ATLAS MDT Italia Status report M. Livan CSN1 Roma 1-04-03 Stato delle costruzioni Milestones Test beam 2002-2003 Attività di test delle camere MDT e assemblaggio

ATLAS MDT ItaliaStatus report

M. LivanCSN1Roma 1-04-03

•Stato delle costruzioni

•Milestones

•Test beam 2002-2003

•Attività di test delle camere MDT e assemblaggio MDT/RPC al CERN 2003-2004

•Conclusioni

M. LivanPavia University & INFN

CSN1Roma 1-4-2003

2

Stato produzione 28/2/03

MDT Production (all sites)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

lug-00 nov-00 mar-01 lug-01 nov-01 mar-02 lug-02 nov-02 mar-03 lug-03

Time

No

. C

ham

ber

s

Plan Bare Chambers

Bare Chambers

Chambers with gas, F.C.


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3

Stato della produzione 28/2/03

MDT Chamber production: Status 28-Feb-03

series module-0 series plan series series MDT series MDTtubes chambers bare chambers bare chambers with gas, FC tested (gas)

Greece - BIS 21,500 2 75 71 0 0Boston - EI, EM 18,156 1 53 56 53 21Univ. Michigan - EM 26,789 1 64 54 64 49Univ. Washington - EI, EM 24,742 1 64 54 62 38Dubna/Munich - BOS/BOF 29,000 1 56 49 7 5Frascati - BML 20,500 1 59 48 10 4Cosenza/Roma - BIL/BIR 9,000 1 28 30 8 6Dubna - BMS 11,000 1 37 36 0 0Protvino - EO 35,000 1 81 71 4 3Nikhef - BOL 22,500 1 46 45 7 5Cosenza, Pavia - BIL/BIR 9,500 1 19 26 1 1Freiburg - BOG 80 0 0 0 0 0Beijing - BEE, BIS8 211 0 0 0 0 0Sum 227,978 12 582 540 216 132

MDT


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BML (FRASCATI)

• 20800 Tubi filati (inizio marzo)• 9900 Tubi da filare inclusi spares• 61 Camere assemblate• 35 Camere da assemblare• 10 Camere con servizi da rifare (gas tublets)• 10 Camere certificate (gas) <5 volte limite ATLAS• 6 Camere tomografate 13 m < < 18 m• Fine filatura Febbraio 2004• Fine assemblaggio Marzo 2004


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5

Frascati BMLFrascati (96 BML)

0

10

20

30

40

50

60

70

lug-00 nov-00 mar-01 lug-01 nov-01 mar-02 lug-02 nov-02 mar-03 lug-03

Time

No

. Ch

am

be

rs

Glued Chambers

Chambers with Services

Plan Glued Chambers


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6

BIL-R-M (Cs, Pv, Rm1, Rm3)

• Cosenza

– 18650 tubi filati Febbraio

– 14600 tubi da filare inclusi spares

• Pavia

– 21 camere assemblate

– 35 camere da assemblare

– 2 camere con servizi da rifare (gas tublets)

– 2 camere certificate (gas) < 2 ATLAS limit

– Test cosmici operativo

– 6 camere tomografate ora 13 m < < 18 m

– Fine assemblaggio Novembre 2004


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7

BIL-R-M (Cs, Pv, Rm1, Rm3)

• Roma I

– 29 camere assemblate

– 32 camere da assemblare

– 7 camere tomografate ora 13 m < < 18 m

– 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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BIL Cosenza - Pavia

Cosenza/Pavia ( 61 BIL/BIR )

0

5

10

15

20

25

30

dic-00 apr-01 ago-01 dic-01 apr-02 ago-02 dic-02 apr-03 lug-03

Time

No

. Ch

amb

ers

Bare Chambers


Plan Bare Chambers

Ultimo layout 56 camere


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BIL Cosenza - Roma

Cosenza/Roma ( 61 BIL/BIR )

0

10

20

30

40

ott-00 feb-01 giu-01 ott-01 feb-02 giu-02 ott-02 feb-03 giu-03

Time

No

. Ch

amb

ers

Glued Chambers


Plan Glued Chambers

Ultimo layout 60 camere


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Gas tublets


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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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spec

Prima evidenza del problemaGiugno 2002Camere End Cap

Prima evidenza del problemaGiugno 2002Camere End Cap

Tubetti gas


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SEM analysis


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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

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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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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SEM image SS 304 welded

Laser weld line (?)

O-ring seal region


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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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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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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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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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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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Percentuale di CO2

Tmax/(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

Tmax/(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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Concentrazione H2O

Garfield Simulation

H8 measurements

Slope: 6.280 ± 0.015 ns/100 ppm H2O

Risoluzione accettabile fino a 500 ppm

Nuove misure nel range 300 -1200 ppm nel 2003

Slope: 6.280 ± 0.015 ns/100 ppm H2O

Risoluzione accettabile fino a 500 ppm

Nuove misure nel range 300 -1200 ppm nel 2003


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Effetti di temperatura

Tmax vs Temperature (Barrel Chambers)

Slope:-2.65 ns/KUguale per tutte le camere

Slope:-2.65 ns/KUguale per tutte le camere


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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)

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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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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Schedule 2003

Beam Line Subdetector19 24 28 3 4 11 18 26 2 9 17 23 30 7 13 20 28 1 3

Pixel E 25 25 C C ESCT E 25 25 C C C ETRT E 25 25 VLE

Tiles E 25 25 C C EMuons E 25 25 LE C C E

H6/SPS FCALX5-GIF/SPS

RPC

RPC RPC RPC RPC RPC RPCTGC MDT

RPC MDTCSC RPC

P2BMay June July August Sep.

P1A P1B P1C P2A

H8/SPS


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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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Bd 283 - Timing chart & personnelChamber days/ch Total days Work description

Assembly 2003 2004

line Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov

1a

Chamber type BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS

expected no. 5 10 5 5 10 5 6 10 10 10 R

1b

Chamber type BIS BIS BIS BIS F

expected no. 6 20 20 6 I

Thess 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

NTU 1 1

U Ath

2

Type BIL

expected no. 10 R

Type BIL BIL BIL BIL BIL BIL BIL F

expected no. 6 10 10 15 15 20 10 I

Mancano 16 BIM/R


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Bd. 899 (BB5)


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Storage/transport frame

Attualmente in fase di progettazione a LNF


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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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2003 2004

Assembly line Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

1

Chamber type BML BML BMLBML 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 20R

2

Type BMS BMS BMS BMS BMS BMS BMS BOS/R BOS/R F

expected no. setup 10 20 20 20 10 4 40 36

Type BOS/RBOS/M BOS/M BOS/M BOS/M I

expected no. 30 20 40 40 6

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 11 27

MDT preparation JINR 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 11 23

MDT preparation MPI 1 1 1 2 2 2 3 3 3 21 21

MDT preparation Nikhef 1 1 1 1 1 2 2 2 2 22 17

Sum MDT 3 3 4 8 8 6 7 7 8 8 8 7 65 88

MDT elx + DCS 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 14

Alignment Saclay 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 22 28

Engineer in charge 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 14

Physicist 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 21 23

TOTAL 8 8 10 14 14 12 13 13 14 14 14 13 1210 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


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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

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