La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

1 Ageing nelle RPC: lesempio di BaBar. 2 BaBar IFR concept.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "1 Ageing nelle RPC: lesempio di BaBar. 2 BaBar IFR concept."— Transcript della presentazione:

1 1 Ageing nelle RPC: lesempio di BaBar

2 2 BaBar IFR concept

3 3

4 4 Resistive Plate Chamber Bakelite: alta resistivita, evita la propagazione della scarica grazie a una caduta locale del campo elettrico Gas: deve assorbire i fotoni UV. Molto isobutano quindi, non potendo per varie ovvie ragioni si usa tetrafluoretano. Grafite: serve a distribuire la tensione sul tutta la superficie. Resistivita abbastanza alta per essere trasparente Strisce: elettrodi di lettura Olio di lino: un pizzico di mistero non guasta. [serve a rendere priva di asperita la superficie interna della bakelite (ricordatevi che il campo e di 10000V su 2mm)

5 5 Resistive Plate Chamber Bakelite: alta resistivita, evita la propagazione della scarica grazie a una caduta locale del campo elettrico Gas: deve assorbire i fotoni UV. Molto isobutano quindi, non potendo per varie ovvie ragioni si usa tetrafluoretano. Grafite: serve a distribuire la tensione sul tutta la superficie. Resistivita abbastanza alta per essere trasparente Strisce: elettrodi di lettura Olio di lino: un pizzico di mistero non guasta. [serve a rendere priva di asperita la superficie interna della bakelite (ricordatevi che il campo e di 10000V su 2mm)

6 6 Due modi di funzionamento Streamer : 200 mV su 50 Ohm, 1nC di carica (un risparmio non indifferente sullelettronica che segue) Streamer : 200 mV su 50 Ohm, 1nC di carica (un risparmio non indifferente sullelettronica che segue) Avalanche Avalanche The vertical scale is 200mV, since amplification is 200, so the equivalent vertical scale is 1mV/div. Time scale is 50ns/div. Gas mix: R134A/Isobutane/SF 6 (94/5/1), HV = 10600V. Pochissima carica, molto rumore Elettronica delicata. Alta rate !!!!!

7 7

8 8 GIUGNO 99

9 9 Il rimedio Raffreddamento del ferro attraverso un sistema di circolazione di acqua fredda

10 10

11 11 E con una sola fine possibile: la morte accese tutte % m orti

12 12

13 13 Il vero problema: tuttavia allepoca incompreso I( A)

14 14 Un interessante problema di fisica Sfortunatamente fuorviante bottoni

15 15

16 16 Altre simpatiche foto

17 17 Da cosa e costituito questo olio ? E una mistura di trigliceridi, formati da una molecola di glicerolo e tre molecole di acidi grassi. Ma vicino alle stallattiti…..

18 18 Probabilmente dopo la polimerizzazione ce stato una ossidazione dellolio di Lino E si e formato uno strato solido di olio. Lanalisi spettroscopica ha evidenziato la presenza di ftalati che possono inibire La polimerizzazione. Laumento di temperatura ha sciolto una parte di olio, mentre il campo elettrico Facilita la formazione di bolle/stalagmiti che uniscono I due strati del gap. Per creare questo distastro servono: - Olio non del tutto polimerizzato - Alte temperature - Campo elettrico

19 19 Il rassicurante modello Lolio di lino sciolto mette in quasi corto circuito I piani della RPC: potenziale abbassato

20 20 Questo modello sembra buono ma…non spiega tutto -in primis perche le camere continuino a peggiorare (mica penserete che lolio si continua a sciogliere) -e poi perche le camere continuino a morire E ce un altro problema che non si spiega col modello descritto. Le camere sembrano morire dopo che la corrente (alta !) comincia a diminuire e rapidamente si azzera !!!!

21 21 Il mistero profondo I ( A) Questo non e compatibile col modello a gocce dolio

22 22 Succede in quasi tutti i decessi

23 23 Radiografia di un disastro Efficiency

24 24 Rifacimento di 24 moduli Rifacimento di 24 moduli Senza cambiamenti apprezzabili nel processo di produzione (eccetto una oliatura fatta in modo diverso) Senza cambiamenti apprezzabili nel processo di produzione (eccetto una oliatura fatta in modo diverso) Installazione in un quarto del Forward Installazione in un quarto del Forward Operati in un ambiente a temperatura controllata Operati in un ambiente a temperatura controllata E monitorati con attenzione E monitorati con attenzione Decisione: rifare le RPC

25 25 Putroppo non funziona… Ageing osservato anche in condizioni di funzionamento stabili e controllate

26 26 Un caso interessante

27 27 Un caso terrificante

28 28 La morte in diretta

29 29 R(bakelite) vs Charge

30 30 Ma anche lumidita vuole essere protagonista Prego notare che : a)Atmosfera secca produce incremento di resistivita b)Aria umida riporta la resistivita a bassi valori

31 31 Noise vs Temperature 21 gradi 31 gradi

32 32 Autopsie

33 33 Bad #2 Analisi di una RPC

34 34 Bad #2 Il contatore non e danneggiato ne meccanicamente ne elettricamente Il gas secco ha fatto aumentare paurosamente La resistivita della grafite. Cura: gas umido Regione bad 1

35 35 Bad #2 Ecco una chiave. La grafite evapora nelle zone ad alta Corrente. Cura: nessuna Regione 2

36 36 REGIONE BUONA Bad #2 Stava per morire. Improvvisamente. Cura: nessuna Paradossalmente la regione migliore e quella che non Funziona.

37 37 e i difetti sono da evitare

38 38 tutti, ma proprio tutti

39 39 intanto si costruiva il futuro Forward scelto perche accessibile anche in assenza di una comprensione completa del problema Unica scelta per poter porre rimedio a breve Termine Cmq una buona meta dellangolo solido E laggiunta dellottone cura un altro problema

40 40 La chiave che apre quasi tutte le porte: QC/QA

41 41 Qualita meccanica (2)

42 42 Le sorprese non finiscono mai Random trigger No beam Cosa rende Up e Down Asimmetrici ? Problema: il gas ein serie. Entra nel modulo di sotto e esce in quello di sopra.

43 43 Il problema del Fluoro !!!!!

44 44 Topologie e trucchi

45 45 In media funziona (linversione)

46 46 Sono tanti Hz/cm2 Nei layer interni il fondo e concentrato vicino alla Beam Pipe

47 47 Nei layer esterni il fascio illumina a giorno

48 48 controprova 7000 V 6700 V Only the chambers marked NEW are new. The others belongs to the original production and do not show any improvement

49 49 Talvolta la bruta forza

50 50 Sono anche doppi layer

51 51 Torniamo ai layer interni La perdita di efficienza a piccoli raggi (alta rate) sembra inevitabile (sebbene non danneggi il contatore)

52 52 Intelligenza, questa volta: trasformazione in Avalanche

53 53 Dark current Layer #1 Layer #2 I ~ 5 A I ~ 3.5 A I ~ 20 A Streamer chamber Avalanche chamber Fact of 5 less cosmic beam

54 54 Piu semplice di quanto temuto

55 55 Avalanche vs Streamer Lower current, less current, less voltage drop, higher efficiency: as simple as Ohm

56 56 La spiegazione (del barrel) La temperatura creo le stalattiti, le stalagmiti, i depositi di olio sulle cornici La temperatura creo le stalattiti, le stalagmiti, i depositi di olio sulle cornici Lolio evidentemente non era polimerizzato Lolio evidentemente non era polimerizzato La conseguenza fu un incremento brutale della corrente Ohmica e delle scariche (correnti di 200 A !!!!) La conseguenza fu un incremento brutale della corrente Ohmica e delle scariche (correnti di 200 A !!!!) La carica che e fluita in alcune regioni critiche ha fatto diminuire lefficienza (legge di Ohm) quando e andata bene (ma con un peggioramento costante (aumento della resistivita della bakelite colla carica). La carica che e fluita in alcune regioni critiche ha fatto diminuire lefficienza (legge di Ohm) quando e andata bene (ma con un peggioramento costante (aumento della resistivita della bakelite colla carica). Quando e andata male (e prima o poi si passa la soglia) ha fatto evaporare la grafite e provocato la morte del contatore Quando e andata male (e prima o poi si passa la soglia) ha fatto evaporare la grafite e provocato la morte del contatore

57 57 La spiegazione (del Forward 2 versione) Il gas fatto fluire era secco e lento Il gas fatto fluire era secco e lento La bakelite e aumentata di resistenza La bakelite e aumentata di resistenza Leffetto e stato compensato aumentando la tensione Leffetto e stato compensato aumentando la tensione I difetti locali hanno innescato hot spot virulenti I difetti locali hanno innescato hot spot virulenti Il fluoro intanto lavorava e creava i beam tree mangiandosi lolio di lino, facendo aumentare il numero delle scariche locali ed eventualmente facendo superare localmente al contatore la soglia di evaporazione della grafite Il fluoro intanto lavorava e creava i beam tree mangiandosi lolio di lino, facendo aumentare il numero delle scariche locali ed eventualmente facendo superare localmente al contatore la soglia di evaporazione della grafite Inefficienze locali quindi ma non morte del contatore Inefficienze locali quindi ma non morte del contatore

58 58 I Comandamenti Lunico modo di operare che dovrebbe essere permesso e lAvalanche Lunico modo di operare che dovrebbe essere permesso e lAvalanche I contatori devono essere delle unita di gas individuali I contatori devono essere delle unita di gas individuali Il gas non dovrebbe contenere Fluoro Il gas non dovrebbe contenere Fluoro Tuttavia se uno sa bene quello che fa puo sopravvivere per il tempo dellesperimento violandi qualcuna delle regole Tuttavia se uno sa bene quello che fa puo sopravvivere per il tempo dellesperimento violandi qualcuna delle regole BaBar viola tutte e tre le regole ma i contatori sono costruiti come gioielli e quindi sopportano la violenza in modo stoico (eccetto Ohm !) BaBar viola tutte e tre le regole ma i contatori sono costruiti come gioielli e quindi sopportano la violenza in modo stoico (eccetto Ohm !) I Peccati

59 59 I problemi di ageing a BELLE

60 60

61 61 I( A)

62 62

63 63

64 64 Cosa e successo ? La presenza di acqua insieme al fluoro ha innescato la reazione H F HF H F HF Anodo (FREON) Catodo (FREON) Anodo (Senza FREON) Anodo ( FREON) Vetro

65 65

66 66

67 67 Anodeok Catodo ok

68 68 La soluzione e quindi quella di aprire le camere e pulire I vetri dagli accumuli di Fluoro In alternativa si puo anche far flussare HN3


Scaricare ppt "1 Ageing nelle RPC: lesempio di BaBar. 2 BaBar IFR concept."

Presentazioni simili


Annunci Google