STAGE INVERNALE 2008 DIVISIONE ACCELERATORI-SERVIZIO INGEGNERIA MECCANICA PROGETTAZIONE MECCANICA DELLE CAMERE DA VUOTO AD ARCODI DA Φ NE STUDENTI Emanuele Valentini Enrico Pascale Matteo Lucarelli Riccardo Tintisona TUTOR Alessandro Zolla Enrico Di Pasquale

SCOPO DELLO STAGE Apprendimento di un nuovo software di progettazione meccanica 3D “Autodesk Inventor” Realizzazione del modello solido delle camere da vuoto (vacuum chamber) ad arco dell’acceleratore di particelle DAΦNE

DA Φ NE DAΦNE (Double Anular Φ Factory for Nice Experiments), è un acceleratore di particelle che appartiene alla famiglia dei collisori, ovvero di quelle macchine che consentono di riutilizzare le particelle che non hanno interagito con il bersaglio. DAΦNE è il capostipite di questa nuova generazione di acceleratori dedicato alla produzione di particelle Φ mediante l’urto di elettroni e positroni, che permetterà di fare luce su molti punti critici dell’attuale immagine del mondo sub-nucleare e delle forze che lo dominano. Gli elettroni e i positroni circolano, in versi opposti, in due anelli distinti lunghi circa 100m che si incrociano soltanto in due punti. Per evitare le collisioni dei i fasci con i gas residui, negli anelli viene mantenuto un vuoto particolarmente spinto.

ELEMENTI FONDAMENTALI Gli elementi fondamentali che costituiscono un anello di accumulazione sono: Magneti Camera da vuoto Cavità radio frequenza Sistemi di diagnostica Sistema di raffreddamento Pompe da vuoto Sistema di controllo

Studio, montaggio upgrade di DAΦNE

CAMERA DA VUOTO Per evitare le collisioni dei i fasci con i gas residui, negli anelli viene mantenuto un vuoto particolarmente spinto (meno di un millesimo di miliardesimo di atmosfere). Per far questo i fasci corrono all’interno di elementi chiamati camere da vuoto, realizzate con una particolare lega di alluminio e lavorate con specifiche tecniche molto esigenti (altissima precisione geometrica e tecnologica). Le camere seguono sia tratti rettilinei, che tratti curvi. Questi ultimi sono costitutiti da CAMERE AD ARCO,le quali sono state oggetto della nostra progettazione.

Nelle camere ad arco avviene il cambio di traiettoria del fascio di particelle imposto dal campo magnetico generato dai dipoli curvanti. Oltre questi troviamo sulle camere ad arco altri elementi, quali i sestupoli e quadrupoli che hanno il compito di collimare alla giusta geometria il fascio,ed i wigglers che restituiscono al fascio l’energia persa a causa della variazione di traiettoria. Questa energia dispersa è chiamata luce di sincrotrone ed è anche essa oggetto di sperimentazione. Queste camere sono un grosso risultato dell’ ingegneria perché sono costituiti da 2 gusci realizzati da un unico pezzo di una particolare lega di alluminio. Le camere hanno sezioni diverse in base alla posizione dei vari tipi di magneti che intervengono lungo il loro sviluppo

STUDIO E REALIZZAZIONE DELLA SEZIONE INTERNA ED ESTERNA DELLA CAMERA AD ARCO DI DA Φ NE

Alla sinistra si evidenzia la sezione della camera ad arco da vuoto di daΦne realizzata in tridimensionale. Alla destra possiamo vedere dopo la realizzazione in officina meccanica specializzata con macchine a controllo numerico, la fase di collaudo del vuoto e degli elementi di diagnostica.

Alla sinistra la fase di progettazione tridimensionale che ci permette di simulare in modo reale ciò che verrà poi effettivamente realizzato. Nella foto destra si può notare la similitudine tra la fase di progettazione e la fase di installazione.

Gli studenti che hanno partecipato allo Stage, Emanuele Valentini & Enrico Pascale, Matteo Lucarelli & Riccardo Tintisona ringraziano: l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare di Frascati i tutors Alessandro Zolla & Enrico Di Pasquale, l’ITIS “G. Galilei” di Roma, il Professore Ingegnere Guido Montefusco.