Введение к работе
І.
Настоящая диссертация посвящена : созданию метод':: и
проверок пропорциональных проволочных камер и модулей адроннс-гс
калориметра установки ЛЗ, созданию автоматіїзіїровачиих устаногг-.
для проведения проверок пропорциональных проволочных камер пр.: :::
массовом производстве, создан::» системы хранения и доступ- :
информации, получением' при проведении тестопих испита:::
калибровок элементов калориметра, созданию на прот:
синхротроне ІГГЗФ распределенной системы сбора и обработки ; ::'.'::
для исследования прототипов адронпого уранового калоримс >.-.
пропорциональными газовыми детекторами. Комплексная с:.ч-у~
проверок камер, модулей м всего калориметра в целс:/. :'::.v
разработана . в 11ТЭФ, а затеи иіедрена D других пнет.-л у~":::
сотрудничества ЛЗ. ЩЕРН'е. Институте Реакторных Исследог:-- '; (ПРИ. Еюреплннген. Швейцария), Институте Счізнкн Высоких Зг-:::-:-1 (ЛЮТ Пекин, КНР)).
Актуальность проблемы.
В 19S3 году Европейским Центром Ядерных Исследований (ЧІЕГН,) было начато строительство крупнейшего мире ускорительно-накопительного электрон-познтронного комплекса ЛЕП. Запуск ускорителя ЛЕП состоялся в июле 19S9 года, a d августе — декабре 19S9 года на нем были проведены первые физические исследования.
4 На новом ускорителе были созданы четыре экспериментальные
установки: АЛЕФ, ДЕЛЬФИ. ЛЗ и ОПАЛ.
Основанием для проведения данной работы послужила задача создания адронного калориметра установки ЛЗ. Требования, предъявляемые к адронному калориметру, определили выбор материала абсорбера ('обедненный уран,) и в качестве активных элементов калориметра - пропорциональных газовых камер.
Конструктивно калориметр был создан как толстостенный цилиндр, набранный из 9 отдельных колец, каждое кольцо состоит из 16 модулей, а каждый модуль из 60 камер. Полное число камер в калориметре превышает 8000, при этом число проволочек (нитей,), составляет примерно 400000. При сборке камер в модули нити объединяются в группы. Считывание происходит с групп нитей аналоговым образом. Общее число каналов считывания равно 22464. Точность измерений в калориметре обеспечивается стабильной работой камер, однородностью их отклика и хорошей калибровкой.
Адронный калориметр, как и вся установка ЛЗ, располагается в шахте на глубине около 50 м, доступ к элементам калориметра затруднен, а ремонт или замена его отдельных частей практически невозможны. Допустимый уровень отказов для элементов калориметра в работающей установке должен быть лучше 1 на протяжении всего времени функциошірования установки ЛЗ (около 10 пет).
Таким образом, к работе пропорциональных камер адронного калориметра предъявлялись особенно жесткие требования по надежности, стабильности и однородности. Эти требования должны
5 были быть обеспечены на всех этапах производства и сборки
калориметра. Для этого была разработана едашая процедура
комплексных проверок элементов калориметра. В таблице 1 и 1а
приведены основные этапы производства и проверки элементов
адронного калориметра установки ЛЗ.
Цели и задачи диссертации
Основной целью данной работы являлось создание системы проверок камер, модулей и всего калориметра, которая служила бы гарантией его надежной и стабильной работы в условиях эксперимента ЛЗ,
Проверке подлежала каждая рабочая нить камеры и каждая группа нитей в модуле, что требовало создания автоматизированных установок для проведения испытаний, позволяло исключить субъективный фактор при оценке результатов проверок, сократить время проверки и число занятых в проверках люден, одновременно повысив точность и качество проводимых измерений. Система тестовых испытаний должна была использовать такую методику, вычислительные мощности, аппаратное и программное обеспечение, которые могли быть реализованы во всех институтах, где производились или проверялись камеры и модули адронного калориметра.
Научная понизил, значимость и практическая полезность
работы Создание на современных ускорителях больших детекторных
систем, когда число элементов п системе составляет сотни тысяч, а
требования к качеству поступающей информации высоки, требует разработки процедуры испытаний, обеспечивающей не только работоспособность элементов системы, но и однородность их работы на протяжении всего времени функционирования детектора. При создании адронного калориметра установки ЛЗ дополнительные
слоаиости состояли в том, что сборка и испытания камер, модулей и колец калориметра проводились в пяти научных центрах и необходима была единая методика комплексных проверок (в ИТЭФ было произведено и проверено свыше 6600 камер, остальные 1400 камер - в Мичиганском Университете (Т.ША,) и ИФВЭ^Пекин,), сборка и проверка модулей велись в ПРИ, приемные испытания камер и модулей, сборка и проверка колец и всего калориметра - в ЦЕРН'еЛ
При проведении проверок при массовом производстве камер получены результаты, которые позволили сделать заключение о пригодности и работоспособности камер адронного калориметра, работающего в условиях эксперимента ЛЗ.
Созданная при производстве камер методика их проверки используется в эксперименте ЛЗ для мониторирования отклика всего калориметра и контроля работоспособности его отдельных элементов. В процессе производства и проверок камер и модулей адронного калориметра были отлажены и запущены автоматизированные установки в ИТЭФ, ИРИ, ИФВЭ ("Пекин; и ЦЕРН'е.
Проведение испытаний прототипа калориметра на пучке протонного синхротрона ИТЭФ потребовало создания распределенной системы сбора и обработки информации. Созданная система
7 позволила вести обработку данных, поступающих с экспериментальной
установки, в режиме "на-линию* не уменьшая скорости набора данных
и одновременно несколькими экспериментаторами. В настоящее время
она используется для изучения физических характеристик прототипов
калориметров на основе плоско-параллельных камер,
полупроводниковых детекторов, детекторов с применением "теплых
жидкостей".
Опыт, полученный при проведении тестовых испытаний, метотка
проверок, созданные аппаратные и программные средства могут быть
полезны при создании и проверках больших детекторных систем на
совремеїшьіх ускорителях (с - т фабрике. Ь - фабрике, УКК,
LHC ).
Апробация работы
Результаты, вошедшие в диссертацию, докладывались на Школах 1ГТЭФ (19S6,1987.1990 гг. Л на конференции молодых учених и специалистов 1ГГЭФ (1988.1989 гг.). на совещаниях сотруділгчества ЛЗ ("1985-1989 гг.), на Международном Симпозиуме по координатным детекторам (Дубна, 1987 г. ).
По теме диссертации в 1935-1989 годах было опубликовано 11 работ.
Предварительная защита диссертации проведена на заседании секции НТС N 9 1ГГЭФ.
Структура диссертации
Диссертация состоит из воедеїшя. S глав. заключения.
8 содержит 125 страниц. 38 рисунков. 3 таблицы, список
цитированной литературы 65 наименовании.
II. Краткое содержание диссертации
Введение
Во введении рассмотрены функции адрошюго калориметра в установке ЛЗ, дано краткое описание его конструкции. Сформулированы требования, которые предъявлялись к камерам и модулям калориметра. Описана разработанная система проверок, которые проводились при создании, сборке и запуске адронного калориметра.
