LHCb: transizione RPC MWPC

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1 LHCb: transizione RPC MWPC INFN Firenze

2 Stato dei test di aging delle RPC 1. Due prototipi studiati dal RPC A irraggiata durante il 2001 Q int 0.4 C/cm 2 RPC B utilizzata come riferimento, non irraggiata 3. Abbiamo sviluppato un metodo che ci permette di determinare R degli elettrodi di bakelite online, senza dover rimuovere (e distruggere) le RPC.

3 R 20 (MΩ) Stato dei test di aging delle RPC RPC A - R 20 (1999) = 2.6 MΩ - ρ 20 (1999) = 1.6x10 10 Ωcm End of irradiation TB 12/08/01 Dec 2001 TB 24/07/02 Jun 2002 Sep Feb time since start of aging test (18/01/01) (days)

4 R 20 (MΩ) Stato dei test di aging sulle RPC RPC B - R 20 (1999) = 5.2 MΩ - ρ 20 (1999) = 3.2x10 10 Ωcm No irradiation for RPC B TB 24/07/02 Sep TB 12/08/01 Jun time since start of aging test (18/01/01) (days)

5 Test alla GIF ottobre 1999 GIF Rate 3 khz/cm 2 RPC A La rate capability è definita richiedendo ε>95% (trigger) HV<11000 (streamers!) plateau 400V Rate max > 3 khz/cm 2 R A =1.8 MΩ R B =3.6 MΩ T=23.0 C R Α20 =2.6 MΩ R Β20 =5.2 MΩ RPC B

6 Test alla GIF agosto 2001 ε/ε off 1 RPC A Rate max 1.15 khz/cm C 600 Hz/cm V V V V V R A =31.6 MΩ T=25.1 C R 20 =58.3 MΩ Dopo irraggiamento corrispondente a 10 anni LHCB: OK! rate (Hz/cm 2 )

7 Ultimi risultati: test alla GIF luglio 2002 eff Rate (Hz/cm ) RPC A R=102.4 MΩ T=24.5 C R 20 =175.7 MΩ HV (V)

8 Ultimi risultati: test alla GIF luglio RPC A 9800 V V V V V R=102.4 MΩ T=24.5 C R 20 =175.7 MΩ Rate max 350 Hz/cm C 200 Hz/cm 2 Rate LHCb 200 Hz/cm 2 (M5 R4) rate (Hz/cm^2)

9 Sommario test aging Test GIF 10/99: R A20 = 2.6 MΩ; R B20 = 5.2 MΩ Rate > 3 khz/cm 2 In 3 anni R è aumentata di : irraggiamento RPC A 0.4 C/cm 2 Test GIF 08/01: R A20 = 58.3 MΩ; R B20 = 19.7 MΩ Rate 0.6 khz/cm 2 ordini di grandezza. La capacità di rate è passata da alcuni khz/cm 2 a meno di 200 Hz/cm 2. L invecchiamento naturale è l effetto dominante Test GIF 07/02: R A20 = MΩ; R B20 = MΩ Rate 0.2 khz/cm 2 09/02: R A = MΩ; R B = MΩ Rate (extr) 0.15 khz/cm 2

10 Raccomandazioni Muon Group LHCb (Jul 9, 2002) The Muon Group has discussed at length the RPC situation. There are two main problems: 1.the increase of resistivity, degrading the rate capability of the detectors; 2.the uncertainties related to the production at GT. Concerning 1), it was confirmed from the last measurements at GIF reported in this meeting that the resistance of the two RPC, under test from January 2001, is still increasing... [...]...The increase of resistivity of almost 2 orders of magnitude is now confirmed also by ATLAS (a factor 30 in their case)... [...]...Such resistivity values prevent today any use of our two detectors above Hz/cm 2...

11 Raccomandazioni Muon Group LHCb (Jul 9, 2002)...At the end of the discussion, consensus emerged that the safest solution is to replace the 480 RPC chambers with MWPC...

12 Distribuzione produzione MWPC R4 R3 192 CH W 960x K 192 CH W 1200x CH K 192 CH W 1296x CH K 192 CH P 192 CH P 1390x x CH P 48 CH P 480 RPC MWPC 960x CH P 1200x CH WK 1296x CH WK 1390x CH K 1485x CH K R2 480x CH P 600x CH WK 648x CH WK 695x CH K 743x CH K R1 240x x x x x309 M1 M2 M3 M4 M5 FE, LNF e Roma1 Firenze/Roma 2 (RPC MWPC) CERN PNPI 480 RPC (I) MWPC 408 MWPC (I) 384 MWPC (PNPI) 72 MWPC (CERN) 36 INTERNE

13 Produzione MWPC nel caso RPC MWPC Situazione attuale Camere Gaps Option 0 TDR (RPC->MWPC, M1 4 gaps) FE-LNF (M1R3/R4,M2R3,M3R3,M4/R1R2,M5/R1R2) CERN (M2/R1R2,M3/R1R2) PNPI (M2R4,M3R4) subtotal (FI-RM2) (extra) (M4/R3R4,M5R3R4) Total > 50% di MWPC in più da fare.

14 Ipotesi di redistribuzione dei carichi di produzione Opzione M1 light : M1 con due sole gap. 480 gap in meno per FE-LNF ma # camere invariato Disponibilità di PNPI a fare 50% in più (192 camere in più) del suo carico attuale Nuovo centro di produzione in Italia (Firenze? Vedi seguito): i tre centri italiani si distribuiscono le 696 camere restanti (232 per centro, 15% in più per FE-LNF) Camere Gaps Option 1 (RPC ->MWPC, M1 2 gaps) FE-LNF (option 0) CERN (option 0) PNPI (option 0 + M4R4) + 50% FI-RM (M4R3, M5R3/R4) Total

15 Proposta: Firenze come centro di produzione MWPC 1. INFRASTRUTTURE 2. PERSONALE 3. PIANO DI REALIZZAZIONE 4. ASPETTI ECONOMICI

16 Firenze come centro di produzione MWPC 1: INFRASTRUTTURE 180 m 2 (80 labs in area aperta) in Edificio Fisica Sperimentale (consegna Gen/Feb 2003) Camera pulita 185 m 2 di cui 50 dedicati a LHCb (consegna primavera 2003)

17 Firenze come centro di produzione MWPC 2: PERSONALE 2 Fisici 100% + 2 afferenti a Firenze ma fuori sede (Urbino, Modena) Personale tecnico: servizi di sezione; in fase di rafforzamento: 1 CTER - bando già chiuso; 1 tecnologo - bando entro l anno Per la fase di produzione a regime servirà personale a tempo determinato (tipo art. 6/2222), 1-2 unità.

18 Firenze come centro di produzione MWPC 3:PIANO DI REALIZZAZIONE Camera pulita pronta per Giugno 2003 in fase con la milestone già prevista per gli altri centri di produzione Preparazione tooloing e inizio produzione, verosimilmente autunno Possiamo rispettare (parzialmente?) la milestone del 10% di produzione (Dicembre 2003) Il tooling sarà realizzato esclusivamente basandosi su quanto già Fatto a Ferrara e Frascati STAZIONE DI TEST CON RAGGI COSMICI: ROMA II

19 Stazione test Roma 2 Trigger scintillators Drawers for chambers under test

20 Firenze come centro di produzione MWPC 4:ASPETTI ECONOMICI Costi in k per un centro di produzione, incluse le facility di test. Le disponibilità di FI e RM2 comprendono: Attrezzature già esistenti (ad es. la stazione di test a RM2) Residui sul 2002 tooling costo disponibiltà FI disponibilità RM2 mancanti produzione test (leakage + sorgente) test (cosmici) totale