Gateway for:

Страны участники

Photon Spectrometer on Heavy Crystals

#0894


Development and Studies of Prototypes of Photons Spectrometer Based on Heavy Crystals

Tech Area / Field

  • PHY-OTH/Other/Physics

Статус
3 Approved without Funding

Дата регистрации
19.03.1997

Ведущий институт
VNIIEF, Russia, N. Novgorod reg., Sarov

Поддержка институтов

  • Kurchatov Research Center, Russia, Moscow

Соавторы

  • CERN, Switzerland, Geneva

Краткое описание проекта

Одной из фундаментальных задач современной науки является исследование сильно взаимодействующей материи при экстремальной плотности энергии. Такие исследования проводятся в ЦЕРНе и Брукхейвене на ускорителях сверхвысоких энергий с использованием техники встречных пучков тяжелых ядер.

В настоящее время ведется подготовка к эксперименту ALICE (A Large Ion Collider Experiment) на будущем коллайдере тяжелых ионов LHC в ЦЕРНе. В коллаборации по подготовке этого эксперимента участвуют ученые более чем из 60 институтов различных стран, в том числе из Российского Федерального Ядерного Центра (РФЩ-ВНИИЭФ).

Для регистрации продуктов взаимодействия встречных пучков тяжелых ядер в эксперименте ALICE создается детектирующая установка, которая является масштабным и технически сложным инженерным сооружением. Установка состоит из детекторов различных типов, основанных на самых передовых достижениях науки и технологии. Это трековая система на точечных, дрейфовых и полосковых кремниевых детекторах, газовая многосекционная трековая камера, времяпролетная система идентификации частиц, спектрометр фотонов высоких энергий, мюонный спектрометр.

Инженерная разработка отдельных подсистем регистрации требует решения сложных конструкторских и технологических проблем с учетом общей конструкции установки и увязки с другими детекторами.

Одной из первоочередных задач коллаборации ALICE является проектирование спектрометра фотонов высоких энергий PHOS. Спектрометр представляет собой сложную сегментированную систему с площадью чувствительной поверхности ~18 м2 и примерно 36000 измерительных каналов на основе сцинтиллирующих кристаллов вольфрамата свинца PbWO4. Создание такого спектрометра требует проведения комплекса научных, конструкторских и технологических исследований. РФЯЦ-ВНИИЭФ обладает всеми научными, конструкторскими и технологическими возможностями, необходимыми для решения этой задачи.

Цель проекта состоит в разработке и исследовании прототипов сегментированных спектрометров фотонов высоких энергий на основе тяжелых кристаллов. Кроме того, будет выполнена конструкторско-технологическая проработка механической структуры и системы охлаждения спектрометра PHOS для установки ALICE.

Работа будет выполняться высококвалифицированными специалистами, в прошлом занятыми в программах по ядерному вооружению.

Предлагаемый проект предусматривает:


1. Создать инфраструктуру для проведения расчетных и конструкторско-технологических работ: сформировать рабочую группу специалистов и оснастить её компьютерными станциями с современными программными средствами разработки, обеспечить связь для обмена компьютерной информацией с ЦЕРНом.
2. Разработать методики и метрологическое оборудование для отбора сцинтилляторов PbWO4 с заданными параметрами. Провести исследование кристаллов, выращенных по различной технологии, и выбрать оптимальный вариант. Выполнить оптимизацию размеров конструкции одиночного детектора, состоящего из кристалла PbWO4 с фотоприемником.
3. Разработать конструкцию и технологию изготовления одиночных детекторов и модулей на их основе. Разработать методики и оборудование для контроля основных параметров и испытаний одиночных детекторов и модуля в целом.
4. Изготовить прототипы детектирующих модулей и провести их испытания на пучках электронов с энергиями от 0.5 до 10 ГэВ.
5. Разработать конструкцию и технологию изготовления автономной детектирующей секции с системой охлаждения и термостабилизации. Выполнить необходимые прочностные расчеты и расчеты тепловых полей.
6. Выполнить общую конструкторско-технологическую проработку механической несущей конструкции спектрометра фотонов PHOS для установки ALICE.

Созданную в процессе работы над проектом инфраструктуру предполагается использовать для организации массового производства модулей для спектрометра фотонов PHOS, а также для проектно-конструкторских работ по другим детекторам ALICE. Приобретенный опыт работы по созданию системы охлаждения прототипа спектрометра будет в дальнейшем использован для разработки и выпуска современной бытовой рефрижераторной техники.

С европейской стороны проект поддерживается ЦЕРНом. На рабочей встрече между представителями коллаборации ALICE из ЦЕРНа и представителями ВНИИЭФ зафиксировано, что эта организация предполагает осуществить стажировку нескольких специалистов ВНИИЭФ, занятых в разработках по проекту, непосредственно в ЦЕРН. Кроме того, коллаборация ALICE рассмотрит возможность дополнительной поставки двух рабочих станций с программным обеспечением для конструкторских и технологических работ. Поддержка проекта с американской стороны может выразиться в поставке узлов для связи по INTERNET.


Назад