Choose timezone
Your profile timezone:
SCIENCE BRINGS NATIONS TOGETHER
Detector integration (assembling procedure)
→
Europe/Moscow
Совещание состоялось 10-го февраля, https://indico.jinr.ru/event/2892/
* Предложение по монтажу установки SPD / А.Корзенев, И.Мошковский
1. Мюонная система - RS детектор.
Конструкция: RS является внешней по отношению к остальным системам, самой габаритной и самой тяжелой системой SPD (~900т). В собранном виде (включая ложемент и обвязку) обладает самонесущей способностью. Также является ярмом магнита. Каждая из двух крышек RS разделена на две створки, которые передвигаются по рельсам в направлении, поперечном оси детектора.
Монтаж: Ввиду большого веса и габаритов RS может собираться только при помощи крана в приямке павильона SPD. Бочка RS монтируется путем последовательной укладки октантов на ложемент снизу вверх. Во время процедуры установки необходимо наличие системы внутренних поддержек/распорок. Четыре створки крышек RS устанавливаются в последнюю очередь. Так как грузоподъемность крана ограничена 80 тоннами, каждая створка должна собираться из 2 частей. Эти части объединяются в одну в рабочем положении створки.
Замечания:
- RS бочка является предпочтительным объектом для опирания/подвеса остальных систем SPD, т.е. может быть использована для установки постоянных и временных монтажных конструкций других детекторов SPD.
- RS как внешняя система удобна для использования в качестве опорной координатно-измерительной базы SPD, привязанной к координатной системе коллайдера.
- Для других систем SPD доступна исключительно тоннельная сборка.
2. Сверхпроводящий магнит.
Конструкция: Магнит имеет цилиндрическую форму с выводами для кабельного и трубопроводного хозяйства. Конструкционно делится на внешний криостат и "холодную массу", подвешенную внутри криостата на растяжках. Полная масса ~16т. В приямок павильона SPD магнит доставляется в уже собранном состоянии. Во включенном состоянии магнит создает соленоидальное поле с магнитной индукцией 1 Тл по оси. Данное поле оказывает втягивающее воздействие на крышки RS с силой порядка 300т на каждую створку.
Монтаж: Магнит краном доставляется в приямок, где сквозь него, а также сквозь бочку RS, продевается балка. По концам балка жестко закреплена на опорах. Сверху на балке установлены роликовые тележки, на которые опускается магнит. С помощью данной системы перемещения магнит закатывается вовнутрь бочки RS и закрепляется.
Замечание: Необходимо определиться с возможностью подвеса бочки ECal на магнит. Может понадобиться утолщение стенок внутренней обечайки криостата магнита.
3. Электромагнитный калориметр ECal.
Конструкция: ECal состоит из бочки весом 40т и двух крышек, каждая весом 14т. Рассматриваются два варианта конструкции бочки ECal. (1) Бочка разбивается азимутально по секторам, где вес каждого сектора ECal ~1.5т. Данный тип конструкции используется в MPD. (2) Конструкция состоит из кольцевых слоев, расположенных друг за другом по оси установки. В обоих случаях силовой каркас должен содержать внутреннюю и внешнюю обечайки, таким образом формируя единый корпус.
Монтаж: Сборка (1) секторов или (2) колец бочки ECal выполняется вне павильона SPD. Их перемещение в экспериментальном зале осуществляется краном. Также возможен вариант, когда бочка ECal собирается целиком и затем вносится во внутрь RS как единая конструкция. Бочка ECal перемещается вовнутрь криостата по двум рельсам, расположенным по бокам внутренней обечайки магнита на высоте равной радиусу. Опирание ECal осуществляется равномерно вдоль всей длины магнита. Данная схема применяется в эксперименте CMS. Вариант опирания бочки ECal по торцам также возможен и используется в MPD. Однако использование этой схемы приведет к существенному утяжелению силового каркаса ECal. Крышки ECal будут одеваться после установки всех внутренних по отношению к ECal детекторов.
Замечание: По причине ограниченных ресурсов, выделяемых на первый этап эксперимента, изготовление ECal отложено на более позднее время. Тем не менее, чтобы проверить криостат магнита на прогибы, необходимо будет изготовить макет бочки ECal в полный вес. Это может быть полый стальной цилиндр, заполненый бетоном. Макет ECal можно будет оставить внутри магнита для соблюдения баланса нагрузок до момента появления самого ECal.
4. Времяпролетный детектор - бочка TOF.
Конструкция: Бочка TOF состоит из камер MRPC прямоугольной формы, расположенных в шахматном порядке и прилегающих к бочке ECal. Бочка ECal не может быть использована как база для крепления камер ввиду неопределенностей, связанных со временем ее появления в установке. Для крепления камер MRPC предлагается использовать самонесущую ферменную конструкцию. Данная конструкция будет опираться на ECal (или его макет) только по торцам, что существенно упростит ее установку. Отдельные камеры MRPC, расположенные в ряд вдоль оси установки, объединяются в модули для упрощения монтажа. Предположительный вес всей конструкции TOF, включая модули, составляет 3-4 т.
Монтаж: Установка модулей в ферму TOF выполняется вне павильона SPD. Бочка TOF доставляется в собранном виде краном в приямок SPD. Бочка закатывается вовнутрь установки по направляющим и закрепляется по торцам. Монтаж бочки TOF также может быть выполнен после установки в нее детекторов SТ, VD, Aerogel и BBC. Крышки TOF будут одеваться после установки всех внутренних по отношению к TOF детекторов.
5. Трековый детектор - бочка ST.
Конструкция: Бочка ST разбита на 8 секторов - октантов. Положение каждого октанта фиксируется в пространстве с помощью "клетки". Центральная часть клетки представляет собой восьмиугольную призму, в которой будет располагаться вершинный детектор. Октанты ST располагаются снаружи призмы по ее периметру и заполняют всё пространство вплоть до TOF. Клетка фиксируется внутри бочки TOF и, в принципе, может являться самонесущей конструкцией. Полный вес бочки ST в полной сборке состовляет примерно 120 кг.
Монтаж: Октанты ST последовательно вносятся вовнутрь клетки с ее торца и там закрепляются. Ввиду малого веса октантов их монтаж производится вручную. Крышки ST будут одеваться после установки вершинного детектора в центральную часть клетки.
6. Вершинный детектор VD + труба ионопровода.
Конструкция: VD представляет собой два полуцилиндра, расположенных вокруг центральной части ионопровода. Внешняя оболочка полуцелиндров в сборе образует несущий силовой элемент. Так как VD вставляется в центральную часть клетки, которая является восьмиугольной призмой, то несущий силовой элемент детектора также может быть выполнен в виде призмы, т.е. призмы меньшего размера, которая вплотную входит в центральную часть клетки и там закрепляется. Для того, чтобы уменьшить передачу тепла от детектора к трубе ионопровода, он до трубы не дотрагивается. Силовой элемент скреплен с трубой на расстоянии 118 см от центра, где материал трубы - алюминий. Центральный сегмент трубы будет сделан из бериллия.
Монтаж: Так как ионопровод представляет собой тонкостенную трубу переменного диаметра, расширяющуюся к концам, схема монтажа с продеванием трубы сквозь VD не реализуема. Поэтому половины детектора собираются отдельно и смыкаются вокруг трубы во время сборки. Таким образом, VD и ионопровод образуют единый модуль, который вносится вовнутрь клетки ST как целое. До монтажа модуля клетка с VD опирается на трубу. После монтажа, наоборот, труба опирается на клетку, которая, в свою очередь, прикреплена к клетке ST. Процедура монтажа осуществляется вручную.
Замечание: Длина трубы составляет 9 м, и она не является жесткой конструкцией. Ее необходимо поддерживать на протяжении всей процедуры монтажа, т.е. будут нужны временные опоры. Это существенно усложняет монтаж крышек SТ, Aerogel, BBC, TOF и ECal. Вполне возможно нам стоит отказаться от конструкции трубы a la MPD и спроектировать свой вариант с центральной частью из бериллия и жесткими алюминиевыми концами.
7. Монтаж крышек SТ, Aerogel, BBC и TOF
Конструкция: Все крышки детекторов SТ, Aerogel, BBC и TOF имеют имеют цилиндрическую форму с отверстием посередине для трубы ионопровода. Радиальные размеры всех крышек одинаковые. Все детекторы по краям фиксируются за бочку TOF.
Монтаж: Рассматриваются два варианта монтажа: (1) путём надевания детекторов на трубу ионопровода, (2) путем разбиения всех крышек на две половины. Недостаток первого варианта заключается в дополнительных элементах, которые должны поддерживать трубу. Их придется снимать и заново устанавливать по ходу продвижения детектора. Недостаток второго варианта - это сложность конструкции крышек, которые должны делиться на две половины. Процедура монтажа осуществляется вручную.
Замечание: После установки последней крышки (TOF) с двух концов бочки устанавливаются опоры трубы ионопровода, которые жестко соединяют ее фермой TOF.
8. Ферма TOF со всеми внутренними детекторами и трубой ионопровода закатывается вовнутрь бочки ECal.
9. Крышки электромагнитного калориметра ECal.
Конструкция: Крышка ECal имеет восьмиугольную форму с отверстием посередине для трубы ионопровода. Радиальные размеры активной части детектора не превышают апертуру магнита и частично в него входят. Вес одной крышки 14 т. Так как вес достаточно большой, предполагается опирать крышку на бочку RS, а не на криостат магнита.
Монтаж: Детектор полностью собирается за пределами павильона SPD, переносится в приямок краном и опускается на платформу перед бочкой RS. Крышка ECal перемещается вовнутрь RS по направляющим элементам (рельсам), расположенным на внутренней стороне октантов RS, и закрепляется.
10. Створки RS смыкаются перед транспортировкой установки SPD на пучок.
There are minutes attached to this event.
Show them.
