Gateway for:

Member Countries

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

Status
3 Approved without Funding

Registration date
19.03.1997

Leading Institute
VNIIEF, Russia, N. Novgorod reg., Sarov

Supporting institutes

  • Kurchatov Research Center, Russia, Moscow

Collaborators

  • CERN, Switzerland, Geneva

Project summary

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.


Back

The International Science and Technology Center (ISTC) is an intergovernmental organization connecting scientists from Kazakhstan, Armenia, Tajikistan, Kyrgyzstan, and Georgia with their peers and research organizations in the EU, Japan, Republic of Korea, Norway and the United States.

 

ISTC facilitates international science projects and assists the global scientific and business community to source and engage with CIS and Georgian institutes that develop or possess an excellence of scientific know-how.

Promotional Material

Значимы проект

See ISTC's new Promotional video view