привезли в Дубну:
  FEC (Front End Concentrator) + DVMM (Digital VMM adapter) + 2 платы Hybrids.

There are minutes attached to this event. Show them.