ATLAS MDT Italia
Status report
•Stato delle costruzioni
•Milestones
•Test beam 2002-2003
•Attività di test delle camere MDT e assemblaggio
MDT/RPC al CERN 2003-2004
•Conclusioni
M. Livan
CSN1
Roma 1-04-03
Stato produzione 28/2/03
MDT Production (all sites)
800
Plan Bare Chambers
700
Bare Chambers
No. Chambers
600
Chambers with gas, F.C.
500
400
300
200
100
0
lug-00
nov-00
mar-01
lug-01
nov-01
mar-02
lug-02
nov-02
mar-03
lug-03
Time
M. Livan
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CSN1
Roma 1-4-2003
2
Stato della produzione 28/2/03
MDT Chamber production: Status 28-Feb-03
MDT
Greece - BIS
Boston - EI, EM
Univ. Michigan - EM
Univ. Washington - EI, EM
Dubna/Munich - BOS/BOF
Frascati - BML
Cosenza/Roma - BIL/BIR
Dubna - BMS
Protvino - EO
Nikhef - BOL
Cosenza, Pavia - BIL/BIR
Freiburg - BOG
Beijing - BEE, BIS8
Sum
M. Livan
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series
tubes
21,500
18,156
26,789
24,742
29,000
20,500
9,000
11,000
35,000
22,500
9,500
80
211
227,978
module-0
chambers
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
12
series
plan series
series MDT
bare chambers bare chambers with gas, FC
75
71
0
53
56
53
64
54
64
64
54
62
56
49
7
59
48
10
28
30
8
37
36
0
81
71
4
46
45
7
19
26
1
0
0
0
0
0
0
582
540
216
CSN1
Roma 1-4-2003
series MDT
tested (gas)
0
21
49
38
5
4
6
0
3
5
1
0
0
132
3
BML (FRASCATI)
•
•
•
•
•
•
•
•
•
20800 Tubi filati
9900 Tubi da filare
61 Camere assemblate
35 Camere da assemblare
10 Camere con servizi
10 Camere certificate (gas)
6 Camere tomografate
Fine filatura
Fine assemblaggio
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(inizio marzo)
inclusi spares
da rifare (gas tublets)
<5 volte limite ATLAS
13 mm < s < 18 mm
Febbraio 2004
Marzo 2004
4
Frascati BML
Frascati (96 BML)
70
Glued Chambers
60
Chambers with Services
Plan Glued Chambers
No. Chambers
50
40
30
20
10
0
lug-00
nov-00
mar-01
lug-01
nov-01
mar-02
lug-02
nov-02
mar-03
lug-03
Time
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Roma 1-4-2003
5
BIL-R-M (Cs, Pv, Rm1, Rm3)
• Cosenza
– 18650 tubi filati
– 14600 tubi da filare
• Pavia
– 21 camere assemblate
– 35 camere da assemblare
– 2 camere con servizi
– 2 camere certificate (gas)
– Test cosmici operativo
– 6 camere tomografate
– Fine assemblaggio
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Febbraio
inclusi spares
da rifare (gas tublets)
< 2 ATLAS limit
ora 13 mm < s < 18 mm
Novembre 2004
6
BIL-R-M (Cs, Pv, Rm1, Rm3)
• Roma I
– 29 camere assemblate
– 32 camere da assemblare
– 7 camere tomografate
ora 13 mm < s < 18 mm
– Fine assemblaggio Novembre 2004
• Roma III
– 8 camere con servizi
da rifare (gas tublets)
– 8 camere certificate gas
< 2 ATLAS limit
– 8 camere testate con cosmici
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7
BIL Cosenza - Pavia
Cosenza/Pavia ( 61 BIL/BIR )
Ultimo layout 56 camere
30
Bare Chambers
Chambers with Services
25
Plan Bare Chambers
No. Chambers
20
15
10
5
0
dic-00
apr-01
ago-01
dic-01
apr-02
ago-02
dic-02
apr-03
lug-03
Time
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8
BIL Cosenza - Roma
Cosenza/Roma ( 61 BIL/BIR )
Ultimo layout 60 camere
40
Glued Chambers
Chambers with Services
No. Chambers
30
Plan Glued Chambers
20
10
0
ott-00
feb-01
giu-01
ott-01
feb-02
giu-02
ott-02
feb-03
giu-03
Time
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9
Gas tublets
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10
Problema gas tublets
• Primi problemi (diminuzione repentina della tenuta di gas)
riscontrati sulle camere End Cap (USA) nell’estate 2002
– Prima conclusione -> materiale scadente utilizzato per
la produzione per le camere End Cap
– Sospensione dell’ installazione servizi a scopo
prudenziale anche nelle camere barrel
• Autunno 2002: problemi analoghi riscontrati nelle camere
Barrel
• Analisi con SEM e fisico-chimiche evidenziano una troppo
alta percentuale di Zn e corrosione da stress dovuta con
grande probabilità a residui nella superficie interna di
solventi utilizzati per la pulizia dei tubetti
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11
Tubetti gas
Prima evidenza del
problema
Giugno 2002
Camere End Cap
spec
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12
SEM analysis
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13
Chemical analysis
Analisi ai raggi X hanno
rivelato la presenza sulle pareti
interne di residui di S,
probabilmente provenienti dal
solvente usato per la pulizia
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14
Soluzione
•
•
•
•
•
•
•
•
Uso di acciaio inox tipo 304 o 316 saldato o seamless
316 seamless è la soluzione più sicura
Nuovo metodo di pulizia
Le analisi (SEM) ripetute sui campioni dei nuovi tubetti (304 saldato)
hanno dato risultati molto positivi.
La produzione sarà fatta con 316 seamless
Prime consegne a fine marzo
Analisi attualmente in corso anche presso l’ Università di Parma
Inchiesta di mercato in Italia
– Alcune ditte interessate alla produzione ma con prezzi molto
superiori al produttore tedesco
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15
SEM image SS 304 welded
O-ring seal
region
Laser
weld line (?)
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16
Analisi chimiche
EDAX results SS base
metal:
Fe 68.3%
Cr 17.7%
Mn 1.5 %
Ni 9.2%
O 3.4%
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17
Stato delle milestones
•
•
•
•
30/4/03 Analisi test beam completata
OK
30/4/03 test prototipo HV concluso
OK
30/6/03 55% camere prodotte
OK
30/6/03 30% camere con servizi
NO
– La installazione del sistema di distribuzione del gas è
interrotta dalla scorsa estate. I primi tubetti verranno
consegnati ad aprile.
• 31/12/03 70% camere prodotte
OK
• 31/12/03 45% camere con servizi
??
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18
Nuovi componenti per filatura
• Nel 2002 finanziamento CNS1 per acquisto 3500 tubi
– 2000 per LNF e 1500 per Cosenza
– Motivazione: chiusura nel 2002 della linea di produzione e scarti di
produzione nella filatura superiori al 2.5% di tubi extra ordinati
inizialmente
• Stato attuale:
– LNF: mancano componenti per 1440 tubi per terminare la produzione e
si richiedono i componenti per filare 600 tubi extra
– Cosenza: si chiedono componenti per 960 tubi extra
• E’ ragionevole dotarsi della capacità di costruire camere spare (non previste
dal MoU) a causa di possibili incidenti durante trasporto/movimentazione
come già accaduto per LNF e Pavia
• Non esiste una policy di Collaborazione per gli spares. Molti gruppi hanno
ordinato parti spares già nell’ ordine iniziale
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Incidente camera PV
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20
Test beam 2002
• Nel 2001 una camera BIL (Roma) ed una BML (LNF) su
fascio
• Nel 2002 system test con 2 BIL, 2 BML e 2 BOL complete
di sistemi di allineamento (projective & praxial) + camere
end cap
• Operazione con flusso di gas come in ATLAS
• Acquisizione con DAQ-1
• Simulazione completa del test beam in GEANT4
• Forte impegno dei gruppi italiani su hardware, on line,
software, presa dati ed analisi
• 3 NIM in preparazione
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21
Risultati test beam 2002 H8
• Gas
– % CO2
– Concentrazione vapore H2O
– Temperatura
– Uniformità relazione r-t
• Elettronica
– Soglia vs HV
• Geometria
• Autocalibrazione
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22
Percentuale di CO2
DTmax/D(CO2%) = 83 ns/1%CO2
In precisione flussimetri 1/500
Stabilità in funzione composizione
gas circa 1 ns in H8
Misura fondamentale per definire i
parametri del sistema
sull’esperimento
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23
Concentrazione H2O
Slope:
6.280 ± 0.015 ns/100 ppm H2O
Garfield Simulation
H8 measurements
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Risoluzione accettabile fino a
500 ppm
Nuove misure nel range 300 1200 ppm nel 2003
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24
Effetti di temperatura
Tmax vs Temperature (Barrel Chambers)
Slope:
-2.65 ns/K
Uguale per tutte le camere
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25
Risoluzione vs HV, THR
La risoluzione migliora abbassando la soglia ed aumentando l’HV come atteso. Si
pensa di poter abbassare la soglia. Da fare: calibrazione (mV -> elettroni)
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26
Programma MDT 2003
•
•
•
•
•
Test dell’ allineamento assoluto Barrel-End Cap
Movimenti delle camere per testare meglio il sistema di allineamento
Integrazione meccanica ed elettrica MDT-RPC
Test dell’ elettronica di trigger
Equipaggiamento delle camere con l’ elettronica finale e test su larga
scala
• Condition Database
– Uso automatico dei dat di allineamento del DCS nell’analisi offline
• X5
– Run in luglio, studio dell’ autocalibrazione e del sistema di
distribuzione seriale del gas in condizioni di alto background
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27
Schedule 2003
P1A
Beam Line Subdetector May
19
H8/SPS
H6/SPS
X5-GIF/SPS
Pixel
SCT
TRT
Tiles
Muons
FCAL
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E
E
E
E
E
P1B
June
24 28 3
4
11
18
P1C
July
26
2
9
17
P2A
P2B
August Sep.
23
30
7
13
C
C
C
LE
25 25
RP
RPC RPC
C
3
VLE
25 25
25 25
28 1
C C E
C C E
25 25
25 25
20
RPC RPC RPC RPC
CSN1
Roma 1-4-2003
CC
TGC
MDT
RPC
MDT
E
E
CSC
RPC
28
Attività al CERN per l’ installazione
• Per essere dichiarate RFI (Ready For Installation) le camere BIS, BIL,
BIR, BIM devono essere completate di tutti i componenti e cablaggi e
sottoposte a verifica finale di funzionamento
• Le camere BML, BMS, BOL e BOS devono essere assemblate in
stazioni MDT/RPC, e devono essere completate di tutti i componenti e
cablaggi e sottoposte a verifica finale di funzionamento
• Sono in fase di allestimento due aree
– BIS, BIL, BIR, BIM  Bd. 283
– BML, BMS, BOL e BOS  Bd. 899 (BB5)
• La sequenza delle operazioni, le attrezzature ed il layout delle aree
sono in corso di definizione
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29
Bd 283 - Timing chart & personnel
Chamber
days/ch
Total
days
Work description
Assembly
2003
line
2004
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov
Dec
Jan
Feb
Mar
Apr
May
Jun
Jul
Aug
Chamber type
BIS
BIS
BIS
BIS
BIS
BIS
BIS
BIS
BIS
BIS
expected no.
5
10
5
5
10
5
6
10
10
10
Chamber type
BIS
BIS
BIS
BIS
F
expected no.
6
20
20
6
I
1
1
1
1
Sep
Oct
Nov
1a
R
1b
Thess
1
NTU
1
1
1
1
1
1
1
U Ath
Type
expected no.
BIL
Mancano 16 BIM/R
10
R
2
Type
BIL
BIL
BIL
BIL
BIL
BIL
BIL
F
expected no.
6
10
10
15
15
20
10
I
M. Livan
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30
Bd. 899 (BB5)
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31
Storage/transport frame
Attualmente in fase di progettazione a LNF
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32
Schedule BB5
• Le attività sono già iniziate
• 1a Milestone: preparazione MDT/RPC per H8 in Maggio
• Settembre 03
– MDT preparation & test area
– RPC preparation & test area
– Due linee di assemblaggio MDT/RPC
– Cosmics ray stand (giugno 03 ?)
– Laboratorio per riparazioni
• 1a linea di assemblaggio Ottobre 03 (BML)
• 2a linea di assemblaggio Gennaio 04 (BMS)
• BML e BMS ultimate Giugno 04
• BOL e BOS nella seconda metà del 2004
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33
2003
Assembly line
2004
Oct
Nov
Dec
Jan
Feb
Mar
Apr
May
Jun
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov
Chamber type
BML
BML
BML
BML
BML
BML
BML
BML
BML
BOL
BOL
BOL
BOL
BOL
expected no.
10
15
10
(1)
(1)
15
20
20
6
16
20
20
20
20
Type
BMS
BMS
BMS
BMS
BMS
BMS
BMS
BOS/R
BOS/R
expected no.
setup
10
20
20
20
10
4
40
36
Type
BOS/R
BOS/M
BOS/M
BOS/M
BOS/M
expected no.
30
20
40
40
6
Dec
1
R
F
2
I
Task
Lab/Institute
Oct
Nov
Dec
Jan
Feb
Mar
Apr
May
Jun
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov
SUM
MDT preparation
LNF
2
2
2
4
4
2
2
2
2
1
1
1
1
1
27
MDT preparation
JINR
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
1
1
23
MDT preparation
MPI
1
1
1
2
2
2
3
3
3
2
1
21
MDT preparation
Nikhef
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
17
Sum MDT
3
3
4
8
8
6
7
7
8
8
8
7
6
5
88
MDT elx + DCS
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
14
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
28
Engineer in charge
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
14
Physicist
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
23
TOTAL
8
8
10
14
14
12
13
13
14
14
14
13
12
10
167
RPC preparation &
assembly
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
23
RPC electr./trigger
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
23
RPC extra
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
14
RPC physicist
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
14
Alignment
Saclay
M. Livan
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CSN1
Roma 1-4-2003
34
Conclusioni
• La produzione delle camere procede senza intoppi alla velocità
prevista
• La installazione dei servizi ha un ritardo notevole a causa del problema
dei gas tublets
• Le attività di test beam in H8 ed X5 stanno fornendo importanti
risultati. Nel 2003 il system test in H8 sarà completo (camere di trigger
ed elettronica finale) e richiederà un grosso impegno ai gruppi italiani
• A partire da ottobre inizieranno le attività al CERN per l’integrazione
MDT/RPC ed il test degli MDT.
• E’ in fase di preparazione per giugno un piano dettagliato delle attività
e delle presenze al CERN di fisici e tecnici nel 2003-04.
– Queste attività si dovranno affiancare alla produzione delle camere
– Le presenze al CERN (MDT + RPC) si possono valutare in un
numero di anni/uomo che va da 8 a 10
M. Livan
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CSN1
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