Разработка конструкции и создание модульного ядерного абсорбера адронного тайл-калориметра установки АТЛАС

• Автор: Топилин, Николай Дмитриевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Дубна
• Количество страниц: 108 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Проектирование и изготовление основных структурных элементов: стальных пластин ядерного абсорбера

1.1 Введение

1.2 Проектирование и изготовление стальных пластин ядерных

абсорберов: мастерные и спейсерные пластины

1.3 Разработка и применение программ контроля качества

1.4 Выводы

Глава 2. Проектирование и создание субмодулей и модулей

2.1 Введение

2.2 Разработка технологии и создание технологического участка для
прецизионных сборочных работ по изготовлению субмодулей
2.3 Разработка методов контроля качества и их применение в процессе создания субмодулей
2.4 Разработка концепции технологии и технологического участка для прецизионных сборочных работ по изготовлению модулей
2.5 Разработка и применение методов контроля качества создаваемых модулей
2.6 Проектирование и изготовление такелажного оборудования: траверсы
для манипуляций с субмодулями и модулями
2.7 Проектирование и изготовление транспортных устройств для безопасной перевозки модулей автотранспортом из ОИЯИ в ЦЕРН
2.8 Выводы
Глава 3. Создание методики контролируемой сборки адронного тайл — калориметра и ее апробация при монтаже калориметра на поверхности и в подземном экспериментальном павильоне Большого Адронного Коллайдера
3.1 Введение
3.2 Разработка принципиальной схемы технологии контролируемой
сборки барреля адронного тайл-калориметра
3.3 Расчет геометрических размеров и толщины шиммирующих прокладок
между модулями на внешнем и внутреннем радиусах
3.4 Предварительная сборка на поверхности первого барреля; анализ
геометрии собранного барреля и выработка стратегии шиммирования
3.5 Предварительная сборка на поверхности второго (центрального)
барреля; анализ геометрии собранного барреля и выработка стратегии
шиммирования
3.6 Окончательная полномасштабная сборка баррелей под землей
3.7 Выводы
Выводы к диссертации
Благодарности
Литература

Введение.
В современной физике элементарных частиц первостепенное внимание отводится экспериментам нового поколения в ТэВ-ном диапазоне энергий на сооруженном в Европейском Центре Ядерных Исследований Большом Адронном Коллайдере (LHC).
Как известно, принципиально важную часть экспериментальных установок при высоких энергиях неизменно составляют калориметры. Проектные требования к калориметру определены исследовательской программой на коллайдере, предусматривающей решение наиболее актуальных проблем современной теории элементарных частиц в опытах по физике тяжелых кварков, поиску бозонов Хиггса и в других опытах с целью обнаружения новых явлений за пределами Стандартной модели. С помощью калориметров измеряют величину энергии и определяют направление частиц и струй, рожденных в первичном акте взаимодействия. Эти данные необходимы для восстановления процесса столкновения, идентификации вторичных частиц и определения кинематических параметров продуктов взаимодействия.
В монографии Р.Вигманса «Калориметрия»* приведены весьма полные сведения об опыте сооружения калориметров и достигнутых с их помощью фундаментальных результатов в современных экспериментах по физике высоких энергий. Монография дает также анализ перспектив использования калориметров в планируемых экспериментах в ТэВ-ной области на Большом Адронном Коллайдере с помощью установок ATLAS** (рис. 1) и CMS***. В проектирование и сооружение этих спектрометрических комплексов крупный
*Richard Wigmans. Calorimetry. Energy Measurement in Particle Physics. Clarendon Press. Oxford. 2000.
**ATLAS-A Toroidal LHC Apparatus
***CMS - Compact Muon Solenoid

опрсделялась и контролировалась метрологическим угольником, а в поперечном направлении необходимо было определять угол наклона боковых поверхностей субмодулей относительно вертикали. Поскольку МИНИЛЕВЕЛом можно контролировать перпендикулярность и горизонтальность очень малых углов (< 1°), а боковые поверхности субмодулей имеют наклон с вертикалью около 3°, то в верхней части субмодуля на его боковой поверхности, на определённой высоте, устанавливалась клиновая пластина таким образом, чтобы её внешняя грань составляла с нижней кромкой балки общую вертикальную поверхность. Таким образом, контролируя с помощью 2-метровой поверочной линейки и МИНИЛЕВЕЛа отклонения от вертикальности этой поверхности в пределах 0,1 0,4 мм, стало возможным достичь требуемой «вертикальности»
положения плоскости симметрии субмодуля и допустимого отклонения боковой поверхности субмодуля от «идеальной» боковой поверхности модуля.
Юстировка положения субмодуля достигалась за счёт изменения толщин шимм между нижними пластинами (стрипами) субмодуля и верхней поверхностью несущей балки (рис. 17). Вертикальность положения субмодуля проверялась после установки и затяжки динамометрическим ключом всех 6-ти болтов, соединяющих субмодуль и балку, и при необходимости корректировалась повторным проведением операции юстировки.
Юстировка положения субмодуля прекращалась по достижении отклонения от вертикали ДХ=0,2 мм и менее т.к., этого достаточно по проектному требованию; заметим, что при установке дополнительной шиммы Д8=0,02 мм снизу субмодуля отклонение его верха ДХ составляло около 0,1 мм (рис. 17).