COMPOSIZIONE DEI GRUPPI DI RICERCA: A) - RICERCATORILNS Musumarra Agatino Incar. di Ric. Codice...

Alt

ri_i

mp

egn

i

I II IV V

ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEAREPreventivo per l'anno

COMPOSIZIONE DEI GRUPPI DI RICERCA: A) - RICERCATORIComponenti del Gruppo e ricerche alle quali partecipano:

2002

For

war

d

Gra

al

Mag

nex

Rev

erse

Tra

smar

ad

Had

es2

SIS

-2

Stre

ga

Big

-Ban

g

Cognome e Nome

Qualifica

Dipendenti Incarichi

Ruolo Ricerca Assoc.

Affer. al

Gruppo

RICERCHE DEL GRUPPO IN % Percentuale impegno

in altri GruppiN.

Asf

in2

Coordinatore:

Gruppo

3L.N.S.

Struttura

Rosa Alba

Art. 23

1 Agodi Clementina Ric 3 60 20 20

2 Alba Rosa I Ric 3 80 20

3 Amorini Francesca 3 100B.P.D.

4 Bellia Giorgio 3 20 60 20P.O.

5 Bellini Vincenzo 3 50P.A. *

6 Bonasera Aldo Ric 4 20 80

7 Cappuzzello Francesco 3 100B.P.D.

8 Cavallaro Salvatore 3 70 30P.A.

9 Coniglione Rosa Ric 3 40 30 30

10 Cunsolo Angelo 3 100P.O.

11 Del Zoppo Antonio I Ric 3 70 30

12 Di Pietro Alessia Ric 303 70

13 Figuera Pier Paolo Ric 3 50 50

14 Geraci Elena 3 100Dott.

15 Giusa Antonio 3 100Dott.

16 Giustolisi Francesco 3 70R.U.

17 Iacono Manno Carmelo 3 30DIS

18 Lattuada Marcello 603 20 20P.A.

19 Lazzaro Alberto 3 100Dott.

20 Maiolino Concettina Ric 3 50 20 30

21 Melita Luciano 3 100Dott.

22 Migneco Emilio 3 30 70P.O.

23 Musumarra Agatino 703 30R.U.

24 Nociforo Chiara 3 100Dott.

25 Pappalardo Giuseppe 5 20 70P.O. *

26 Pellegriti Maria Grazia 703 30B.P.D.

27 Piattelli Paolo I Ric 3 20 20 60

28 Pizzone Rosario Gianluca 1003Dott.

29 Porto Francesco 3 100P.O.

30 Raciti Giovanni 3 20 80P.O.

31 Rizzo Francesca 3 70 30R.U.

32 Romano Stefano 703 30AsRic

33 Santonocito Domenico 3 100AsRic

34 Sapienza Piera Ric 3 40 30 30

35 Sperduto Maria Leda 3 30 40R.U. *

INSERIRE I NOMINATIVI IN ORDINE ALFABETICO (N.B. NON VANNO INSERITI I LAUREANDI)

Ricercatori 5.7 5.1 2.0 6.0 4.3 4.1 2.1 1.0 .5 2.6

Note:

Mod. G. 1

1) PER I DIPENDENTI: Indicare il profilo INFN2) PER GLI INCARICHI DI RICERCA: Indicare la Qualifica Universitaria (P.O, P.A, R.U) o Ente di appartenenza3) PER GLI INCARICHI DI ASSOCIAZIONE: Indicare la Qualifica Universitaria o Ente di appartenenza per Dipendenti altri Enti;

Bors.) Borsista; B.P-D) Post-Doc; B.Str.) Borsista straniero; Perf.) Perfezionando; Dott.) Dottorando; AsRic) Assegno di ricerca; S.Str.) Studioso straniero;

DIS) Docente Istituto Superiore4) INDICARE IL GRUPPO DI AFFERENZA

LA PERCENTUALE DI IMPEGNO NEGLI ESPERIMENTI SI RIFERISCE ALL’IMPEGNO TOTALE NELLA RICERCA, ANCHE AL DI FUORI DELL’INFN

Alt

ri_i

mp

egn

i

I II IV V

ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEAREPreventivo per l'anno

COMPOSIZIONE DEI GRUPPI DI RICERCA: A) - RICERCATORIComponenti del Gruppo e ricerche alle quali partecipano:

2002

For

war

d

Gra

al

Mag

nex

Rev

erse

Tra

smar

ad

Had

es2

SIS

-2

Stre

ga

Big

-Ban

g

Cognome e Nome

Qualifica


Ruolo Ricerca Assoc.

Affer. al

Gruppo

RICERCHE DEL GRUPPO IN % Percentuale impegno

in altri GruppiN.

Asf

in2

Coordinatore:

Gruppo

3L.N.S.

Struttura

Rosa Alba

Art. 23

35 Sperduto Maria Leda 3 30 40R.U. *

36 Spitaleri Claudio 703 30P.S.

37 Sutera C.M. ( SEZ. CT) Ric 3 20 *

38 Tudisco Salvatore 3 100AsRic

39 Vinciguerra Domenico 1003P.O.

40 Winfield John S. 3 100Ric

INSERIRE I NOMINATIVI IN ORDINE ALFABETICO (N.B. NON VANNO INSERITI I LAUREANDI)

Ricercatori 5.7 5.1 2.0 6.0 4.3 4.1 2.1 1.0 .5 2.6

Note:

Mod. G. 1

1) PER I DIPENDENTI: Indicare il profilo INFN2) PER GLI INCARICHI DI RICERCA: Indicare la Qualifica Universitaria (P.O, P.A, R.U) o Ente di appartenenza3) PER GLI INCARICHI DI ASSOCIAZIONE: Indicare la Qualifica Universitaria o Ente di appartenenza per Dipendenti altri Enti;

Bors.) Borsista; B.P-D) Post-Doc; B.Str.) Borsista straniero; Perf.) Perfezionando; Dott.) Dottorando; AsRic) Assegno di ricerca; S.Str.) Studioso straniero;

DIS) Docente Istituto Superiore4) INDICARE IL GRUPPO DI AFFERENZA

LA PERCENTUALE DI IMPEGNO NEGLI ESPERIMENTI SI RIFERISCE ALL’IMPEGNO TOTALE NELLA RICERCA, ANCHE AL DI FUORI DELL’INFN

Assoc.Tecnologica

COMPOSIZIONE DEI GRUPPI DI RICERCA: B) - TECNOLOGI

Componenti del Gruppo e ricerche alle quali partecipano:

Cognome e Nome

Qualifica


Ruolo Art.23

RICERCHE DEL GRUPPO IN % Percentuale impegno in altri Gruppi

I II IV V

N.

For

war

d

Gra

al

Mag

nex

Rev

erse

Tra

smar

ad

Had

es2

SIS

-2

Stre

ga

Big

-Ban

g

Asf

in2

ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEAREPreventivo per l'anno 2002

Alt

ri_i

mp

egn

i

Coordinatore:

Gruppo

3L.N.S.

Struttura

Rosa Alba

1 Anzalone Antonino I Tecn 40

2 Finocchiaro Paolo D.T. 70 30

3 Randieri Cristian 100Bors.

4 Russo Alfio C. 30DIS

Mod. G. 2

1) PER I DIPENDENTI: Indicare il profilo INFN

2) PER GLI INCARICHI DI ASSOCIAZIONE: Indicare Ente da cui dipendono, Bors. T.) Borsista Tecnologo

Note:

Alt

ri_i

mp

egn

i

COMPOSIZIONE DEI GRUPPI DI RICERCA: C) - TECNICI Componenti del Gruppo e ricerche alle quali partecipano:

Cognome e Nome

Qualifica


Ruolo Art.36 Collab.tecnica

Assoc.tecnica

RICERCHE DEL GRUPPO IN % Percentuale impegno in altri Gruppi

I II IV V

N.

For

war

d

Gra

al

Mag

nex

Rev

erse

Tra

smar

ad

Had

es2

SIS

-2

Stre

ga

Big

-Ban

g

Asf

in2


Coordinatore:

Gruppo

3L.N.S.

Struttura

Rosa Alba

Mazzeo Mario 1 30Univ.

Poli Giovanni 2 30Univ.

Mod. G. 3

1) PER I DIPENDENTI: Indicare il profilo INFN

2) PER GLI INCARICHI DI COLLABORAZIONE TECNICA: Indicare Ente da cui dipendono

2) PER GLI INCARICHI DI ASSOCIAZIONE TECNICA: Indicare Ente da cui dipendono

Note:

Mod. G. 4

PREVISIONE DELLE SPESE DI DOTAZIONE E GENERALI DI GRUPPO

VOCI DI SPESA DESCRIZIONE DELLA SPESAIMPORTI

Parzial i TotaleCompet.

In kEuro

Via

gg

i e

Mis

sio

ni

Estero

Interno

Materialedi Consumo

Pubblicazioni Scientifiche

Spese Calcolo

Affitti e

Manutenzione

Apparecchiature

(1)

Dettaglio della previsione delle spese del Gruppo che non afferisconoai singoli Esperimenti e per l’ampliamento della Dotazione di base del Gruppo

Materiale

Inventariabile

Spese Seminari

(1) Indicare tutte le macchine in manutenzione

Trasporti e facch.


18,0

Viaggi coordinatore 2,5Congressi e scuoleNUCL-EX 11,5

4,0

29,0

Congressi e scuole 29,0

10,0

18,5

18,5

Sorgenti radioattive, cavi e connettori, DLT e ricambi

TOTALI

Consorzio Ore CPU Spazio Disco Cassette Altro

68,5

68,5

149,0

Sistema di pompaggio per gas target

5,05,0

10,0

Gruppo

3L.N.S.

Struttura

3,0 47,0 11,0 6,0 67,0Asfin2

10,0 12,5 27,5 50,0Forward

7,5 48,0 13,0 5,0 12,5 86,0Graal

8,0 45,0 25,0 335,0 413,0Magnex

10,5 15,0 15,0 9,0 49,5Reverse

3,0 16,0 10,0 2,5 30,0 61,5Trasmarad

5,0 41,5 21,5 2,0 10,5 80,5Hades2

1,5 23,5 7,5 32,5SIS-2

4,0 1,5 1,5 7,0Strega

4,5 20,0 24,5Big-Bang

Miss. interno

Miss. estero

Mater.di cons.

Trasp. e Facchin.

Spese Calc.

Mater.Invent.

Costruz. Appar.

TOT.Compet.

Mod. G.5

Totali (A+B+C)

PREVISIONE DELLE SPESE PER LE RICERCHE

SIGLA

ESPERIMENTO

RIEPILOGO DELLE SPESE PREVISTE PER LE RICERCHE DEL GRUPPO In kEuro

Pubbl. Scient.

Spese Semin.

S P E S A P R O P O S T A

A)

Esp

erim

enti

o In

iz.S

pec

ific

he

Gr.

IV in

Co

rso

Totali A)

C) Dotazioni di Gruppo

Totali B)

B) E

sper

imen

ti o

Iniz

.Sp

ec. G

r. IV

da

Iniz

iare

Aff. eManut. App.

149,0

24,5

1'020,5

29,0 18,5 10,0 5,0 68,5

283,5

4,5 20,0

163,0 17,0 471,510,0 5,0

18,0

70,5

250,0 124,5 17,0 403,0 847,0


52,5

Gruppo

3L.N.S.

Struttura

INFORMAZIONI GENERALIAstrofisica nucleare

L.N.S. ; Ruhr-Universitaet, Bochum

ASFIN2

Tandem SMP13 LNS ; Dynamitron Tandem Bochum

6Li; 3He; 9Be

Misure di sezioni d'urto ad energie di interesse astrofisico.

Rivelatori a gas ed a stato solido a posizioneRivelatori monoliticiSistema Multi-rivelatore LEDA

LNS

Ruhr-Universitaet, Bochum GermaniaR. Boskovic, Zagabria CroaziaUCL, Louvain-La-Neuve BelgioUniversity of Edinburgh UKInstitute for Nuclear Research,Kiev Ucraina

3 anni (2000-2002) Prolungamento ASFIN2

Linea di ricerca

Laboratorio ovesi raccolgono i dati

Sigla delloesperimento assegnata

dal Laboratorio

Acceleratore usato

Fascio

(sigla e caratteristiche)

Processo fisico studiato

Apparato strumentale utilizzato

Sezioni partecipanti all'esperimento

Istituzioni esterneall'Ente partecipanti

Durata esperimento

Mod. EC. 1

Esperimento Gruppo

Ricercatoreresponsabile locale:

L.N.S.

024 Asfin2 3

C. SPITALERI

LNS

Incar. di Ric.Musumarra Agatino

CodiceISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEAREPreventivo per l'anno 2002

Struttura

[email protected]:

[email protected]

(a cura del responsabile locale)

RappresentanteNazionale:

Struttura diappartenenza:

e-mail:

Posizionenell'I.N.F.N.:

Mat

eria

leC

onsu

mo

Tras

p.e

fac

ch.

Spe

seC

alco

lo

Affi

tti e

man

uten

z.ap

pare

cchi

at.

Mat

eria

leIn

vent

aria

bile

Cos

truz

ione

App

arat

i

PREVENTIVO LOCALE DI SPESA PER L’ANNO 2002 In kEuro


VOCIDI

SPESA

DESCRIZIONE DELLA SPESA

Via

ggi e

mis

sion

i

Est

ero

Inte

rno


Totale

n. 1 Modulo quad HV supply

Mod. EC. 2

Contatti Scientifici Napoli-Genova-Pisa

Rivelatori, n. 5 PSD

2x((1viaggio+10giorni)x5ricercatori)(Bochum, per esperimento)

L.N.S.


Struttura

Note:

n. 1 Modulo dual timer

2x(1viaggio+6giorni)x2ricercatori))(Bochum & Monaco coll. scien.)2x((1viaggio+6giorni)x2ricercatori)(Zagabria, coll. scientifica)((1viaggio+6giorni)x2ricercatori)) (Kiev,coll. scientifica)

IMPORTI

ParzialiTotale

Compet.

A cu ra de l l a Comm.ne S c i e n t i f i c a N a z i o n a l e

11,0

3,0

3,0

47,0

11,0

6,0

67,0

3,0

31,0

3,0

8,05,03,0

Codice EsperimentoAsfin2

Gruppo3024

Resp. loc.: Musumarra Agatino

(a cura del responsabile locale)All. Mod. EC. 2

L.N.S.


Struttura

ALLEGATO MODELLO EC 2


Gruppo3024


In kEuro

Mod. EC. 3

Note:

PREVISIONE DI SPESA: PIANO FINANZIARIO LOCALE

PER GLI ANNI DELLA DURATA DEL PROGETTO


Osservazioni del Diret tore del la Strut tura in meri to al ladisponibi l i tà d i personale e di at t rezzature:


L.N.S.

Struttura

ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE


Gruppo3024


Miss. interno

Miss. estero

Mater. di cons.

Trasp.eFacch.

SpeseCalcolo

Affitti emanut.appar.

Mat.inventar.

Costruz.apparati

TOTALECompetenza

3,0 47,0 11,0 6,0 67,0

TOTALI 47,0 11,0 6,0 67,0

ANNIFINANZIARI

2002

3,0


PREVENTIVO GLOBALE PER L'ANNO 2002In kEuro

Note:

Mod. EC. 4

(a cura del rappresentante nazionale)

A CARICO DELL’ I.N.F.N.

Miss. interno

Miss. estero

Mater. di cons.

Trasp. eFacch.

Spese Calc.

Affitti eManut.Appar.

Mater.inventar.

Costruz. appar.

TOTALECompet.

Acarico di altri Enti

11,0 6,0 67,0 0,0

TOTALI 3,0 47,0 11,0 6,0 67,0

Struttura

L.N.S. 3,0 47,0

0,0


L.N.S.

Struttura

NB. La colonna A carico di altri Enti deve essere compilata obbligatoriamente

Codice Esperimento

Asfin2

Gruppo

3024

Resp. Naz.: C. SPITALERI

Mod. EC. 5

A) ATTIVITA’ SVOLTA NELL’ANNO

B) ATTIVITA’ PREVISTA PER L’ANNO 2002

C) FINANZIAMENTI GLOBALI AVUTI NEGLI ANNI PRECEDENTI In kEuro

2001

vedi allegato 1 e allegato 3

vedi allegato 2


AnnoFinanziario

Missioni interno

Missioni estero

Materiale diconsumo

Trasp. eFacch.

SpeseCalcolo

Affitti eManut.Apparec.

Materialeinventar.

Costruz.apparati TOTALE

TOTALE

1997 3,0 28,9 14,9 46,8

10,1 147,3 59,9 96,4 23,0 336,7


L.N.S.

Struttura


1998 4,6 34,3 14,4 9,2 62,5

1999 1,0 31,5 69,2 101,7

2000 20,6 3,6 17,0 41,2

84,52001 1,5 32,0 27,0 18,0 6,0


Gruppo3024


In kEuro

Mod. EC. 6

Note:

PREVISIONE DI SPESA

Piano finanziario globale di spesa


Miss.

interno

Miss.

estero

Materialedi

cons.

Trasp.eFacch.

Spese

Calcolo


Mat.

inventar.

Costruz.

apparatiTOTALE

Competenza

3,0 47,0 11,0 6,0 67,0

TOTALI 3,0 47,0 11,0 6,0 67,0

ANNIFINANZIARI

2002


L.N.S.

Struttura


Gruppo3024


Cognome e Nome

Qualifica


Ruolo Art. 23 Ricerca Assoc.

Affer. al

Gruppo

Numero totale dei Ricercatori


Gruppo

L.N.S.

3024


Struttura

COMPOSIZIONE DEL GRUPPO DI RICERCA

RICERCATORI

Cognome e Nome

Qualifica


Ruolo Art. 23 Ass. Tecnol.

TECNOLOGI N N

8,0

5,7Ricercatori Full Time Equivalent

Numero totale dei TecnologiTecnologi Full Time Equivalent

Cognome e Nome

Qualifica


Ruolo Art. 15 Collab.tecnica

Assoc.tecnica

TECNICI N

Numero totale dei Tecnici

Tecnici Full Time Equivalent

Di Pietro Alessia Ric 3031

Lattuada Marcello 603P.A.2

Musumarra Agatino 703R.U.3

Pellegriti Maria Grazia 703B.P.D.4

Pizzone Rosario Gianluca 1003Dott.5

Romano Stefano 703AsRic6

Spitaleri Claudio 703P.S.7

Vinciguerra Domenico 1003P.O.8P

erce

ntua

le

Per

cent

uale

Per

cent

uale

(a cura del responsabile locale)Mod. EC/EN 7



Gruppo

L.N.S.

3024


Struttura

COMPOSIZIONE DEL GRUPPO DI RICERCA (cont.)

SERVIZI TECNICI Annotazioni:

(a cura del responsabile locale)Mod. EC/EN 7a


Denominazione

Cognome e Nome Associazione

LAUREANDI e DOTTORANDI operanti nel gruppo a giugno 2001

Pizzone R. G. SI Lo screening elettronico per i processi di distruzione del Litio

Titolo della Tesi

mesi-uomo

C. SpitaleriRelatore/Tutore Keywords

FisicaTesi di:dottorato in

Migliardi P. SI Effetti di screening nella reazione di interesse astrofisico d+d-->3H+p

M. LattuadaRelatore/Tutore Keywords

FisicaTesi di: laurea in

Raimondo F. SI Produzione di isotopi di nuclei leggeri ricchi di neutroni nell'interazione 16O+9Be

M. LattuadaRelatore/Tutore Keywords


SI

Relatore/Tutore Keywords

Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in


SI


Tesi di: in

polimeri nucleari

screening elettronico misure dirette

screening elettronico depletion del litio


Gruppo

L.N.S.

3024


Struttura

Cognome e Nome

LAUREATI e DOTTORI di RICERCA che hanno conseguito il titolo tra luglio 2000 egiugno 2001

(a cura del responsabile locale)Mod. EC 8(*) TD = tempo determinato TI = tempo indeterminato

Distefano C. SI

Il potenziale di screening nelle reazioni 7Li(p,alfa)4He e 6Li(d,alfa)4He misurato con il "TrojanHorse" e sua applicazione al "problema del Litio"

Keywords

dottorato

Altro

Ass.INFN

Fisicain C. Spitaleri

Relatore


Titolo della tesi:

Titolo conseguito

laurea

Sbocco occupazionale (*)

Bertuglia I. SI

Studio dello screening elettronico nella reazione 6Li(d,alfa)4He con il metodo del Cavallo di Troiaed implicazioni astrofisiche

Keywords

Industria elettronica TD

Altro


Titolo della tesi:

laurea

Iapichino L. SI

Sintesi di nuclei p in supernovae di tipo II: Ruolo della reazione 22Ne(alpha, gamma) 26Mg

Keywords

momentaneamente nessuno

Altro

Fisicain A. Zappala'

Titolo della tesi:

laurea

Raiola F. SI

Studio sperimentale della reazione 3He(d,p)4He ad energie di interesse astrofisico

Keywords

dottorato all'estero

Altro


Titolo della tesi:

laurea

Pellegriti M.G. SI

The alpha-12C elastic scattering studied via the Trojan Horse Method

Keywords

borsa post_Doc

Altro


Titolo della tesi:

dottorato

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

KEYWORDS

12C(alpha,gamma)16 Trojan Horse Method

screening elettronico misure indirette a energie astrofisiche

processi p rate della 22Ne(alpha, gamma) 26Mg

nucleosintesi primordiale Trojan Horse Method

screening elettronico Trojan Horse Method

sezioni d'urto astrofisiche screening elettronico depletion del litio

Trojan Horse Method nucleosintesi primordiale meccanismi diretti di reazione

sezioni d'urto astrofisiche screening elettronico depletion del litio

Trojan Horse Method nucleosintesi primordiale meccanismi diretti di reazione

Keywords attività locale (a cura del responsabile locale)

Keywords attività complessiva dell'esperimento (a cura del responsabile nazionale)


Gruppo

L.N.S.

3024


Struttura

DENOMINAZIONE DESCRIZIONE PRODOTTO O COMMESSA

INTERAZIONI CON LE INDUSTRIE (COMMESSE HIGH TECH)

(a cura del responsabile locale)Mod. EC 9

commessasviluppo

commessa = acquisto di beni ad alta tecnologia

Percentuale del budget( app+ inv+cons)utilizzata per acquistodi beni high tech:

SVILUPPO DI STRUMENTAZIONE INNOVATIVAe ricadute su altri gruppi, sul sistema industriale e su altre disciplineSviluppo nel campo

Breve descrizionedello sviluppo e

relativa ricaduta:

Ricaduta potenziale gia' riscontrata

campo:

commessasviluppocampo:





PAESE


in ambito:

Sviluppo nel campo


relativa ricaduta:

Ricaduta potenziale gia' riscontrata in ambito:

Sviluppo nel campo


relativa ricaduta:


%


sviluppo = se l'INFN partecipa allo sviluppo dei beni acquistati

PRESENTAZIONI A CONFERENZE, WORKSHOP E SEMINARIINTERNAZIONALI nel periodo luglio 2000 giugno 2001



Gruppo

L.N.S.

3024


Struttura

(a cura del responsabile nazionale)Mod. EC 10

M.G. Pellegriti

The alpha-12C radiative capture process and the Trojan Horse Method

Relatore Tipo di presentazione Denominazione della Conferenza o dell'istituzione

NUCLEI IN THE COSMOSposter conferenza internazionale

Titolo della presentazione o del seminario LocalitàData

Aarhus, Danimarca

27 giugno-1 Luglio 2000

A. M. Laird

Hot CNO breakout: Status of the d(18Ne,p)19Ne*(alpha)15O reaction

NUCLEI IN THE COSMOScomunicazione conferenza internazionale

Aarhus, Danimarca


L.Gialanella

A new measurement of the E1 amplitude in 12C(alpha,gamma0)16O

NUCLEI IN THE COSMOSrelazione su invito conferenza internazionale

Aarhus, Danimarca


S. Cherubini

The 15O(alpha,gamma)19Ne* reaction using a 18 Ne radioactive beam

NUCLEI IN THE COSMOSposter conferenza internazionale

Aarhus, Danimarca


A. Musumarra

Indirect measurement of the 6Li(d,alpha)4He astrophysical factor

NUCLEUS NUCLEUS COLLISIONSposter conferenza internazionale

Strasbourg, Francia

3-7 Luglio 2000

M. Aliotta

The Trojan Horse Method in Nuclear Astrophysics

Tours Symposium on Nuclear Physics IV comunicazione conferenza internazionale

Tours, Francia

Settembre 2000

C. Distefano

Studio dell'effetto di screening elettronico attraverso il metodo del Trojan Horse

LXXXVI Congresso SIFcomunicazione conferenza nazionale

Palermo, Italia

6-11 Ottobre 2000

60 %Percentuale di presentazioni INFN su presentazioni complessive della collaborazione:

A. Musumarra

Determination of the Astrophysical Factor and Electron screening Potential in the 2H(6Li,alpha)4He reaction by applying the Trojan Horse Method

NUCLEAR PHYSICS AT BORDER LINEScomunicazione conferenza internazionale

Lipari, Italia

21-24 Maggio 2001

M.G. Pellegriti

The Trojan Horse Method applied to Nuclear Astrophysics

University of Aarhusseminario

Aarhus, Danimarca

Novembre 2000

R.G.Pizzone

Lo screening elettronico studiato attraverso i metodi indiretti

Universita' di Pisaseminario

Pisa, Italia

15 Maggio 2002


Tipo di Conferenza



Gruppo

L.N.S.

3024


Struttura

Data prevista peril completamento

MILESTONES 2001 (concordate con i referee)

30-01-2001 Completamento analisi 6Li+6Li-->alpha+alpha+alpha (vedi all.1)

30-01-2001 Completamento analisi 7Li+d-->alpha+alpha+n (vedi all.1)

30-05-2001 Esperimento 3He+6Li-->alpha+alpha+p effettuato a Bochum (vedi all.1)

6-07-2001 Esperimento 6Li+d-->alpha+3He+n effettuato a Catania (vedi all.1 eproposal (all 3))

Descrizione

Commento al conseguimento delle milestones

(a cura del responsabile nazionale)Mod. EC/EN 11

Data completamento

MILESTONES PROPOSTE PER IL 2002

30-01-2002 La misura 6Li+d--> 3H+p+alpha (vedi all.2) verra' sottoposta al PAC L.N.S.

Esperimento 6Li+d--> 3H+p+alpha se approvato dal PAC L.N.S. (tempi fascio da stabilire)

30-09-2002 La misura 9Be+d--> alpha +alpha +n (vedi all.2) verra' sottoposta al PAC L.N.S.

30-07-2002 Analisi dati della misura 3He+6Li-->alpha+alpha+p (vedi all.1)

Descrizione

Continuazione esperimento 3He+6Li-->alpha+alpha+p (approvato con tempi fascio da stabilire)

Esperimento 3He+7Li-->alpha+alpha+d (vedi all.2) (approvato con tempi fascio da stabilire)

livello raggiuntoalla data previstain %

%%%%%%%%


%%

Improoved information on electron screening in 7Li(p,alpha)alpha using the Trojan Horse method

Codice Esperimento

Asfin2

Gruppo

L.N.S.

3024


Struttura

Cognome e Nome

REFEREES DEL PROGETTO

Mando' P.A. Astrofisica Nucleare e ricerche interdisciplinari

Argomento

Muccifora V. Astrofisica Nucleare e ricerche interdisciplinari

Viesti G. Astrofisica Nucleare e ricerche interdisciplinari

Cognome e Nome

LEADERSHIPS INFN NEL PROGETTO(solo per collaborazioni internazionali o inter Enti)

Prof. C Spitaleri Leader del gruppo AFIN2; Prof. Straordinario di fisica generale, Universita' di Catania

Funzioni svolte

(a cura del responsabile nazionale)Mod. EC/EN 11a

Percentuale posizioni di leadership INFN su numero totale posizioni

Percentuale partecipanti INFN su partecipanti totali

Struttura

L.N.S.

M. Aliotta

EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL A 9 435-437 Novembre 2000

C.Spitaleri "Trojan Horse" method applied to 2H(6Li,alpha)4He at astrophysical energies

PHYSICAL REVIEW C-NUCLEAR PHYSICS 63 055801-7 Maggio 2001

A. Laird Hot CNO breakout: Status of the d(18N,p)19Ne*(alpha)15O reaction

NUCLEAR PHYSICS A 688(1-2) 134-137 2001

L. Gialanella A new measurement of the E1 amplitude in 12C(alpha gamma0)16O


M.G.Pellegriti The alpha-12C radiative process and the Trojan-Horse Method


Elenco delle pubblicazioni più significative nel periodo luglio 2000 giugno2001

Percentuale budget INFN su budget totale

%%%

Resp.Naz.: C. SPITALERI

Nome primo autore Titolo della pubblicazione

Rivista Numero Pagine Data

COMPETITIVITA’ INTERNAZIONALEEsperimenti in competizione

Comitati internaz. che vagliano l'esperimento:

PAC L.N.S.

Rapporto di attività scientifica INFN per il 2001

ESPERIMENTO: ASFIN2 GRUPPO: III STRUTTURA: LNS RESPONSABILE NAZIONALE: C. SPITALERI Scopo dell’esperimento:

L’esperimento ASFIN2 si propone la misura di sezioni d’urto di interesse astrofisico in modo indiretto. a) Studio della Reazione 6Li(d, α α α α 3333He)p → 6Li(p,αααα)3He.

La misura è stata approvata dal PAC dei LNS nel settembre del 2000 ed è referenziata con il nome di esperimento “Screening” (vedi proposal allegato). L’esperimento è in preparazione ed il fascio è stato assegnato a partire dal 6 luglio 2001. Come è noto la reazione 6Li(p,αααα) svolge un ruolo cruciale nell’ambito del problema della “depletion” del litio. b) Studio della Reazione 6Li(3He,p α)α)α)α) 4He → 3He(d,p)4He.

La misura è stata effettuata presso i DTL di Bochum a partire dal 30 maggio 2001 usufruendo di un periodo di 8 giorni di fascio.

Durante la misura si è accumulata statistica sufficiente e si sta provvedendo all’analisi dati (fig 1). La reazione 3He(d,p)4He è uno dei possibili canali per la combustione del deuterio in vari stadi di evoluzione stellare. Attualmente la reazione è stata investigata in modo diretto ed il fattore astrofisico S(E) è stato estratto fino ad energie di pochi keV. Il confronto con i nostri dati potrà consentire una accurata analisi degli effetti di screening elettronico.

Fig. 1

Quasi-Free

8Be*

E(protoni)

c) Analisi dei dati relativi alle reazioni 7Li(d,α α)α α)α α)α α)n e 6Li(6Li, α α)α α)α α)α α)4444He. Si sono completate le analisi relative alle misure 7Li(d,α α)α α)α α)α α)n e 6Li(6Li,

α α)α α)α α)α α)4444He effettuate recentemente presso i LNS e il Rudjer Boskovic di Zagabria. In entrambi i casi si è estratto il fattore astrofisico di nucleo nudo Sb(E) utilizzando il metodo del cavallo di Troia (THM). Per la reazione a 2 corpi 7Li(p,α)4He dal confronto con i dati diretti si è ottenuto un potenziale di screening Ue=330 ±±±±40 eV mentre per la reazione 6Li(d,α)4He si è ottenuto Ue=320±51 eV. Il valore dei due potenziali di screening supera abbondantemente quello della stima teorica (limite adiabatico) Ue=186 eV. Nel caso della reazione 6Li(6Li, α α)α α)α α)α α)4444He si è ottenuta una migliore stima di S(E) mediando i due set di dati relativi al break-up del proiettile e del target. Il confronto tra i due set ha fornito inoltre una conferma della coerenza dell’analisi (fig.2). I risultati sono riportati su riviste scientifiche [1,2,5]. Fig. 2

Target break-up

Projectile break-up

PUBBLICAZIONI 1. The bare atrophysical S(E) factor of the 7Li(p,αααα)4He reaction.

M. Lattuada et al. Sottoposto a APJ (2001) 2. “Trojan Horse” method applied to 2H(6Li,αααα)4He at astrophysical

energies. C. Spitaleri et al. Physical Review C, Vol 63(2001) 055801

3. Hot CNO breakout: Status of the d(18Ne,p)19Ne*(αααα)15O reaction.

A.M. Laird et al. Nuclear Physics A, Vol. 688 (1-2) (2001) pp. 134-137 4. A new measurement of the E1 amplitude in 12C(α,γα,γα,γα,γ0000)16O.

L. Gialanella et al. Nuclear Physics A, Vol 688 (1-2) (2001) pp. 254-258

5. Improved information on electron screening in 7Li(p,α)α)α)α)4444He using the Trojan-Horse-Method. M. Aliotta et al. EPJ A 9(2000)437

6. The 15O(α,γα,γα,γα,γ)19Ne* reaction using a 18Ne radioactive beam.

S. Cherubini et al. Nuclear Physics A, Vol 688 (1-2) (2001) pp. 465-467 7. The αααα-12C radiative process and the Trojan-Horse Method.

M.G. Pellegriti et al. Nuclear Physics A, Vol 688 (1-2) (2001) pp. 543-545 8. New developments and recent result in Nuclear Astrophysics at

Louvain-la-Neuve. S. Cherubini et al. In stampa su Nuclear Physics A

ESPERIMENTO: ASFIN2 GRUPPO: III STRUTTURA: LNS RESPONSABILE NAZIONALE: C. SPITALERI


La reazione 6Li(d,p αααα)3H→ 2H(d,p)3H

Procedendo sulla linea seguita durante il 2001 intendiamo intraprendere lo studio della reazione 2H(d,p)3H utilizzando il THM applicato alla reazione a tre corpi 6Li(d,p αααα)3H. Questa reazione è di grande importanza in astrofisica nell’ambito della nucleosintesi primordiale in ambiente di Big-Bang standard [1] ed è una delle reazioni chiave per i futuri reattori a fusione. Grande interesse si concentra su questa reazione grazie alle misure effettuate da C. Rolfs sulla d(d,p) con deuterio impiantato su metallo nel quale gli effetti di screening elettronico vengono notevolmente modificati, rispetto alla misura su target di D2 gassoso. La nostra misura si propone l’estrazione del fattore astrofisico S(E) privo di effetti di screening: un termine di riferimento indispensabile per il calcolo del potenziale Ue.

La misura sarà effettuata presso i LNS previa approvazione del PAC dei laboratori.

Le reazioni 9999Be(d, α α α α α α α α d) n → 9Be(p,8Be)2H 9999Be(d, α α α α 6666Li) n → 9Be(p,6Li)4He

I due canali di reazione 9Be(p,8Be)2H e 9Be(p,6Li)4He determinano la distruzione del 9Be in ambiente di nucleosintesi stellare, soprattutto in stelle di piccola massa. Le due reazioni sono entrambe importanti e il fattore astrofisico S(E) è stato misurato nel caso della 9Be(p,α0)6Li fino ad una decina di kev (Fig. 1). Fig 1

Ancora una volta si nota l’incremento del fattore astrofisico a bassa energia causato dallo screening elettronico. Il confronto dei dati estratti a partire dal THM con i dati diretti permetterà di calcolare il potenziale di screening Ue indipendentemente dal modello usato per l’estrapolazione a bassa energia S(E) (fig. 1). Le reazioni 3He(6Li,p αααα)4He → 3He(d,p)4He 3He(7Li,α αα αα αα α)2H → 7Li(p,αααα)4He

La reazione 3He(6Li,p αααα)4He è stata effettuata dal nostro gruppo nel giugno 2001 a Bochum, l’analisi dei dati è in corso per estrarre il fattore astrofisico della 3He(d,p)4He in un range Ecm tra 0.3-1 MeV. Un ulteriore misura è necessaria per esplorare il range di energie di interesse astrofisico (Ecm=1-500 keV), per questo il nostro gruppo prevede di misurare nuovamente a Bochum nel corso del 2002. Il DTL di Bochum dispone attualmente di fasci di 3He a bassa energia non ancora implementati presso i LNS; approfittando di questo fascio il gruppo ASFIN ha anche in programma la misura 7Li(3He,α αα αα αα α)2H. Nell’ambito del THM questa reazione risulta fondamentale per validare il fattore astrofisico S(E) già estratto per la reazione 7Li(p,αααα)4He con il THM utilizzando la reazione 7Li(d,α αα αα αα α)n [2] (fig 2). Questo test consentirà di investigare sui limiti di applicabilità del metodo.

Fig. 2. Fattore astrofisico della reazione 7Li(p,α)4He estratto utilizzando il THM

Bibliografia 1. Malaney and Mathews. Ph. Report 229(1993)145 2. Aliotta et al.: Eur.Ph.J. 9(2000)435

THM

Diretti

Electron Screening Effects in Reactions of Astrophysical Interest with the TrojanHorse Method

Abstract: We propose to study indirectly the 6Li(p,α)3He reaction at astrophysical energies by means of the6Li(d,α3He)n using the Trojan Horse Method. The interest of the 6Li(p,α)3He reaction is related to the Lidepletion problem. A comparison of the indirectly extracted two body cross section with the one measureddirectly, will give information on the electron screening.

1. IntroductionAccurate knowledge of thermonuclear fusion reaction rates is a key point in the field of nuclearastrophysics [1,2]. Due to the entrance channel Coulomb barrier, the cross section σ(E) of these fusionreactions drops exponentially with decreasing center of mass energy and is usually parametrised as:

σ(E)=S(E) E-1 exp(-2πη) (1)

where η is the Sommerfeld parameter and S(E) the astrophysical S factor. This parametrisation assumesthat the Coulomb barrier is that associated to bare nuclei. However for nuclear reactions studied inlaboratory (between neutral target atoms and projectile ions), one always has an electron screeningeffect. The resulting enhancement of the electron-screened cross section σs(E) over that for bare nucleiσbare(E) is usually described by the expression [3-5]:

flab(E)= σs(E)/σbare(E)=Ss(E)/Sbare(E)=(E/E+ Ue)exp(πηUe /E) (2)

where Ue is the constant electron-screening potential energy. For ratios Ue/E > ∼1/100 shieldingeffects start to be important. In fact even relatively small enhancements for electron screening at Ue/E≈ 100 can cause significant errors in the extrapolation of cross sections at low energies.Note that in a stellar plasma the σbare(E) value must be known because the screening in the plasma isquite different from that in the laboratory reaction studies, i.e. σplasma(E) =fplasma(E) σbare(E). A goodunderstanding of electron screening effects is therefore needed.The exponential enhancement of σs(E), due to electron screening (see equation 2) has been observedin several fusion reactions at energies from a few keV to a few tens of keV eg. [6]. However theobserved enhancements were much larger than the adiabatic limit related to the difference in electronbinding energies between the colliding atoms and the compound atom. The most pronounced excesshas been reported for the 3He(d,p)4He reaction, where a value Ue=186±9 eV, significantly larger thanthe adiabatic limit Ue=102 eV, has been extracted. This discrepancy might be due to:i)the calculated energy loss values at low energies;ii)the assumed nuclear reaction models at energies far below the coulomb barrier;iii) the hypotheses in the atomic physics models.A possible way to investigate on point ii) is the so called Trojan Horse Method (THM) which allows tomeasure indirectly the energy dependence Sbare(E) down to astrophysical energies, free of the effects ofCoulomb barrier and electron screening. The principle of the Trojan Horse Method has beendiscussed extensively in the literature [7]. Briefly a particle “a” strikes a nucleus “A” whose wavefunction has a large amplitude for a “C”-”b” cluster configuration. As discussed in detail in [5], underappropriate kinematical conditions, “a” interacts only with the cluster “b” while “C” behaves as aspectator to the process. Information on the two body reaction a+b→c+d can thus be extracted fromthe three body reaction a+(C-b) → c +d + C by measuring in coincidence “c” and “d”. In the planewave impulse approximation the three body cross section can be expressed as:

dσ/dEcdΩcdΩd ∝(KF) |Φ(ps)|2 dσN/dΩ (3)

where KF is a kinematical factor containing the final state phase space factor, |Φ(ps)|2 is the momentumdistribution of the spectator C inside A, and dσN/dΩ,is the differential nuclear cross section for thetwo body reaction a+b→c+d.If the bombarding energy is chosen to be above the Coulomb barrier for the three body reaction, “b”can be brought into the nuclear interaction zone to induce the a+b→c+d reaction. Moreover, since theFermi motion of cluster “b” inside “A” can at least in part compensate for the initial projectile velocityva, the reaction a+b→c+d can be induced at low relative energies of astrophysical interest. Note thatthe deduced total two body cross section σN(E) consists in the nuclear part only. The astrophysicalSN(E) factor can thus be obtained as SN(E)=EσN(E). The S(E) factor for direct measurements, definedby equation 1, contains the term exp(-2πη) representing an approximation for the tunnelling throughthe Coulomb barrier for s waves. Therefore a comparison between S(E) and SN(E) requires theintroduction of the exp(-2πη) term and of the actual transmission factor Tl=0 (E):

Sbare(E) = SN(E) Tl=0 (E) exp(-2πη)

The absolute scale for Sbare(E) is obtained by normalisation of the THM extracted data to the directones at energies where the electron screening effects are negligible. Thus, the energy dependence ofSbare(E) should be identical to that derived by the direct measurements, except at low energies where thetwo data sets should differ owing to the effects of electron screening. The Ue value can thus beobtained by comparing the two data sets.

2. Proposed experimentThe aim of the present proposal is to study the electron screening problem in the 6Li(p,α)3He reactionby means of the 6Li(d,α3He)n three body reaction, using the THM. The astrophysical importance of the6Li(p,α)3He reaction is related to the primordial nucleosynthesis in the framework of theInhomogeneous Big Bang [8]. The 6Li(d,α3He)n three body reaction has already been studied at higherα-3He relative energies [9], and a good agreement was found between the indirectly extracted two bodycross section and the one measured directly (see figure). In order to study the electron screening withthe THM it is necessary to go to relative energies close to zero (Erel ≈ 0 – 2 MeV). Therefore, wepropose to study the above mentioned reaction in a beam energy range between 18 and 24 MeV, at 2MeV step. Kinematical calculations have shown that this energy range corresponds to the required α-3He relative energy range.The experimental set-up will consist of 4 ∆E-E silicon telescopes to detect 3He-α coincidences, two oneach side of the beam. The E detectors will be large area position sensitive detectors so to allow thecoverage of a large angular range with a good angular resolution (∆θ ∼ 0.1°). The expected countingrate has been estimated by using the data of [9]. For a cross section d3σ/dEcdΩcdΩd ∼ 20 mb/MeV sr2,a beam intensity 4nA, a target thickness 300 µg/cm2 and a solid angle product of 2.5∗10-5 sr2, we expectto obtain 4000 selected coincidences/MeV in 4 days. In order to obtain the required statistics, we askfor 42 BTU and 2 BTU to set-up the electronics and to do the calibrations.

3. Further developmentsAnother reaction of astrophysical relevance in the determination of the Li abundance in the primordialuniverse is the 7Li(p,α)4He. This reaction has already been studied directly at astrophysical energies, and

the extracted electron screening potential Ue turned out to be larger than predicted by the AdiabaticApproximation. A preliminary estimation of the screening potential has also been obtained indirectlyusing the 7Li(d,αα)n reaction. The extracted value seems to be even larger than the one obtaineddirectly. In order to confirm these results we propose to study the 7Li(p,α)4He by means of anotherthree body reaction, 7Li(3He,αα)d. To do so, we ask for the development of the 3He beam atLaboratori Nazionali del Sud. Moreover, we plan to perform other reactions, such as 9Be(d,d8Be)n,6Li(3He,αp)α, d(10B,α7Be)n, in order to further investigate the electron screening problem.

References1. W.A. Fowler: Rev. Mod. Phys. 56 (1984) 1492. C. Rolfs W.S. Rodney: Cauldrons in the Cosmos (University of Chicago Press, 1988)3. H.J. Assenbaum et al.: Z. Phys. A327 (1987) 4614. T.D. Shoppa et al.: Phys. Rev. C48 (1993) 8375. G. Fiorentini et al.: Z. Phys. A350 (1995) 2896. S. Engstler et al.: Phys. Lett. B202 (1988) 1797. C. Spitaleri et al.: Phys. Rev. C60 (1999) 558028. K.M. Nollett et al.: Phys Rev C56 (1997) 11449. G. Calvi et al.: Phys. Rev. C41 (1990) 1848

INFORMAZIONI GENERALIFisica degli ioni pesanti alle energie intermedie

L.N.S.

C-41

Ciclotrone Superconduttore

12-C,16-O, E/A < 70 MeV

a) Misure di sezioni d'urto di interesse biofisico e di produzione di nuclei esoticib) Dipendenza dall'isospin dell'emissione di gamma da Risonanze Giganti di Dipolo

MEDEA+MULTICS+SOLE+MACISTE

LNS, INFN Sez. Milano

IPN ORSAY

2 anni (2000,2001) + 1 anno (2002)

Linea di ricerca



dal Laboratorio

Acceleratore usato

Fascio






Durata esperimento

Mod. EC. 1

Esperimento Gruppo


L.N.S.

172 Forward 3

Alba Rosa

L.N.S.

1 ricercatoreConiglione Rosa


Struttura

[email protected]:

[email protected]




e-mail:


Mat

eria

leC

onsu

mo

Tras

p.e

fac

ch.

Spe

seC

alco

lo

Affi

tti e

man

uten

z.ap

pare

cchi

at.

Mat

eria

leIn

vent

aria

bile

Cos

truz

ione

App

arat

i



VOCIDI

SPESA


Via

ggi e

mis

sion

i

Est

ero

Inte

rno


Totale

Mod. EC. 2

4 viaggi x 2 persone x 10 gg. per misure biofisiche e contatti scientifici

Manutenzione apparato

3 viaggi x 2 persone x 6 gg. per contatti scientifici ed analisi dati

L.N.S.


Struttura

Note:

SCIENTIFICI

Bombole gas, supporti magnetici Cavi,connettori,etc.

IMPORTI

ParzialiTotale

Compet.


15,0

10,0

12,5

27,5

50,0

10,0

12,5

2,510,0

Codice EsperimentoForward

Gruppo3172

Resp. loc.: Coniglione Rosa


L.N.S.


Struttura



Gruppo3172


In kEuro

Mod. EC. 3

Note:






L.N.S.

Struttura



Gruppo3172


Miss. interno

Miss. estero

Mater. di cons.

Trasp.eFacch.

SpeseCalcolo


Mat.inventar.

Costruz.apparati

TOTALECompetenza

10,0 12,5 27,5 50,0

TOTALI 12,5 27,5 50,0

ANNIFINANZIARI

2002

10,0



Note:

Mod. EC. 4



Miss. interno

Miss. estero

Mater. di cons.

Trasp. eFacch.

Spese Calc.


Mater.inventar.

Costruz. appar.

TOTALECompet.


27,5 50,0 0,0

TOTALI 30,0 15,5 30,0 75,5

Struttura

LNS 10,0 12,5

0,0


L.N.S.

Struttura


2,5 25,5 0,0MI 20,0 3,0

Codice Esperimento

Forward

Gruppo

3172

Resp. Naz.: Alba Rosa

Mod. EC. 5




2001

E' stato effettuato un primo breve test di fattibilità di caratterizzazione dei nuclei esotici prodotti nella frammentazione del proiettilenelle collisioni tra ioni pesanti alle energie intermedie, durante il quale sono state anche verificate le prestazioni dei fototubi a 12dinodi acquistati con i finanziamenti 2000. I risultati sono in corso di analisi. Un ulteriore test è stato già approvato dal PAC deiLNS ed è previsto per l'ultimo trimestre 2001.Nei mesi di maggio-giugno è stato fatto l'esperimento per lo studio degli effetti di isospin sulla dinamica nucleare alle energieintermedie. L'esperimento è stato fatto in collaborazione con un gruppo di ricercatori di Rochester (U.S.A.) che hanno arricchito ilsistema di rivelazione MEDEA + MULTICS con dei rivelatori di neutroni permettendo di acquisire una ulteriore informazioneutilissima in questo tipo di studi.In giugno, inoltre, è stata ripresentata al PAC dei LNS la proposta di esperimento per le misure di sezioni d'urto di interesse nellaradioterapia con fasci di ioni. Tale proposta era già stata presentata lo scorso anno ma, seppur ritenuta di un certo interesse, nonera stata approvata per mancanza di tempo macchina. Questa volta è stata approvata e l'esperimento si svolgerà all'inizio del2002.

Nel corso del 2002 si svolgerà la campagna di misure di sezioni d'urto di interesse in radioterapia e si analizzeranno i dati degliesperimenti già fatti. Proseguirà, inoltre, la attività di studio volta alla caratterizzazione dei nuclei esotici prodotti nellaframmentazione del proiettile.


AnnoFinanziario

Missioni interno

Missioni estero

Materiale diconsumo

Trasp. eFacch.

SpeseCalcolo


Materialeinventar.


TOTALE

2000 15,4 14,4 28,4 18,0 76,2

33,4 29,3 56,6 18,0 137,3


L.N.S.

Struttura


2001 18,0 14,9 28,2 61,1


Gruppo3172


In kEuro

Mod. EC. 6

Note:

PREVISIONE DI SPESA



Miss.

interno

Miss.

estero

Materialedi

cons.

Trasp.eFacch.

Spese

Calcolo


Mat.

inventar.

Costruz.

apparatiTOTALE

Competenza

31,0 17,0 30,0 25,0 103,0

TOTALI 92,0 49,5 90,0 25,0 256,5

ANNIFINANZIARI

2000


L.N.S.

Struttura

31,0 17,0 30,0 78,02001

30,0 15,5 30,0 75,52002


Gruppo3172


Cognome e Nome

Qualifica



Affer. al

Gruppo



Gruppo

L.N.S.

3172


Struttura


RICERCATORI

Cognome e Nome

Qualifica



TECNOLOGI N N

10,0



Cognome e Nome

Qualifica



Assoc.tecnica

TECNICI N



Agodi Clementina Ric 6031

Alba Rosa I Ric 8032

Bellia Giorgio 203P.O.3

Coniglione Rosa Ric 4034

Del Zoppo Antonio I Ric 7035

Maiolino Concettina Ric 5036

Migneco Emilio 303P.O.7

Piattelli Paolo I Ric 2038

Santonocito Domenico 1003AsRic9

Sapienza Piera Ric 40310

Per

cent

uale

Per

cent

uale

Per

cent

uale



Si richiede il supporto del Servizio Utenti, quantificabile in un meseuomo, per la manutenzione del sistema di rivelazione MEDEA +MULTICS+ MACISTE


Gruppo

L.N.S.

3172


Struttura





Denominazione



Caltabiano Cristina SI Caratterizzazione dei prodotti in reazioni di interesse per la radioterapia con fasci di ioni

Titolo della Tesi

mesi-uomo

Prof.E.Migneco/Dott.R.AlbaRelatore/Tutore Keywords


SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in


SI


Tesi di: in

radioterapia frammentazione


Gruppo

L.N.S.

3172


Struttura

Cognome e Nome



SI

Keywords Altro

Ass.INFN

in

Relatore


Titolo della tesi:

Titolo conseguito Sbocco occupazionale (*)

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

KEYWORDS Keywords attività locale (a cura del responsabile locale)



Gruppo

L.N.S.

3172


Struttura




commessasviluppo





relativa ricaduta:


campo:






PAESE


in ambito:

Sviluppo nel campo


relativa ricaduta:


Sviluppo nel campo


relativa ricaduta:


%






Gruppo

L.N.S.

3172


Struttura


P.Sapienza

Emissione di particelle energetiche nelle collisioni tra ioni pesanti alle energie intermedie:meccanismi di pre-equilibrioed effetti cooperativi.


LXXXVI congresso SIFrelazione su invito conferenza nazionale


PALERMO

6-11/10/2000

C.Agodi

Thermal photons as a probe of the dynamical character of IMF emission.

XXXIX INTERN. WINT. MEET. ON NUC.PHY.comunicazione conferenza internazionale

BORMIO

22-27/1/2001

R.Alba

Hard photons: a probe of dynamical effects in heavy ion collisions at intermediate energy.

NUCL.PHYS. at BORDER LINESrelazione su invito conferenza internazionale

LIPARI

21-24/5/2001

C.Agodi

Hard photons: production mechanisms and nuclear dynamics in intermediate energy heavy ion collisions

Physics Event OPG 2000poster conferenza nazionale

GRAZ

25-29/9/2000



Tipo di Conferenza



Gruppo

L.N.S.

3172


Struttura



30/06/2001 Misure di sezioni d'urto di interesse in radioterapia (vedi commento)

30/12/2001 Esperimento sugli effetti di isospin sulla dinamica nucleare(vedi commento)

31/12/2001 Completamento dei tests di caratterizzazione di nuclei esotici prodotti nella frammentazione del proiettile(vedi commento)

Descrizione

- Le misure di sezioni d'urto di interesse in radioterapia sono state approvate dal PAC dei LNS per il 2002. La richiesta di tempo macchina per il 2001non e' stata accolta per eccessiva pressione sul C.S.. L'esperimento relativo agli effetti di isospin e' gia' stato fatto, in anticipo rispetto ai programmi. Lacaratterizzazione di prodotti esotici non era stata inserita nelle milestones fissate lo scorso anno e sara' oggetto di un test da fare nella seconda meta'del 2001.



Data completamento


30/04/2002 Primi risultati dei tests di caratterizzazione di nuclei esotici

30/06/2002 Misure di sezioni d'urto di interesse in radioterapia

31/12/2002 Primi risultati esperimento sugli effetti di isospin sulla dinamica nucleare

Descrizione


%%%%%%%%


%%

Hard Photons: production mechanisms and nuclear dynamics

Codice Esperimento

Forward

Gruppo

L.N.S.

3172


Struttura

Cognome e Nome


De Poli Mario tematiche e congruita' richieste economiche e forza lavoro

Argomento

Prete Gianfranco tematiche e congruita' richieste economiche e forza lavoro

Cognome e Nome


Funzioni svolte




Struttura

R. Alba

NUCLEAR PHYSICS A 681 339c-342c 2001

P.M. Milazzo Contemporary presence of dynamical and statistical production of intermediate mass fragments in midperipheral 58-Ni +58-Ni collisions at 30 MeV/nucleon

PHYSICS LETTERS B 509 204-210 14/06/2001



%%%

Resp.Naz.: Alba Rosa





INFORMAZIONI GENERALIInterazione di fotoni con nucleoni e nuclei;dinamica dei quark e degli adroni;regola di somma di Drell-Hearn-Gerasimov (DHG).

ESRF - Grenoble (France) ; NSLS - Brookhaven National Laboratory (USA)

GRAAL (ESRF); LEGS (NSLS)

ESRF (Grenoble); NSLS (Brookhaven)

GRAAL (fascio di fotoni γ "etichettati" e polarizzati) da 0.4 a 1.6 GeVLEGS (fascio di fotoni γ "etichettati" e polarizzati) da 0.2 a 0.4 GeV

Reazioni di fotoproduzione di particelle strane γ + p → K + Λ; γ + p → K + Σ;Effetto Compton ; Fotoproduzione di η ed ω; Reazioni ( γ,γ' p); Fotoassorbimento;Misura della regola di somma DHG.

Sfera di cristalli BGO + camere a fili + rivelatori a scintillazione + dischi in plasticoscintillante + bersaglio HD criogenico polarizzato.

LNF, LNS, GE, RM1, RM2

IN2P3 : ISN Grenoble, IPN Orsay; INR Moscow; BNL Brookhaven; CNR

3 anni

Linea di ricerca



dal Laboratorio

Acceleratore usato

Fascio






Durata esperimento

Mod. EC. 1

Esperimento Gruppo




L.N.S.

194 Graal 3

C. SCHAERF

ROMA 2

Incar. di Coll.Bellini Vincenzo


Struttura

[email protected]:[email protected]:




(a cura del responsabile locale)Mod. EC. 2

L.N.S.


Struttura

Codice EsperimentoGraal

Gruppo3194

Resp. loc.: Bellini Vincenzo

Mat

eria

leC

onsu

mo

Tras

p.e

fac

ch.

Spe

seC

alco

lo

Affi

tti e

man

uten

z.ap

pare

cchi

at.

Mat

eria

leIn

vent

aria

bile

Cos

truz

ione

App

arat

i

VOCIDI

SPESA


Via

ggi e

mis

sion

i

Est

ero

Inte

rno


Totale

N. 4 picotiming discriminators 9302 ORTEC

Viaggi a Frascati e Roma

Lavorazioni elettriche (cavi e connettori)

Apparecchiature scientifiche da e per Grenoble

4 mesi per 2 ricercatori: turni di misura a Grenoble

Note:

Sistema FERA ADC+TDC Lecroy

Lavorazioni elettroniche (circuitistica)

4 mesi per 1 ricercatore: turni di misura a Brookhaven

N. 2 dischi SCSI supplementari per storage dati

N. 8 fotomoltiplicatori Hamamatsu 5900Cassette DLT Quantum

Apparecchiature scientifiche da e per Brookhaven

IMPORTI

ParzialiTotale

Compet.


2,5

5,0

7,5

48,0

13,0

5,0

12,5

86,0

7,5

2,0

28,0

5,0

20,0

5,0

2,5

3,0

2,5

3,0



L.N.S.


Struttura



Gruppo3194


In kEuro

Mod. EC. 3

Note:






L.N.S.

Struttura

Miss. interno

Miss. estero

Mater. di cons.

Trasp.eFacch.

SpeseCalcolo


Mat.inventar.

Costruz.apparati

TOTALECompetenza

7,5 48,0 13,0 5,0 12,5 86,0

TOTALI 48,0 13,0 5,0 12,5 86,0

ANNIFINANZIARI

2002

7,5


Gruppo3194


Cognome e Nome

Qualifica



Affer. al

Gruppo



Gruppo

L.N.S.

3194


Struttura


RICERCATORI

Cognome e Nome

Qualifica



TECNOLOGI N N

4,0


Numero totale dei Tecnologi 1,0

1,0Tecnologi Full Time Equivalent

Cognome e Nome

Qualifica



Assoc.tecnica

TECNICI N

Numero totale dei Tecnici 2,0

,6Tecnici Full Time Equivalent

Bellini Vincenzo 503P.A.1

Giusa Antonio 1003Dott.2

Sperduto Maria Leda 303R.U.3

Sutera C.M. ( SEZ. CT) Ric 2034

Randieri Cristian 100Bors.1

Mazzeo Mario 30Univ.1

Poli Giovanni 30Univ.2

Per

cent

uale

Per

cent

uale

Per

cent

uale




Gruppo

L.N.S.

3194


Struttura





Denominazione



SI Uso di dischi plastici scintillanti in misure di effetto Compton nucleare

Titolo della Tesi

mesi-uomo



SI Fotoproduzione di mesoni con il fascio polarizzatoGraal



SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in


SI


Tesi di: in

V. Bellini

V. Bellini M.C. Sutera


Gruppo

L.N.S.

3194


Struttura

Cognome e Nome



SI

Keywords Altro

Ass.INFN

in

Relatore


Titolo della tesi:


SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

KEYWORDS Descrizione attività locale (a cura del responsabile locale)

Descrizione attività complessiva dell'esperimento (a cura del responsabile nazionale)


Gruppo

L.N.S.

3194


Struttura




commessasviluppo





campo:






PAESE

in ambito:

Sviluppo nel campo


Sviluppo nel campo


%




relativa ricaduta:


relativa ricaduta:


relativa ricaduta:

INFORMAZIONI GENERALIStruttura e meccanismo in reazioni indotte da ioni pesanti(radioattivi e non)

L.N.S. - Catania ; IPN-Orsay (Francia)

MAGNEX

EXCYT; Tandem; CS - Catania; MP Tandem - Orsay (Francia)

Fasci Tandem e RIB (E=0.5 - 8 MeV/Nucl) a bassa intensità; 7Li da 56;Fasci vari per test rivelatori a GANIL

vedi relazione allegata

<U>Spettrometro Magnetico con Accettanza Grande per Nuclei EXotici

MAGNEX</U>

CT, LNS , PI

Flerov Lab., Jinr, Dubna , Russia ;GANIL, Caen e IPN, Orsay (Francia)

4 anni costruzione MAGNEX (2000-2003)Si chiede il prolungamento di un anno (2003) (Vedi relazione allegata)

Linea di ricerca



dal Laboratorio

Acceleratore usato

Fascio






Durata esperimento

Mod. EC. 1

Esperimento Gruppo


L.N.S.

262 Magnex 3

A. CUNSOLO

LNS

Incar. di Ric.Cunsolo Angelo


Struttura

[email protected]:

[email protected]




e-mail:


Mat

eria

leC

onsu

mo

Tras

p.e

fac

ch.

Spe

seC

alco

lo

Affi

tti e

man

uten

z.ap

pare

cchi

at.

Mat

eria

leIn

vent

aria

bile

Cos

truz

ione

App

arat

i



VOCIDI

SPESA


Via

ggi e

mis

sion

i

Est

ero

Inte

rno


Totale

Vuoto (vedi relazione allegata)

Mod. EC. 2

Contatti con ditte italiane

Progettazione camera di scattering

2 Ric x 1 viaggio x 7 gg Dubna

L.N.S.


Struttura

Note:

Contatti scientifici per sviluppo collaborazione in Italia

Gassiplex

4 Ric x 1 viaggio x 7 gg GANIL

Trasporto segnali, cavi e connettori

2 Ric x 3 viaggi x 7 gg Danimarca6 Ric x 1 viaggio x 15 gg Orsay (fascio assegnato)

IMPORTI

ParzialiTotale

Compet.


10,0

335,0

8,0

45,0

25,0

335,0

413,0

4,0

4,0

4,0

8,0

10,0

12,021,0

5,0

Codice EsperimentoMagnex

Gruppo3262

Resp. loc.: Cunsolo Angelo


L.N.S.


Struttura



Gruppo3262


In kEuro

Mod. EC. 3

Note:






L.N.S.

Struttura



Gruppo3262


Miss. interno

Miss. estero

Mater. di cons.

Trasp.eFacch.

SpeseCalcolo


Mat.inventar.

Costruz.apparati

TOTALECompetenza

8,0 45,0 25,0 335,0 413,0

TOTALI 55,0 25,0 435,0 125,0 655,0

ANNIFINANZIARI

2002

15,0

7,0 10,0 100,0 125,0 242,02003



Note:

Mod. EC. 4



Miss. interno

Miss. estero

Mater. di cons.

Trasp. eFacch.

Spese Calc.


Mater.inventar.

Costruz. appar.

TOTALECompet.


25,0 335,0 413,0 0,0

TOTALI 16,5 82,0 78,0 353,5 530,0

Struttura

LNS 8,0 45,0

0,0


L.N.S.

Struttura


53,0 18,5 117,0 0,0Sez. Catania 8,5 37,0

Codice Esperimento

Magnex

Gruppo

3262

Resp. Naz.: A. CUNSOLO

Mod. EC. 5




2001




AnnoFinanziario

Missioni interno

Missioni estero

Materiale diconsumo

Trasp. eFacch.

SpeseCalcolo


Materialeinventar.


TOTALE

1996 5,1 15,4 20,5

37,1 96,9 230,5 166,5 1'166,3 1'697,3


L.N.S.

Struttura


1997 2,5 10,3 22,7 10,3 45,8

1998 7,7 12,9 46,4 67,0

1999 9,2 15,4 15,4 40,0

981,0

2001 9,0 31,0 110,0 53,0 340,0 543,0

2000 8,7 22,2 20,6 103,2 826,3


Gruppo3262


In kEuro

Mod. EC. 6

Note:

PREVISIONE DI SPESA



Miss.

interno

Miss.

estero

Materialedi

cons.

Trasp.eFacch.

Spese

Calcolo


Mat.

inventar.

Costruz.

apparatiTOTALE

Competenza

16,5 82,0 78,0 353,5 530,0

TOTALI 30,0 115,0 81,0 503,5 125,0 854,5

ANNIFINANZIARI

2002


L.N.S.

Struttura

13,5 33,0 3,0 150,0 125,0 324,52003


Gruppo3262


Cognome e Nome

Qualifica



Affer. al

Gruppo



Gruppo

L.N.S.

3262


Struttura


RICERCATORI

Cognome e Nome

Qualifica



TECNOLOGI N N

6,0



,3Tecnologi Full Time Equivalent

Cognome e Nome

Qualifica



Assoc.tecnica

TECNICI N



Cappuzzello Francesco 1003B.P.D.1

Cunsolo Angelo 1003P.O.2

Lazzaro Alberto 1003Dott.3

Melita Luciano 1003Dott.4

Nociforo Chiara 1003Dott.5

Winfield John S. 1003Ric6

Russo Alfio C. 30DIS1

Per

cent

uale

Per

cent

uale

Per

cent

uale




Gruppo

L.N.S.

3262


Struttura





Denominazione



Boninelli Simona SI Studio della reazione 15N(7Li,7Be)15C indotta a 52 e 57 MeV

Titolo della Tesi

mesi-uomo

A.Cunsolo,F.CappuzzelloRelatore/Tutore Keywords


Orrigo Sonia SI Spettroscopia del 14B via (7Li,7Be) : test e progetto di misura con MAGNEX

A.Cunsolo,F.CappuzzelloRelatore/Tutore Keywords


Lazzaro Alberto SI Correzione delle aberrazioni residue di MAGNEX via ricostruzione delle traiettorie

A.CunsoloRelatore/Tutore Keywords


Melita Luciano SI Sistema di rivelazione di MAGNEX



Nociforo Chiara SI Meccanismi di reazione della (7Li,7Be) a bassa energia e spettroscopia dei nuclei esotici leggeri:analisi QRPA e impiego di MAGNEX



SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in


SI


Tesi di: in

light neutron-rich nuclei QRPA analysis

focal plane detection large acceptance spectrometer

magnetic spectrometer correction of optical aberrations

14B spectroscopy magnetic spectrometer

CEX nuclear reaction 15C spectroscopy


Gruppo

L.N.S.

3262


Struttura

Cognome e Nome



SI

Keywords Altro

Ass.INFN

in

Relatore


Titolo della tesi:


SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:




Gruppo

L.N.S.

3262


Struttura




commessasviluppo





relativa ricaduta:


campo:






PAESE


in ambito:

Sviluppo nel campo


relativa ricaduta:


Sviluppo nel campo


relativa ricaduta:


%






Gruppo

L.N.S.

3262


Struttura


F.Cappuzzello

Excited States of 11Be.


NN 2000comunicazione conferenza internazionale


Strasburgo, Francia

3-8 Luglio 2000

A. Cunsolo

The 11B (7Li,7Be)11Be charge exchange reaction.

PACIFICHEM - Science with RBcomunicazione conferenza internazionale

Honolulu, Hawaii, U.S.A.

14-19 Dicembre 2000

F.Cappuzzello

The 11B (7Li,7Be)11Be charge exchange reaction.

Reaction Mechanism with exotic nucleirelazione su invito workshop

ECT Trento, Italia

Febbraio 2001

J. S. Winfield

MAGNEX: A Large Acceptance Spectrometer for Radioactive Nuclear Beam Experiments.

NPBLcomunicazione conferenza internazionale

Lipari, Italia

21-24 Maggio 2001

F. Cappuzzello

Spectroscopy of Light Exotic Nuclei by (7Li,7Be) Charge Exchange.

NPBLcomunicazione conferenza internazionale

Lipari, Italia

21-24 Maggio 2001

%Percentuale di presentazioni INFN su presentazioni complessive della collaborazione:


Tipo di Conferenza



Gruppo

L.N.S.

3262


Struttura



31/12/2001 Progettazione dell'FPD e costruzione odoscopio silici

31/12/2001 Effettuazione ed analisi esperimento presso IPN Orsay

31/12/2001 Gara costruzione piattaforma e camere a vuoto

30/11/2001 Costruzione magneti e relativi alimentatori, mappatura dei campi

Descrizione

31/12/2001 Trasporto dei magneti all'LNS ed inizio loro installazione

Lungaggini burocratiche hanno impedito la completa realizzazione dei punti 1, 3, 4 e 5.La mancata realizzazione del punto 2 e' dovuta ad un grave guasto al rivelatore di piano focale dello Split Pole di Orsay. La presa dati dell'esperimentoavverra' nel 2002.



Data completamento


30/06/2002 Completamento costruzione magneti e alimentatori

31/12/2002 Mappatura campi dei campi e trasporto all'LNS

31/12/2002 Costruzione piattaforma e trasporto all'LNS

31/12/2002 Costruzione odoscopio silici

Descrizione

31/12/2002 Costruzione FPD

30/06/2002 Acquisto sistema vuoto


702050700

%%%%%%

31/12/2002 Consegna sistema vuoto

31/12/2002 Studio camera scattering e meccanica di sostegno FPD

%%


31/12/2002 Presa dati e analisi esperimento all'IPN di Orsay

%%

Technique for 1st order design of a large

Codice Esperimento

Magnex

Gruppo

L.N.S.

3262


Struttura

Cognome e Nome


La Rana Giovanni

Argomento

Spolaore Paola

Cognome e Nome


Funzioni svolte




Struttura

A.Cunsolo

Accepted



%%%

Resp.Naz.: A. CUNSOLO





1

Att ività svolta nel periodo 21 giugno 2000 - 20 giugno 2001

L’attività principale svolta dal gruppo MAGNEX per il periodo sopra indicato ha seguito le tre

direttrici indicate a suo tempo al Presidente della Commissione Nazionale III dell ’ Istituto. Nel

dettaglio, l’espletamento delle procedure di gara a trattativa privata per la fornitura del dipolo e del

quadrupolo magnetico e dei rispettivi sistemi di alimentazione, la preparazione della gara a trattativa

privata per la costruzione dei supporti meccanici dello spettrometro (piattaforma rotante e pivot) e la

realizzazione dei test e gli studi balistici per la definitiva caratterizzazione del rivelatore di piano focale

sono stati i principali obiettivi dell ’esperimento.

Elementi magnetici e sistema di alimentazione

La stesura del capitolato di appalto per gli elementi magnetici (dipolo, quadrupolo e surface

coils) dello spettrometro ha costituito una delle attività più delicate svolte nel 2000 dal gruppo. Il

grosso investimento in termini di manpower su tale capitolato si giustifica in virtù delle sempli ficazioni

che un più approfondito know-how darà nel futuro impiego dello spettrometro. Alcuni aspetti di tale

sviluppo sono da ascrivere al periodo indicato in questo documento. In particolare, l’ idea di utili zzare

una camera da vuoto a doppia anima all ’ interno del dipolo ha permesso di risolvere il problema del

degassamento delle surface coils e del loro accoppiamento meccanico alle superfici interne del dipolo.

Tale soluzione ha inoltre permesso un aumento dell 'accettanza verticale del dipolo a parità di

dimensioni del magnete. Un altro importante risultato è consistito nel calcolo delle tolleranze sulla

lunghezza eff icace del quadrupolo e sull ’alli neamento longitudinale dello stesso. Infine sono state

definite le condizioni sulle mappature dei campi magnetici indicate nel capitolato sulla base di

appropriati calcoli di ottica magnetica.

2

Tali studi hanno permesso un'approfondita valutazione delle offerte in sede di svolgimento della

gara, che ha condotto all ’esito finale che ha visto vincitrice l’offerta proposta dalla ditta danese

Danfysik. L’ordine dei magneti è stato inviato il 29-Gennaio-2001.

Analoghe considerazioni vanno fatte per la definizione del sistema di alimentazione dei magneti

suddetti. L’apporto di competenze fornito dalla collaborazione con il personale specializzato dei LNS

(Sig. Sedita M. e Dr. Rovelli A.) ha permesso anche qui il necessario approfondimento tecnico delle

richieste avanzate dal gruppo per l’ottimale funzionamento dello spettrometro in termini di stabilit à e

sicurezze. Le procedure di gara tuttavia hanno subito dei ritardi valutabili i n alcuni mesi a causa delle

complicazioni burocratiche causate da un aumento di prezzo rispetto a quanto preventivato. Tale

aumento è del resto associato all ’aumento in termini di potenza (da 160 kW a 240 kW per il dipolo e

analogamente per il quadrupolo) richiesto per tali alimentatori dovuto a sua volta dal considerevole

aumento di dimensioni e peso dei magneti (da circa 70 t a 92 t per il dipolo e da 5 t a 10 t per il

quadrupolo). La gara si è conclusa con l’aggiudicazione da parte della Danfysik della costruzione della

suddetta fornitura. L’ordine di tali alimentatori presso tale ditta è stato inviato il 28-Giugno-2001.

Il collaudo dei magneti e degli alimentatori e la conseguente mappatura dei campi magnetici

sono previsti, secondo contratto, nella primavera del 2002 presso gli stabilimenti della Danfysik. Il

trasporto ai LNS sarà effettuato alla fine della fase di mappatura.

Suppor ti meccanici

L’acquisto dei supporti meccanici dello spettrometro era stato posto sub-judice dalla CN II I

dell ’ INFN per l’anno 2001. La condizione per lo sblocco dei finanziamenti era la presentazione di uno

studio di tale sistema corredato da un’appropriata analisi di mercato. La totale mancanza di

finanziamenti ha di fatto messo in diff icoltà il gruppo che si è dovuto impegnare ad ottenere il

necessario aiuto per la stesura del progetto a costo zero. Tutto ciò ha determinato dei ritardi nella

presentazione della documentazione atta a sbloccare il finanziamento. Ciò nondimeno tale attività è

3

stata portata a compimento ed il finanziamento è stato sbloccato dalla CN II I nella seduta del 19-20-

Aprile-2001. Sulla base di ciò le procedure di gara risultano attualmente in fase di svolgimento e se ne

prevede il completamento entro la fine dell ’anno.

Rivelatore di piano focale

Nel periodo sopra indicato è stata portata a compimento la definizione del rivelatore di piano

focale dello spettrometro. I test dei prototipi costruiti a Dubna e GANIL, realizzati rispettivamente nel

novembre 2000 e maggio 2001 hanno permesso di scegliere la tecnologia delle camere a drift di

GANIL per la realizzazione del rivelatore finale. Dettagli sugli stessi test sono descritti nei report (All .

1 e 2) che il gruppo si è impegnato a scrivere a corredo di tali attività. In particolare il prototipo di

GANIL permette una misura della posizione delle particelle sul piano focale molto più precisa (∼ 0.2

mm FWHM) del modello di Dubna (∼ 1.2 mm FWHM) e molto più idonea alla specifica richiesta per

l’ottimale funzionamento dello spettrometro (∼ 0.5 mm FWHM). Inoltre il prototipo di GANIL

soddisfa l’altra fondamentale specifica sulla risoluzione angolare (< 10 mr FWHM) sulla misura della

direzione di moto delle particelle sul piano focale, necessaria per l’efficace impiego delle tecniche di

ricostruzione delle traiettorie. Un altro fondamentale risultato che si è ottenuto con il prototipo di

GANIL è la misura della perdita di energia mediante i fili proporzionali usati per la misura della

posizione. Tale soluzione permette di risolvere il problema del cross talk fra le sezioni sensibili alla

posizione e alla perdita di energia del rivelatore di piano focale. Ciò permette inoltre una sostanziale

riduzione dello spessore del rivelatore di piano focale con la conseguente diminuzione del numero di

rivelatori al sili cio (16 colonne da 3 rivelatori) e l’abbassamento ulteriore della soglia di rivelazione (<

0.5 MeV/u per 40Ca). Un determinante apporto alla scelta della tecnica dell ’anodo segmentato (modello

di GANIL) è dato dalla tecnologia microelettronica usata per la lettura dei segnali . L’ impiego del chip

GASSIPLEX0.7-2 permette un potente trattamento dei segnali analogici uscenti dalle circa 800 strip

indipendenti della sezione del rivelatore di piano focale sensibile alla posizione. L’elevata qualità

4

dell ’ampli ficazione, del multiplexing analogico e della digitalizzazione, la grande versatilit à della

tecnologia GASSIPLEX e l’enorme riduzione dei costi che essa determina ne fanno un punto di forza

su cui il gruppo MAGNEX si appoggia.

Sulla base di tali risultati e sulla base di approfonditi studi di balistica sul piano focale (descritti

nell ’All . 2) è stato definito lo schema progettuale del rivelatore finale.

Odoscopio di r ivelator i al silicio

Le decisioni che la CN III aveva preso in merito all ’odoscopio di rivelatori al sili cio, stadio

finale del FPD dello spettrometro, permettevano per il 2001 un'immediata disponibilit à di fondi per

l’acquisto dell ’elettronica di Front-End, ed una condizione di sub-judice per l’acquisto degli stessi

rivelatori; lo sblocco di tale finanziamento essendo vincolato alla presentazione di un progetto finale di

rivelatore di piano focale.

Sulla base di queste disponibilit à il gruppo si è impegnato ad acquistare i moduli elettronici

previsti, che attualmente sono già in sede ai LNS, ed a produrre la documentazione necessaria per

richiedere lo sblocco dei fondi sub-judice. Tale documentazione è stata già spedita ai referee e risulta

attualmente in fase di valutazione.

Altre att ività

Le attività sopra descritte sono state accompagnate da non meno importanti sviluppi su altri

aspetti costruttivi dello spettrometro. In particolare

• è stato ultimato il sistema di flussaggio del gas per il rivelatore di piano focale;

• è stato perfezionato il progetto del sistema di pompaggio dello spettrometro, per

l’acquisto del quale si richiede il finanziamento per l’anno 2002 (All .4);

5

• è iniziato lo studio, in collaborazione con l’uff icio tecnico e l’off icina meccanica dei

LNS, della camera da vuoto mobile che accoppia il dipolo con il rivelatore di piano

focale per il quale si prevede la realizzazione per il 2002;

• è stata avviata, in collaborazione con il centro di calcolo dei LNS, la fase conclusiva di

R&D sul sistema di acquisizione dati, per il quale si prevede l’uniformazione agli

standard dei LNS e per il quale si richiederà il necessario finanziamento per il 2003;

• è in fase di definizione lo studio del sistema di controllo per il quale si richiederà il

necessario finanziamento per il 2003;

• è iniziato, anche in collaborazione con l’off icina meccanica dei LNS, lo studio della

camera di scattering e del supporto del FPD per i quali si richiederà il necessario

finanziamento per il 2003.

Att ività di r icerca nel campo della fisica dei nuclei

Nello stesso periodo notevoli passi avanti sono stati fatti per l’analisi teorica dei dati relativi

all ’esperimento realizzato all ’I PN di Orsay per lo studio della reazione 11B(7Li,7Be)11Be a 57 MeV. In

particolare l’utili zzo della teoria di Hartree Fock Bogoliubov per il calcolo delle correlazioni nello stato

fondamentale del 11B e del metodo QRPA per il calcolo delle densità di transizione relative al sistema

targhetta ha permesso una chiara descrizione della struttura a bassa energia di eccitazione del 11Be. È

stato altresì mostrato il ruolo cruciale dell ’accoppiamento del neutrone di valenza (stato ad alone) del

11Be con gli stati eccitati del core di 10Be ed è tuttora in corso lo sviluppo del programma di calcolo al

fine di considerare esplicitamente tale fenomeno. Un altro importante risultato è rappresentato dal

calcolo delle sezioni d’urto in approssimazione DWBA. Calcoli preliminari permettono infatti di

evidenziare il forte effetto di assorbimento dell ’alone a grande distanza dal core e la relativa

diminuzione della sezione d’urto (circa un ordine di grandezza) da esso provocato. Ciò ha evidenziato

la necessità di una trattazione microscopica del potenziale ottico per il sistema 7Be + 11Be che si forma

nel canale di uscita della reazione. I risultati mettono in rili evo la maggiore idoneità del modello di

6

double folding rispetto a modelli di estrapolazione del potenziale ottico. Inoltre risulta di fondamentale

importanza la trattazione microscopica dei fenomeni di polarizzazione prodotti dal nucleo esotico.

Fruttuosi contatti con teorici tedeschi ed italiani sono tuttora in corso al fine di sviluppare una teoria

consistente di tale fenomeno.

Essendo lo studio della spettroscopia nucleare di nuclei leggeri esotici uno dei filoni di ricerca

più interessanti per l’utili zzo futuro dello spettrometro, si è pensato di proseguire in questi studi di

approccio. In questo ambito è stato tentato l’esperimento di scambio di carica (7Li,7Be) su targhette di

14C e 15N al fine di studiare la struttura dei nuclei esotici 14B e 15C da realizzare all ’I PN di Orsay

mediante l’uso dello spettrometro magnetico Split -Pole. Purtroppo un’ improvvisa avaria del rivelatore

di piano focale dello Split -Pole ha impedito il previsto svolgimento dell ’esperimento. Dei dati

preliminari sono stati comunque acquisiti utili zzando un semplice telescopio di rivelatori al sili cio. Lo

spettro acquisito per il 15C mostra la presenza di strutture molto interessanti che potrebbero essere

descritti come "Bound State Embedded in the Continuum" (BSEC), che rappresentano una

fenomenologia estrema propria di alcuni nuclei esotici. Lo spettro di 14B mostra l’eccitazione di tutti gli

stati noti di tale nucleo. Alla luce dei promettenti risultati osservati, la possibilit à di rifare l’esperimento

con la strumentazione più appropriata per cui, del resto, era stato previsto è stata accolta con favore dal

Comitato Scientifico di tale Laboratorio e si prevede lo svolgimento dell ’esperimento all 'inizio del

prossimo anno (vedi All .4).

In Allegato 5 viene presentata la richiesta del Prof. G. Giardina relativa all ’attività MAGNEX-

SHN.

Produzione scientifica

La produzione scientifica del gruppo nel suddetto periodo consiste principalmente dei seguenti

articoli:

7

A. Cunsolo et al. Technique for 1st order design of a large-acceptance magnetic

spectrometer, accettato per la pubb licazione a Nuclear Instruments and Method s

(Giugno 2001);

A. Cunsolo et al. Ion optics for large-acceptance magnetic spectrometers:

Application to the MAGNEX spectrometer, inviato a Nuclear Instruments and

Method s;

F.Cappu zzello et al. Excited states of 11Be, inviato a Phys ics Letters B.

I risultati finora raggiunti in questo settore hanno suscitato un notevole interesse a livello

internazionale dimostrato dalla partecipazione con talk alla conferenza Nucleus-Nucleus (Strasburgo,

luglio 2000), alla conferenza Pacifichem (Honolulu, dicembre 2000), al workshop ‘Reaction

Mechanism with Exotic Nuclei’ dell ’ECT* (Trento, Febbraio 2001), alla conferenza ‘Nuclear Physics

at the Border Line’ (Lipari, Maggio 2001), ed alla futura conferenza ‘I V Latin American Symposium on

Nuclear Physics’ (Città del Messico, Settembre 2001).

Nello stesso periodo sono state redatte due tesi di laurea delle future Drs. Boninelli S. e Orrigo

S. .

8

Att ività prevista per l’anno 2002

L’attività che il gruppo MAGNEX prevede di svolgere nell’anno 2002 sarà finalizzata alraggiungimento degli obiettivi di seguito riportati.

Durante la prima metà dell’anno (fino al 30 giugno) si attenderà al completamento dellacostruzione degli elementi magnetici e dei rispettivi alimentatori di potenza. Nello stessoperiodo si provvederà all’acquisto dell’intero sistema di pompaggio dello spettrometro.

Molteplici sono i risultati per il cui conseguimento si indica la seconda metà dell’anno. In taleperiodo si effettueranno le mappature dei campi prodotti dagli elementi magnetici ed iltrasporto di questi ultimi presso i LNS. Saranno portati a compimento la costruzione ed iltrasporto presso i LNS del sistema di supporto e rotazione dello spettrometro. Decisivi passiavanti saranno fatti per il rivelatore di piano focale. Sarà, infatti, ultimata la fase di costruzionedell’odoscopio di rivelatori al Silicio. Parallelamente sarà costruito il rivelatore di posizione etracciamento delle traiettorie e misura delle perdite di energia secondo le indicazioni riportatenel documento allegato (All 2). Si prevede anche una significativa attività di collaudo delmateriale relativo al sistema di pompaggio la cui consegna è attesa in questo periodo. Saràinoltre realizzato lo studio della camera di scattering e del supporto meccanico per il sostegnodel rivelatore di piano focale. Per quanto riguarda l’attività scientifica sperimentale si prevedeentro la fine del 2002 la presa dati dell’esperimento all’IPN Orsay (vedi All 4) e laconseguente analisi dei risultati acquisiti.

Durante il prossimo anno è inoltre previsto, tenendo conto delle priorità sopra indicate, lostudio del sistema di acquisizione dati e del sistema di controllo dello spettrometro.

1

Allegato 1

MAGNEX report

Tests of prototype Focal Plane Detectors,

November 2000 and April 2001

February 21, 2001

A. Cunsoloa,b, A.V. Belozyorovc, F. Cappuzzelloa,b, A. Fotia,d, A. Lazzaroa,b,O. Malishevc, A.L. Melitaa,b, C. Nociforoa,b, J.S. Winfieldb

a) Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Catania, Catania, Italyb) INFN-Laboratori Nazionali del Sud, Catania, Italyc) Flerov Laboratory of JINR, Dubna, Russiad) INFN, Sez. Catania, Catania, Italy

2

1. IntroductionBecause of a shortage of the beam time at the LNS Catania, we were given only 2 days at the end of theyear 2000 to test detectors. We choose to test further the prototype focal plane detector built at Dubna,Russia, and described in Ref. 1, during November 24th to 25th. In parallel, the second prototype detectorwhich uses strip readout, developed in collaboration with GANIL, has been completed. The latterprototype has undergone preliminary tests with an alpha source (since October 2000) to verify that allthe strips were properly connected and that the amplitude of the signals correspond to the theoreticalgain and that the noise is in the range of several milli volts.

2. Aims of Dubna prototype testThe principal aim was to investigate the coupling of the anode (∆E) signal with proportional wirevoltage. Subsidiary aims of testing the proportional counter performance at a substantially lower gaspressure than 60 mbar as well as to improve the position resolution were not carried out because of thelimited beam time available together with a failure of the gas window of the counter.

3. Experimental ConfigurationThe detector was mounted in the Camera-2000 at LNS-Catania, positioned to intercept the well -collimated direct beam. The configuration was similar in the most part to that of the July 1999 test run,with the following exceptions:• Electrical shielding, in the form of shaped metal plates, was put around the exposed ends of the

proportional counters, to prevent possible pickup of the large PC signals by the more sensitiveanode elements;

• A PC-based acquisition system from Dubna was used and also Dubna CAMAC ampli fiers;• The beam was initially 12C at 60 MeV (the same as used in the July 1999 test), but later changed to

16O, also at 60 MeV, to provide a different energy-loss sample.

Fig. 1. Signal amplitude (in channels) of the three DE anode plates as a function of the applied voltageto the proportional counter wires. These data are for the 12C beam

4. Results and observationsA decrease in the anode signal amplitude was observed as the high voltage on the proportional counterwires was increased (see fig. 1). The effect was apparent for both the oxygen and carbon beams.

The resolution of the anode signals, defined as the full -width-half-maximum divided by thecentroid, was roughly 12% for ∆E1 and ∆E2 and 10% for ∆E3 with the 12C beam, and roughly 11% for∆E1 and ∆E2 and 10% for ∆E3 with the 16O beam. These values are significantly worse than those

Ano

de si

gnal

(ch

anne

ls)

Wire voltage

3

achieved in other “ hybrid” ionisation chambers (see refs. 2-4: typical values are 4-6%), but may at leastpartially be owing to residual electronic noise present from the scattering chamber, which it was notpossible to eliminate.

Further tests were prevented by a failure of the gas window during a vent of the scattering chamber.The repair of the window would have taken about 8 hours (most of which is to allow the glue to dry),and the limited beam was almost used up. A spare window frame has now been constructed at LNSCatania, and would allow a quick replacement in case of a future failure.

5. Conclusions and OutlookThe effect of the proportional wire voltage on the anode signals has not been reduced by electricallyshielding the ends of the wires. If the problem indeed lies with electronic “ crosstalk” , one may try thesolution adopted in ref. 2, which is to put 5 nF capacitors between the proportional counter body andground.

Fig. 2. Drawing of the Dubna prototype detector (side view).

Another possible conclusion is that the problem lies instead with the large number of positiveions generated in the proportional counter space, some of which escape through the narrow slitopening. into the region between the anode plane and Frisch grid. Positive ions have been observed inother “ hybrid” ionisation detectors (refs. 2-5). In those cases, the anode plates are well separated fromthe proportional counters, and the effect is an induced signal of the same sign to that of the originalprimary electrons. In the case of the Dubna prototype (fig. 2), the anode plates are close to and directlyabove the proportional counter and one supposes that the positive ions are collected on the plates,resulting in a reduced anode signal. In any case, to trap the positive ions, one needs to put additionalshielding grids above the entrance to the proportional counters. These modifications (shielding gridsand capacitors on the proportional counter body to eliminate cross talk) will be made prior to a furthertest of the prototype later in the year 2001.

4

Fig 3. Front view of the new GANIL prototype.

The GANIL prototype mentioned in the Introduction and shown in Fig.3 will also be tested with beamat LNS Catania, probably in April 2001. These tests will aim to measure the position and angularresolution of the detector by the strip readout technique.

References1. A. Cunsolo et al., Addendum to MAGNEX report of June 30 1998: Test of detector prototypes.2. J.S. Winfield et al., Nucl. Instrum. Meth. A251 (1986) 297.3. R.A. Cunningham et al., Nucl. Instrum. Meth. A234 (1985) 67.4. L. Tassen-Got et al., Nucl. Instrum. Meth. A200 (1982) 271.5. T.R. Ophel, Australian National University, Canberra, report. ANU-P/848 (1982).

1

!

" " # " $ % & ' ( ) * + , + - . $ # / 0 1 2 3 3 45 6 - " 7 + , + 8 , # " 9 : # 9 ; < " 6 : #

June 21, 2001

A.Cunsoloa,b,*, F.Cappuzzelloa,b, A.Fotia,c, P.Gangnantd, A.Lazzaroa,b, J.F.Libind, A.L.Melitaa,b, W.Mittigd,

C.Nociforoa,b, P.Roussel-Chomazd, C.Spitaelsd, J.S.Winfieldb

a) Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Catania, Catania, Italyb) INFN - Laboratori Nazionali del Sud, Catania, Italyc) INFN, Sez. Catania, Catania, Italyd) GANIL, Caen, France* Corresponding author, e-mail: [email protected]

2

1. Introduction

In this report we discuss the general concepts about the MAGNEX Focal Plane Detector (FPD)developed in the last several years of R&D activity. This research has been developed both throughexperimental tests of different prototypes with beam and α-sources, and a detailed simulation approach,mainly based on the use of GEANT and TRIM software. For many details we refer to previousMAGNEX reports written by us in the past ([MAG97, MAG98, MAG99, MAG00, MAG01]). Webegin by describing the latest test of a prototype FPD, the results of which both confirm previous testsand the expectations of simulations and lead us to propose the solution for the full FPD.The aim of this report is thus to show the final design of the MAGNEX FPD. We believe that thephase of prototype testing is over, and it is time to begin to build the actual detector to cover the entirefocal plane of the spectrometer and to meet the specifications of position and angle resolution andparticle identification. Since this is a criti cal part of the spectrometer, it needs to be built withoutfurther delay.

2. Test of the prototype at GANIL, May 2001

2.1 Description of the prototype

The positive experience about drift chambers tested on different occasions (e.g., May 1997 at the LNS[MAG97]) by the MAGNEX collaboration gave rise to the development of a new prototype FPD. Thisis based on two sequential drift chambers, each one consisting of two independent series of wires andunderlying strips. Thus the position of a particle is measured in four places along its track in the gas.This prototype permits a test of the trajectory reconstruction capabilit y that is necessary for thesoftware compensation of the aberrations of the spectrometer [Cun01, MAG97].A photograph of the disassembled ionisation chamber with the anode strips and the wire supports isshown in fig. 2.1.

Fig. 2.1 Photograph of prototype FPD chamber and separated anode section. The front field-shaping plane andcathode plate (top) are visible on the chamber. The 4×16 anode strips are seen on the anode section (the fourbrass connectors are for cooling lines for the preamplifiers, which are hidden beneath the anode plate).

3

No intermediate foils separate the sections. In the prototype the strips are parallel to the particletrajectory. Each strip is 5 cm long and 5 mm wide and separated by 0.8 mm from its neighbour. Thereare 16 strips in each set, thus covering a horizontal span of about 9.5 cm and a range of angles of about±15°. To reduce a possible non-linearity in the position measurement, the second set of strips isarranged as shifted by half a strip width from the preceding one as shown in the photograph. One canthen average two position measurements, if necessary. The wires are normal to the strips. There arefive wires above each row of strips; they are 20 µm in diameter and made of gold-plated tungsten (theyare too fine to be visible in the photograph). The vertical opening of the entrance to the chamber is 10cm.

The ionisation produced by the passage of charged particles through the gas leaves a track of primaryelectrons and positive ions. A uniform electric field of about 70 V/cm makes the electrons drift atconstant velocity toward the Frisch grid. After passing through the grid, the electrons are accelerated inan increasing and non-uniform electric field. Near the wires the field reaches values sufficient for amultiplication of an average factor of around 200 for each primary electron. The avalanche bothinduces charge on the nearest several strips underneath and produces a direct signal that can be read outfrom the wires. Since the counter is operated in the proportional region, the signal from the wiremeasures the number of primary electrons produced, which is in turn a measure of the energy lost byparticles in the ionisation region above the wire.

Every strip is read out through separate preampli fiers located under the anode board and throughseparate shaping ampli fier channels into the acquisition system. The position measurement is made byconstructing the centre of gravity of the induced charge distribution on the strips. In our case, we onlyused three strips (the one with the maximum charge and its immediate neighbours) to determine thecentroid. In the prototype, the four separate measurements of the position of the track allow thedetermination of the particle angle with redundancy.

2.2 Test set-up

The test of this prototype on the reconstruction of trajectories was performed at GANIL during May2001. Because we anticipated that the performance of the prototype would influence certain decisionson the design of the final detector, but beam time being unavailable at the LNS-Catania in May, wedecided to test with an α-source. An Am-241 source (Eα ≈ 5.5 MeV, activity 3.2×104 Bq) was used toill uminate the detector with a continuous range of angles. A diaphragm with three apertures wasplaced in front of the source. The central slit was 0.5 mm in width and 10 mm high; it was separatedhorizontally by 3.0 mm from the outer openings, which were 2-mm diameter holes. The detector wasfill ed with pure isobutane (99.95% purity level) at 20 mbar pressure. Because of the low-energy of theα-particles, the source was placed within the gas volume, 76 mm from the plane of the middle of thefirst row of strips. The experimental set-up is sketched in fig. 2.2. Only the horizontal position,reconstruction technique and energy-loss signals were investigated, since the vertical position (from thedrift time of electrons in the ionisation chamber) has been measured several times previously[MAG97,MAG99] with satisfactory results. The voltages applied to the cathode and the anode wireswere –700 V and +500 V, with the Frisch grid connected to ground.

4

α = > ? @ A B

C D = E F G H I J = K G H =Fig. 2.2 Sketch of experimental set-up used to test the prototype.

2.3 Observations and results

The amplitude of the signals from the wires was approximately 1.4 V after the preampli fier, which hada gain of 200 mV/MeV. This indicates a gas gain of about 180. The signals from the strips were aboutfour times smaller. The cross-talk between strips, measured by turning off the voltage to one set ofwires and observing the residual induced signals, was about 10% of the peak signal. This is well belowthe threshold set in the software for determining the three strips with highest charge and thus is ofminor importance.

After the preampli fiers, each individual signal from the strips was sent into a 16-channel spectroscopyampli fier and into a peak-sensing ADC. The gains were matched by applying the voltage signal from apulse generator directly to the anode wires and reading the induced charge from all strips. Twomethods for the centroid determination were tried in the software: by weighted centre-of-gravity(WCOG) and a method derived from fitting the shape of the charge distribution by a hyperbolic-secant-squared function (SECHS). The merits of these are discussed by Lau and Pyrlik [Lau95]; the SECHSmethod having the least systematic error. The WCOG function is the simpler algorithm to implementin the data acquisition code, but the parameters must be empirically adjusted to smooth out effects ofthe discreteness of the strips. In general, the SECHS method is more satisfactory. The reconstructionof the image of the source using the SECHS method is shown in fig. 2.3. Note that the activity of thesource was probably more concentrated in the middle of the disk, thus presumably accounting for themore counts observed from the central slit than from the outer holes.

5

Fig. 2.3 Histogram of the reconstructed image of the source, made by extrapolating event-by-event the beststraight-line fit to the position measurements from the strips. No conditions are put on the analysis except that allfour positions were recorded in each event.

To measure the intrinsic position resolution, narrow gates (0.5 mm wide) were set on the positionparameters (centroid determinations) of the third and fourth sets of strips. Then a correlation plot wasmade between the centroids measured from the first and second sets of strips. This correlation plot isshown in fig. 2.4 for the SECHS method. The intrinsic resolution is represented by the width of theline. A value of 0.22±0.02 mm (FWHM) is obtained. This result agrees with that usually observed forthese type of detectors, and what was already observed by us in 1997 (see report [MAG97]). For theray reconstruction a narrow gate of 0.7 mm has been fixed to the 4th wire position spectrum and theevents coming from the central slit have been selected. In this way a fixed direction has been definedwithin 4 mr. The position centroids from the 1st, 2nd and 3rd wires were taken with these conditions. Theangular spread observed is about 7 mr FWHM, giving an intrinsic contribution of about 6 mr.

Fig. 2.4 Correlation plot between the centroids determined by the 1st (horizontal axis) and 2nd (vertical axis) setsof strips, gated on a narrow region in the 3rd and 4th sets of strips and the central slit. The SECHS method wasused to determine the centroids. The arrows indicate the width corresponding to the intrinsic resolution of thedetector.

6

Finally, the energy-loss signals from the wires have been studied. Although the small signal size fromthe α-particles meant that the actual observed resolutions would be poor in comparison to the actualvalues obtained with heavy-ion beams, a proof-of-principal test of using the proportional wires asenergy-loss sections could be made. Figure 2.5 shows the distribution of these signals, both singly andadded together event-by-event. Partly because of the correlation between energy loss in a given sectionand the succeeding one, and partly because of better signal-to-noise ratio, the resolution improves asmore wires are summed together.

Fig. 2.5 Energy loss signals from the wires. “WIRE1” is the signal from the wires over the first set of strips.“WIRE1_n” is the sum (event-by-event) of the signals from the wires over the first to the nth set of strips.

The observed resolution, given as percentage FWHM divided by the mean, and the predicted energy-loss straggling by the TRIM program are summarised in Table 2.1. Each “wire” (really a sum of thewires above each set of strips) corresponds to a sample of about 5 cm of gas layer. One sees that thereis littl e improvement in resolution in going beyond 15 cm for the ∆Ε sample.

Tables 2.1 Observed energy loss signal resolution (FWHM) and estimated energy-loss straggling for the wiresignals. Each “wire” represents a sample of about 5 cm of gas layer.

Wire set number Observedresolution

Energy-lossstraggling (TRIM)

11+2

1+2+31+2+3+4

12%9%

7.5%7%

8%6%5%4%

7

3. Final design of the MAGNEX FPD3.1 Estimation of the straggling effects

Calculations based on the SRIM2000 code have been performed to estimate the effects induced bystraggling on the angular and energy-loss resolution. The cases of 7Li at 50 MeV, 16O at 20 MeV, 16Oat 80 MeV and 40Ca at 160 MeV have been studied. In the calculations a Mylar entrance window of 1.5µm and an isobutane pressure of 20 mbar have been considered. For the cases of 16O at 20 MeV and 7Liat 50 MeV, supplementary calculations respectively at 5 mbar and 50 mbar have been done in order tosee the sensitivity of the straggling to the pressure. The contribution to the energy resolution givenhere is that generated by energy straggling of the FPD detector, which is calculated as the ratio betweenthe FWHM of the energy distribution at a given depth and the energy lost by particles in the activeregion of the detector up to the same position d1. This contribution can be minimised by reducing thedead (passive) regions of gas and foils in the detector. At the working pressures indicated above, theMylar window thickness can be safely reduced to 1.5 µm, providing that an appropriate supporting gridprotects it. If it is possible to use the region of gas occupied by the PSD detectors also for recording theenergy loss of the particles, the amount of dead region in the detector can be reduced to less than 1 cmwhich gives an almost negligible contribution at the indicated pressures. The test of the prototypedetector described in Section 2 indeed confirmed that a good energy-loss measurement can be made inthe same section as the position measurement. Of course, to estimate the final resolution on the energyloss, one must also consider the contributions coming from fluctuations of the gain and of the primaryelectron-pair number and from the electronics.

Fig. 3.1 Results of energy straggling calculations. In the left panel the geometric scheme used is shown. In the

right panel the obtained energy loss resolutions are shown for the different cases considered.

The results of the calculations (Fig. 3.1) indicate that the quality of the energy loss measurementstrongly depends on the atomic number of the detected ion and on the gas pressure. As general resultfor all the considered cases the resolution is enough to allow a clear identification of the detected ionsby ∆E-E technique. The worst case is that of 7Li at 50 MeV and gas pressure of 20 mbar, for whichresolutions ranging between 13% and 24% are obtained for different values of d1. However, to separate

Myl

ar w

ind

ow

Dea

d g

as re

gio

n

Act

ive

gas

regi

on

for

∆E m

easu

rem

ent

Beamdirection

d1

Energy loss straggling

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

7 9 11 13 15 17 19

d1 (cm)

E/

E (

%)

L M N O P Q R S T U V W R X Y O Z [ \ ] ^ O P _ R S T U V W R X Y O Z [\ ] ^ O P W R S T U V W R X Y O Z [ ` R a O O P \ ] R S T U V W R X Y O Z [L M N O P Q R S T U V Q R X Y O Z [ \ ] ^ O P W R S T U V Q X Y O Z [

8

lithium from berylli um, one only needs a resolution of about 30%, therefore such results are in any caseacceptable. In fact, much better Z-discrimination could be obtained if needed, by simply increasing thegas pressure. For 40Ca a ∆E-resolution of about 2% is calculated. Other effects connected to gainfluctuation and electronics would probably dominate in this case. However, these are at a level lessthan the required 5% to resolve calcium from its neighbours.

For the calculation of the angular resolution the following formula has been used:

22int

2optstr θθθθ ∆+∆+∆=∆

where the contributions of the angular straggling, of the detector intrinsic resolution and of the couplingbetween the angular straggling produced by the target and start detector and the angular magnificationof the spectrometer are individually specified. An intrinsic position resolution of 0.3 mm has beenassumed for the FPD position sensitive section, while the optical contribution has been estimated to the1st order. To take into account a balli stic (reconstruction of angle) contribution onto the SRIM2000calculations, the following formula has been used:

2

22

21

d

xxstr

∆+∆=∆θ

Fig. 3.2 Results of angular resolution calculations. In the left panel the geometric scheme used is shown. In theright panel the obtained results are shown for the different cases considered.

The results are shown in fig. 3.2. The limit of 10 mr required for the optimisation of the rayreconstruction technique (see [Cun01,MAG97]) is matched in almost all the cases. The case of 16O at20 MeV is used to show the behaviour of the spectrometer under the criti cal condition of heavy ion atquite low energy. Nevertheless, also in this case an angular resolution of about 15 mr is achieved,which is enough to get a final reconstructed energy resolution of about one part in 1800.

Myl

ar w

ind

ow

Dea

d g

as re

gio

n

PSD

1

Beamdirection

d2

PSD

2

Angular resolution

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

7 9 11 13 15 17 19

d2 (cm)

∆Θ (

∆Θ (

mr ))

7Li at 50 MeV (20 mbar) 16O at 80 MeV (20 mbar)

16O at 20 MeV (20 mbar) 40Ca at 160 MeV (20 mbar)

7Li at 50 MeV (50 mbar) 16O at 20 MeV (5 mbar)

9

3.2 Depth of the FPD

In the discussion of the previous paragraph the d1 and d2 parameters have been consideredindependently. However, in the construction of a multipurpose gas detector chamber one has toconsider how to measure both the energy loss and the angle in the same gas volume. From ageometrical point of view it means that d1 and d2 will be correlated by relations that depends on thelayout adopted for the detector. Also important are the effects produced by the large value of the focalplane angle (Ψ ∼ 61°) together with the broad range of angles (∆Θf ∼ ± 15° at the focal plane) exploredby the large acceptance spectrometer (see [Cun01, MAG97]). Taking into account that the particletrack length inside the detector has a dependence on 1/cos(Θf), one gets a factor about four for the ratiobetween the longest and the shortest tracks. In the following discussion the d1 and d2 quantities willrefer to the central trajectory, i.e. Θf = Ψ ≈ 61°. In a previous analysis of the FPD geometry [Mag97,Cun01], we have demonstrated how it is crucial to locate the PSD1 detector along the inclined focalplane, in order to reduce balli stic errors in the reconstruction of the position to a tolerable level. As aconsequence a trapezoidal geometry will be adopted for the whole FPD detector [Mag97].

In a previous stage of R&D we have considered a chamber with separated and independent positionand energy loss functions. The following layout detector modules has been developed:

A. the measurement of the horizontal and vertical positions obtained by drift chambers in twoplaces separated by a distance d2,

B. the energy loss obtained by an ionisation chamber,C. the residual energy ER by an ensemble of large area sili con detectors,

following the scheme PSD1-∆E-PSD2-ER. We emphasise that no intermediate foils separate the differentsections.

For the measurement of the horizontal coordinate the methods of the charge division and of the inducedcharge on an anode plane of multiple strips have been used in a series of fruitful tests. One of the mainresults of these tests was that the method of induced charge gives a higher resolution (of about 0.2 mmFWHM) compared to that of charge division. The high resolution allows us to put the two PSDdetectors much closer each other, giving the possibilit y to construct a compact FPD detector. On theother hand, a disturbing interference (or coupling) of the large signal produced in the proportional wirecounters on the anode plates of the simple ionisation chamber, was observed in the test of the Dubnaprototype in November 2000 [MAG01]. From this arose the problem of the electrical screening of theionisation counter. A possible way to solve such a problem was to add a guard ring electrode or gridand enhance the distance between the anode and the proportional wire. Such an increase in separationbetween the energy-loss section and the PSD section goes against the idea of a compact FPD detector.Different schemes (PSD1-PSD2-IC-Si or IC-PSD1-PSD2-Si) based on the electrical screening ofionisation counter and PSD counters showed even less convenient results in terms of the dimension ofthe FPD. Since the problem fundamentally arose from the weak signal in the IC compared to thehighly-ampli fied signal at the PSD wires, it was decided to replace the anode plate in the ionisationchamber by a series of proportional wires. By this means, the signal to noise ratio for the energy lossmeasurement would be enhanced and the interference or coupling from the PSD counters would bemade tolerable. Furthermore, if the PSD detectors are of the GANIL type with passive multiplyingwires above active strips, the above use of proportional wires in the ionisation chamber suggested asimilar use of the wires of the PSD as active electrodes for subsidiary measurement of the energy loss.The length of the ionisation chamber itself can then be correspondingly reduced. In this way a largervalue of d1 is obtainable in a compact system. In the first part of this report we have shown the goodresults obtained experimentally for a prototype based on this new idea.

For this kind of detector the relationship between d1 and d2 is quite simple:

PSDPSDPSD dddddd +=⋅+⋅+= 22121 2/12/1

10

where the depths dPSD1 and dPSD2 of the PSD detectors have been considered equal. The best choice fordPSD is considered in subsection 3.6.

The distance d2 should be chosen considering:

• the minimisation of the angular resolution of the ray-tracing detector• the consequent length d1 of the particle tracks in the gas to get an acceptable energy loss

resolution.• the number of sili con detectors at the back of the FPD detector (see section 3.4)

In Figs. 3.3, the various contributions to the angular resolution are shown as a function of d2 for 16O and7Li ions.

The various contributions have different relative importance depending on the particular case. For 16Oions at 20 MeV, where straggling is very important, fig. 3.3 shows that the main component of thestraggling comes from the target and the start detector foil coupled to the angular magnification of thespectrometer. In this case the FPD detector does not deteriorate very much the angular resolution forpressures around 5 mbar.

For values of d2 lower than 10 cm the effect of the intrinsic position resolution (assumed to be 0.3 mm)limits the angular resolution for less inclined tracks to about 10 mr, even for particles which are weaklyaffected by straggling. In those cases, the energy-loss resolution turns out to be poor for such tracks.On the other hand for values of d2 larger than 15 cm, the angular straggling for highly inclined trackstends to be dominant. In addition, the improvement in the energy-loss resolution (∆E) is minor forvalues of d2 larger than 15 cm. So the optimal value for the key quantity d2 appears to be between 10and 15 cm. Considering that a range of path lengths dependant on the angle at the focal plane, bothshorter and longer than that of the central trajectory, would be observed in practice, we have decidedthat an intermediate value of 13 cm is the best choice for d2.

11

Fig. 3.3 Angular resolution at the focal plane for different incident ions and energies.

3.3 Vertical sizeThe vertical size of the FPD must be considered in terms of mechanical stabilit y of the thin Mylarwindow, electrical stabilit y and drift time of the electrons, as well as the detection efficiency.

At the working pressure indicated above a thin Mylar window covering the large surface of the FPDdetector must be properly supported to avoid catastrophic ruptures. Such problem has been studiedexperimentally for different supporting grid configurations. As a result it appears possible to work witha window of about 20 cm height and 100 cm length in a safe manner, with a grid which has atransparency of about 97%.

To face problems of electrical stabilit y and drift time one has to consider gases which allow high valuesof electron drift velocity also at relative low electrical field. Furthermore the gas should allow a cleancollection of the charge signal at the multiplying wires in order to get an accurate reconstruction of thecentre of gravity of the electron cloud and should quench the δ rays. In the R&D pure isobutane (purity99.95%) has been demonstrated to match such requirements, although different gases have been

12

considered for different applications. With pure isobutane, drift velocities around 5 cm/µsec areobtainable at reduced field of around 4-5 V/cm⋅Torr (see report [MAG97]). To get such reduced fieldsat 20 mbar gas pressure, more than 2000 V between the cathode and the grid would be necessary for a30-cm high detector, giving rise to possible electrical instabiliti es. If the height is reduced to around20 cm, the applied potential can be reduced to about 1600 V, where the stabilit y of the field has beensuccessfully tested.

According to the ion optics calculations [Cun01, Cun01a, MAG97], the incoming particles hit the focalplane mainly near the symmetry plane. Furthermore, the vertical angles φf are distributed in a narrowrange around ± 1.5°. In fig. 3.4 the eff iciency plot of the detected ions as a function of the vertical sizeof the FPD is shown. The results have been obtained by GEANT and have been confirmed byZGOUBI.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35

Focal plane height (cm)

Eff

icie

ncy

(%

)

Fig. 3.4 Efficiency of the MAGNEX spectrometer as a function of the vertical size of the FPD.

A lost of less than 10% in acceptance is obtained with a FPD vertical size of 20 cm.

3.4 Silicon hodoscope

In previous reports the choice of an array of sili con detectors for the measurement of the residualenergy and the production of the time signal for drift time and time of f light measurements of thedetected particles has been extensively discussed ([MAG97,MAG00]). Also, the general layout andgeometry of this hodoscope have been decided ([MAG97,MAG98]). Furthermore almost all theelectronics for this system has been already bought and are in house. Nevertheless, the exact size of thesili con detectors and the dimension of the surface to be covered with the sili con detectors, the lastdepending on the d2 parameter discussed above, needed to be further specified. In a series ofsimulations with the GEANT code, it has been shown as the rectangular shape with the vertical sizearound 7-8 cm and the horizontal around 4-5 cm is the most convenient for maximising the eff iciencyand reducing the discontinuities in the time of f light measurements. Detectors of new design, based onpassivation and ion implantation techniques, appeared very close to the requirement of the project. Thetime properties of similar detectors have been discussed in consultation with the CHIMERA expertiseat the LNS (see, e.g. [Aie97]). The results are very satisfactory regarding all the requirements of thesedetectors (time and energy resolution, dynamical range, power dissipation, etc.).

13

For a value of d2 of 13 cm, and 8 × 5 cm2 rectangular detectors, one covers the full momentum andvertical acceptance of MAGNEX with 45 detectors.

3.5 ∆E measurement by proportional wires

As mentioned previously, a decisive improvement of the FPD performance is obtained if themeasurement of the energy loss signal in the detector is done by multiplying wires instead of by plates.Additionally, the signal from the wires used for the position measurement is available for energy-lossmeasurements. In order to minimise gain fluctuations, one should work at a relatively low gas gain of,say, between 100 and 200. As demonstrated for the prototype FPD tested in May 2001, such a gasampli fication may be readily obtained by putting the wires 1 cm from a Frisch grid connected to theground and applying a positive voltage of 500-600 V to wires of 20 µm diameter. From the literature,in this condition the contribution of the gain fluctuation to the energy resolution can be reduced withina few percent (typically 4-5%) for each wire (or series of connected wires). Even though this is belowthe required level of the energy-loss measurements, better results can be obtained by summing theindependent measurements made along the track of the particles, as demonstrated in Table 2.1.

3.6 Strip geometry and wires definition

As discussed above, the length of the strips dPSD is an important parameter that influences the depth andconsequently the complexity of the FPD. It is also important to consider that, even though the FPD isinclined at 61° compared to the central trajectory, it is more convenient to put the strips parallel to thecentral trajectory. In this way the projection of the particle track on the strips is minimised giving abetter evaluation of the centre of gravity up to the level shown in the test of the prototype.

In the test with the α-source reported in Section 2, we observed that with the 200 mV/MeVpreampli fiers one gets a good signal to noise ratio. The configuration was five soldered wires at adistance of 1 cm from each other intercepting 5 cm path of the ions trajectory and giving amultiplication factor of about 200. On the other hand, the properties of the induced signal on the stripsweakly depends on their length, providing that the same number of wires are located above them andthat the distance between the strips and the wires remains constant.

Results similar to those observed in the test would be obtained with a series of f ive wires at a distanceof 0.3 cm from each other. Thus a single set of strips would cover 1.5 cm of the ion track. The value ofdPSD is hence 3 cm. The main change in this configuration compared to that of the prototype is thenumber of primary electrons available for the multiplication. For the physics for which MAGNEX isintended, the number of primary electrons ranges between around 3000 (for 7Li at 50 MeV and P = 50mbar) and 70000 (for 40Ca at 160 MeV, P = 20 mbar) per cm of isobutane gas. Considering a gain inthe range of 100 to 200 (which are the typical values we have worked with), and considering strips of1.5 cm length one finds a charge signal ranging between 150 and 1500 fC. One should also consider theinduction eff iciency of the wires-strips system, which is about 50% for the geometry we have tested:this will reduce the charge collected to a range between 75 and 750 fC. This is a suitable range forapplication of new electronic systems based on very low values of electronic noise and high linearitydescribed in the following section.

3.7 Front-End electronics for the FPD

14

As a result of considerations in the preceding sections, we have in the final FPD design two PSDs,each having a series of f ive wires separated from each other by 0.3 cm. Because of the trapezoidalgeometry, the first detector which covers 100 cm will have two series of 172 strips while the secondwhich covers 125 cm will contain two series of 216 strips. This large number of strips requires amultiplexing treatment of the signals, data readout and digitisation. Such system should also match thetime structure and amplitude of the charge induced in the strips, within a tolerable value of noise andlinearity. A suitable choice for this purpose is represented by the GASSIPLEX technology[San99,Kas97]. The GASSIPLEX is a chip currently based on the 0.7 µm Mietec technology,consisting of 16-channel charge sensitive preampli fiers, shapers and track&hold stages for applicationto multistrip sili con detectors and drift chambers with multi -pad electrodes. Since it was first designedat the CERN laboratory and successfully tested (in 1997) tremendous development has followed in theset-up of many PCB configurations containing different number of the GASSIPLEX chips and all thehardware necessary for the control and auxili ary functions. In the latest versions of the GASSIPLEXboards the dynamical range of this system has been proved to be linear to within ± 2 fC in the range of–300 fC to +560 fC. Also the level of the noise has been reduced to less than a few hundredths ofelectron equivalent. To get such results, the shapers work with a shaping time of 1.2 µs, adjustablewithin ± 100 ns. That also reduces the charge to around 80 % of the incoming one from a stripped gasdetector. Taking that in account one sees how in the case of the MAGNEX FPD detector the dynamicsperfectly fit the chip requirements. The trigger logic signal to start the track&hold step will come fromthe wire multiplication signal. Fruitful discussions with experts at INFN-sez. Bari [Bar01] on theGASSIPLEX technology have confirmed its full compatibilit y with the MAGNEX purposes. A systemof PCBs as indicated in Figures 3.5 and 3.6 has been designed for the strip read-out of the MAGNEXFPD. Four GASSIPLEX boards, each one controlli ng the strips associated to a single set of wires areconnected in parallel through special repeater cards. The signals coming from the VME sequencer andthe other logic inputs are split accordingly. This allows a faster treatment of the whole multiplexingprocedure. Each board consists of a number of daisy-chained elementary boards, in turn containing 3GASSIPLEX chips. The 1st PSD will have four boards to allocate 11 GASSIPLEX active chips whilethe 2nd PSD contains five boards for 14 active chips. The multiplexed signals are sent through properanalog buffer ampli fiers to special C-RAMS VME modules (manufactured by CAEN S.p.A.), whichprovide pedestal subtraction and zero-suppressed digitisation. All the GASSIPLEX boards are suppliedby a simple low-voltage system, which supplies the necessary 2.8 V to all the chips.

3.8 Counting rate

The proposed detector FPD system is affected by two main limitations on the maximum counting rateachievable. The first is given by the slow drift of the positive ions that are generated around the anodewires, toward the Frisch grid. Considering a drift path of 1 cm between the wire and the Frisch grid andan applied voltage of 700 V, the positive ions, (OCH3)2CH2

+ and C4H10

+, drift with a velocity of about 4cm/ms. Consequently the restoring time is approximately 250 µs giving a limit of about 4 kHz for thecounting rate. The other main limitation on count rate arises from the read-out system. With the logicinputs by V550B sequencer on daisy-chained GASSIPLEX boards as foreseen above for theMAGNEX FPD detector, one can achieve a minimum read-out time of around 100 µs for each event.This corresponds to about 10 kHz maximum achievable for the Front-End electronics, which is withinthe intrinsic detector limit on the counting rate.

15

Fig. 3.5 Schematic of the GASSIPLEX chain readout system.

Fig. 3.6 Schematic layout of a multi block GASSIPLEX system.

16

4. ConclusionsBased on a series of experimental tests of prototype detectors and the results of simulations, we havedesigned the final focal plane detector for MAGNEX. The configuration is two PSD detectorsseparated by a relatively short ∆Ε section with gas ampli fication and followed by a sili con hodoscope,all i n an overall trapezoid (fan-shaped) geometry (see fig.3.7). (Note, however, that the vacuum vesselwill be rectangular for convenience of construction). Putting together the numbers from sections 3.3and 3.6, the depth d1 of the FPD (along the central trajectory) is a compact 16 cm.

Fig. 3.7 Schematic layout of the MAGNEX FPD detector.

The normal operating gas pressure is 20 mbar of isobutane, but could be changed according to specificrequirements. We emphasise that no intermediate foils are used in the detector, thus keeping theenergy/nucleon threshold to a minimum. For example, if one wanted to study slow heavy-ions, onemight use an entrance window of 1.5 µm with an isobutane pressure of 5 mbar. In that case, 40Ca ionswith an energy/nucleon of 0.5 MeV would reach the sili con detectors with about 2 MeV energy andprovide the complete set of position, angle, energy-loss, energy, TOF signals from the FPD.

References

[MAG97] MAGNEX, a large acceptance spectrometer for EXCYT, A. Cunsolo et al., Report LNS1997.

[MAG98] MAGNEX, a large acceptance spectrometer for EXCYT – GEANT simulations,Electronics and Data Acquisition, A. Cunsolo et al., Report LNS 1998.[MAG99] MAGNEX, a large acceptance spectrometer for EXCYT – Test of detector prototypes, A.

Cunsolo et al., Report LNS 1999.

Sili con arrays

PSD2

PSD1

EntrancewindowIonisation

chamber

17

[MAG00] MAGNEX, a large acceptance spectrometer for EXCYT – Sili con array for the focal planedetector, A. Cunsolo et al., Report LNS 2000.

[MAG01] MAGNEX, a large acceptance spectrometer for EXCYT – Test of prototype focal planedetectors, Nov. 2000 and April 2001, A. Cunsolo et al., Report LNS 2001.

[Cun01] A. Cunsolo, F. Cappuzzello, A. Foti, A. Lazzaro, A.L. Melita, C. Nociforo, V. Shchepunov,J.S. Winfield, “ Ion optics for large acceptance spectrometers: Application to the MAGNEXspectrometer” , submitted for publication in Nucl. Instrum. Meth. A (2001).

[Cun01a] A. Cunsolo, F. Cappuzzello, A. Foti, A. Lazzaro, A.L. Melita, C. Nociforo, V. Shchepunov,J.S. Winfield, “Technique for the 1st order design of a large acceptance spectrometer” ,accepted for publication in Nucl. Instrum. Meth. A (2001).

[Lau95] Kwong Lau and Jörg Pyrlik, Nucl. Instrum. Meth. A 366 (1995) 298.

[Aie97] S. Aiello et al., Nucl. Instrum. Meth. A 385 (1997) 306.

[San99] J.C. Santiard and K. Marent, “The GASSIPLEX0.7-2 integrated front-end analog processor forthe HMPID and the DIMUON spectrometer of ALICE”, Proc. 5th Workshop on Electronics atthe LHC, Aspen, CO, USA, 1999 (Univ. of Wisconsin Press).

[Kas97] A. Kastenmüller, GASSIPLEX reference guide, http://www.e12.physik.tu-muenchen.de/~akastenm/gassiplex/gassipl.html

[Bar01] E. Nappi and G. De Cataldo, private communication (2001).

2

Allegato 4

MAGNEX VACUUM PLANT

Introduction

The MAGNEX vacuum system is a relatively complex plant constituted by three

main subsystems, they are separated by high vacuum gate valves (see Fig. 1:VL

ISO100F, VMin ISO200F, VMount rectangular special valve) which size is compatible

with the envelope of the particles trajectory inside MAGNEX spectrometer:

• Target chamber

• Magnets chambers (quadrupole and dipole vacuum chambers)

• Focal plane Detector (FPD) chamber.

In order to avoid losses of the reaction products during flight through the

MAGNEX spectrometer due to interactions with the residual gas, the operating pressure

should be better than 4 × 10-6 mbar, i.e. in the High Vacuum (HV) range.

Description

The Target Chamber does not only contain the target, but also the Position

Sensitive start Detector (PSD) and is large enough in the forward angles to fit inside

some coincidence detectors. This chamber and all the MAGNEX spectrometer will

rotate around the target; a sliding seal will connect the chamber to the beam line valve

(VL) and allows continuous rotation. The Target Chamber total volume is about 0.4 m3

and the surface is about 3 m2. The final pressure in the HV range is achieved by a turbo-

molecular pumping group ISO160K (TMP1, ROT1) of 500 l/s pumping speed. The fore-

vacuum pump is a two stage rotary pump ISO40KF (ROTFV1) of 40 m3/h pumping

speed which evacuate up to 10-1 mbar The Magnets Chamber of about 2 m3.

3

Fig. 1: layout of the MAGNEX vacuum plant (DIN 28401)

The total quadrupole and dipole surface is about 14 m2. The pressure in the HV

range is achieved by a turbo-molecular pumping group ISO250K (TMP2, ROT2) of

1,600 l/s pumping speed and a cryopump ISO320K of 3,200 l/s pumping speed with its

turbo regeneration group ISO40KF of 50 l/s, the cryopump is the quadrupole and the

dipole. The effective magnetic field measurements in this region wil l decide if these

pumps need or not a magnetic shielding. In addition a fore-vacuum pump ISO25KF

(ROTMG) of 16 m3/h pumping speed will provide the Low Vacuum environments in the

differential vacuum chamber of the dipole, a mechanically and electronically controlled

safety system will manage the differential pressure in order to avoid any possible dipole

chamber implosion.

The FPD vacuum chamber is located between the VMount valve and the Mylarâ

window of the FPD, it is pumped down through a valve to regulate the pumping speed in

order to maintain a differential pressure of maximum 10 mbar between the FPD and the

4

vacuum chamber during the pump-down, this is achieved by a manual controlled valve

and a fore-vacuum pump ISO40KF (ROTF2) of 40 m3/h. The HV range is achieved by a

turbo-molecular pumping groups ISO200K (TMPFPD, ROTFPD) of 1,000 l/s pumping

speed. This pump is put just beside the FPD window to compensate the gas flow to the

vacuum due to leaks and permeation from the window. An Un-interruptable Power

Supply (UPS) is needed to continuous control sub-system is used to keep a constant

pressure (within ± 10-1 mbar) of gas in the FPD. This system as been already assembled

and tested.

Costs estimations

Since last economic costs evaluations has been made three years ago, several

companies have been again contacted in order to evaluate the actual costs of such

vacuum plant according to the technological upgrading in this field, the new available

vacuum products and also due to the changes in the vacuum plant design. From this

investigation here are reported the costs results expressed in kiloEuro (k∈ ) not included

IVA:

• Pressure measurements instruments 16 k∈

• Small valves 4 k∈

• Vacuum connections 5 k∈

• UPS 3 k∈

• Vacuum pumps 160 k∈

• Vacuum valves 62 k∈

TOTAL 250 k∈

Adding an expected increase of 10% in price, and 20% IVA, the final total is 335 k∈ .

5

Allegato 5

MAGNEX - SHN

PROGRAMM A DI RICERCA

A) INFORMAZIONI GENERALILinea di ricerca: NUCLEI SUPERPESANTI

Laboratorio ove siraccolgono i dati:

Flerov Laboratory of Nuclear Reactions del JINR di Dubna (RUSSIA)

Acceleratore usato: Ciclotrone U-400Fascio (sigla ecaratteristiche):

48Ca, 58Fe (∼ 4 x 1012 particelle/secondo)

Processo fisicostudiato:

FUSIONE-FISSIONE (rivelazione dei frammenti)FUSIONE-EVAPORAZIONE (identificazione dei residui di evapora-zione; rivelazione delle particelle leggere emesse)

Apparato strumentaleutili zzato:

Camera di scattering; VASSILISSA (electrostatic recoil separator);rivelatore di stop e correlazione alfa-alfa per l’ identificazione dei residuidi evaporazione; CORSET+DEMON per la determinazione dei frammentidi fissione e la determinazione della molteplicità media delle particelleleggere emesse

Sezioni partecipantiall 'esperimento:

INFN-Sezione di Catania

Istituzioni esterneAll 'Ente partecipanti:

Dipartimento di Fisica dell ’Università di Messina; FLNR e BogoliubovLaboratory of Theoretical Physics (Dubna); Skobeltsin Institute forNuclear Reactions (Moscow); Université Libre de Bruxelles; CRN IN2P3di Strasbourg

Durata esperimento: 3 anni (2002-2004)

B) SCALA DEI TEMPI : piano di svolgimento

PERIODO ATTIVITA' PREVISTA

2002

2003

2004

Completamento della presa dati per le reazioni 48Ca +238U → 286112;48Ca +244Pu → 292114; investigazione sulle nuove reazioni (primo run)48Ca + 248Cm → 296116, 58Fe + 238U → 296118; analisi dei dati.

Completamento della presa dati ed analisi delle reazioni che portano a296116 e 296118, confronto con i risultati della reazione 86Kr + 208Pb →294118; investigazione della reazione 48Ca + 232Th → 280110; analisi deidati.

Investigazione delle reazioni 50Ti + 252Cf → 302120; 58Fe + 248Cm →306122 e confronto con i risultati della reazione 54Cr + 252Cf → 306122;analisi dei dati e completamento dello studio della dinamica e dellainfluenza dell ’asimmetria di massa nel canale di ingresso.

6

PREVENTIVO DI SPESA PER L’ANNO 2002VOCI

DI DESCRIZIONE DELLA SPESAIMPORTI(KEuro)

SPESA

Viaggi e

Interno

Missioni

Estero

Partecipazione (per 3 persone) agli esperimenti

da condurre a Dubna (3 runs di 4 settimane

ciascuno), e contatti (per una persona) con i

colleghi della collaborazione a seguito

dell ’analisi dei dati.

Materiale di

Consumo

Dischetti, CD, cartucce di toner per stampanti

laser e color inkjet, softwares applicativi.

Materiale

Inventariabile

Compaq ALPHAStation XP1000, processore

Alpha 21264/667MHz, completa di monitor

17’’ Compaq, 512 MB RAM, HD 18GB 10000

RPM Ultra3Wide, lettore CD.

2.5

18

3

8

PREVISIONE DI SPESA

PER GLI ANNI DELL A DURATA DEL PROGETTO(kEuro)

ANNI

FINANZIARIMissioni Interno

Missioni estero

Materialedi

consumo

Trasportie

Facch.

SpeseCalcolo

Affitti eManut.

Apparecc.

Materialeinventar.


2002

2003

2004

2.5

2.5

2.5

18

18

18

3

3

3

8

----

----

31.5

23.5

23.5

TOTALI 7.5 54 9 8 78.5

Par tecipanti: G. Giardina (100%), Prof. StraordinarioG. Fazio (100%), Prof. AssociatoA. Lamberto (70%), Titolare Assegno di RicercaR. Palamara (100%), Ricercatore ConfermatoR. Ruggeri (100%), Prof. AssociatoA. Taccone (70%), Docente di Scuola Media Superiore

in collaborazione con:M.G. Itkis, Yu.Ts. Oganessian, E.M. Kozulin, R.N. Sagaidak,, A.V. Yeremin, A.K. Nasirov, A. Bogatchev, E.V.Prokhorova,N.A. Kondratiev, E.A. Cherepanov del JINR di Dubna;F. Hanappe dell ’ULB di Bruxelles; L. Stuttgé del CRN-IN2P3 di Strasburgo.

7

ATTIVITA’ PREVISTA nel triennio 2002-2004

Esperimenti e Reazioni da studiare nel tr iennio 2002-2004:48Ca+232Th→280110;48Ca+238U→286112;48Ca+244Pu→292114;48Ca+248Cm→296116;58Fe+238U→296118 (e confronto con 86Kr+208Pb→294118);50Ti+252Cf→302120;58Fe+248Cm→306122 (e confronto con 54Cr+252Cf→306122);

La ricerca riguarda le reazioni nucleari indotte da fasci di 48Ca, 50Ti, 54Cr, 58Fe e 86Kr su bersagli di208Pb, 238U, 244Pu, 248Cm, 252Cf per investigare sul ruolo giocato dal valore dell ’asimmetria tra le massedei nuclei nella dinamica del canale di ingresso per il raggiungimento della loro fusione completa,ed osservare quindi il decadimento dei nuclei superpesanti 280110, 286112, 292114, 296116, 294,296118,302120, 306122 attraverso la osservazione dei residui di evaporazione, o la rivelazione dei frammentidi fissione. Il principale interesse è quello di studiare le modalità delle reazioni che possono portarea detti nuclei superpesanti e verificare il modello che prevede un’ isola di stabilit à per nuclei con Zcompreso tra 114 e 120. Per la formazione di detti nuclei massivi, i limiti sono determinati dalprocesso di quasifissione (riseparazione dei nuclei reagenti dopo scambio parziale di massa e caricadurante l’evoluzione del sistema dinucleare) in competizione con il processo di fusione completa.L’attività di ricerca è caratterizzata dalla collaborazione tra il gruppo di cui sono il responsabile ed igruppi del Flerov Laboratory del JINR di Dubna.Gli esperimenti vengono condotti al ciclotrone U-400, utili zzando due distinti set-up sperimentaliVASSILISSA (un “electrostatic recoil separator” per la identificazione dei residui di evaporazione),ed il CORSET (time-of-f light reaction products spectrometer, con l’uso di microchannel plates)+DEMON ( time-of-f light neutron spectrometer e γ-quanta multiplicity spectrometer, con l’uso dirivelatori a scintill azione) per la determinazione dei frammenti di fissione e la molteplicità mediadelle particelle leggere emesse. La linea di ricerca riguarda l’attività prevista per i prossimi 3 anni,nell ’ambito dell ’accordo di collaborazione tra l’Università di Messina ed il Flerov Laboratory diDubna. E’ prevista pertanto la partecipazione del gruppo agli esperimenti presso il ciclotrone U-400di Dubna, la presa dati, il processo di analisi, la realizzazione dei calcoli per lo studio dei risultatisperimentali . La preparazione e la realizzazione dei diversi runs sperimentali copriranno unintervallo di tempo di circa due-tre mesi/anno, e successivamente il gruppo lavorerà in sede perl’analisi ed il calcolo.Per il 2002 sarà completata la presa dati per le reazioni 48Ca+238U→286112, 48Ca+244Pu→292114, esaranno condotti gli esperimenti per la investigazione delle reazioni 48Ca+248Cm→296116,58Fe+238U→296118.

Recenti pubblicazioni:Yu.Ts. Oganessian, ... G. Giardina et al., Nature 400 (1999) 242G. Giardina et al., Nucl. Phys. A 671 (2000) 165G Giardina et al., Eu. Phys. J. A 8 (2000) 205O.A. Yuminov, … G. Giardina et al., J. Phys. Soc. J. 70 (2001) 689G. Giardina et al., Pramana Journal of Physics 53 (1999) 409R.N. Sagaidak, ... G. Giardina et al., J. Phys. G 24 (1998) 611O.A. Yuminov, … G. Giardina et al., Nucl. Instr. Meth. B 164-165, 960 (2000)

Linea di ricerca SHN (super heavy ions) nell’ambito dell’esperimentoMAGNEX

Nell’ambito dell’esperimento Magnex si vogliono portare avanti degli studi sinora condotti con altri fondiriguardanti la formazione di nuclei superpesanti. Alcune delle tematiche sviluppate ed in particolare lostudio della formazione e decadimento di nuclei composti esotici potranno essere in futuro estese a nucleimedio leggeri da effettuare con i fasci EXCYT al LNS

Esperimenti e Reazioni da studiare nel biennio 2002-2003:

48Ca+238U→286112;48Ca+244Pu→292114;48Ca+248Cm→296116;58Fe+238U→296118 (e confronto con 86Kr+208Pb→294118);58Fe+248Cm→306122.

La ricerca riguarda le reazioni nucleari indotte da fasci di 48Ca, 58Fe e 86Kr su bersagli di 208Pb, 238U, 244Pu,248Cm, per investigare sul ruolo giocato dal valore dell’asimmetria tra le masse dei nuclei nella dinamica delcanale di ingresso per il raggiungimento della loro fusione completa, ed osservare quindi il decadimento deinuclei superpesanti 286112, 292114, 296116, 294,296118, 306122 attraverso la osservazione dei residui dievaporazione, o la rivelazione dei frammenti di fissione. Il principale interesse è quello di studiare le modalitàdelle reazioni che possono portare a detti nuclei superpesanti e verificare il modello che prevede un’isola distabilità per nuclei con Z compreso tra 114 e 120. Per la formazione di detti nuclei massivi, i limiti sonodeterminati dal processo di quasifissione (riseparazione dei nuclei reagenti dopo scambio parziale di massa ecarica durante l’evoluzione del sistema dinucleare) in competizione con il processo di fusione completa.L’attività di ricerca è caratterizzata dalla collaborazione tra il gruppo di cui sono il responsabile ed i gruppi delFlerov Laboratory del JINR di Dubna.Gli esperimenti vengono condotti al ciclotrone U-400, utilizzando due distinti set-up sperimentali VASSILISSA(un “electrostatic recoil separator” per la identificazione dei residui di evaporazione), ed il CORSET (time-of-flight reaction products spectrometer, con l’uso di microchannel plates) +DEMON ( time-of-flight neutronspectrometer e γ-quanta multiplicity spectrometer, con l’uso di rivelatori a scintillazione) per la determinazionedei frammenti di fissione e la molteplicità media delle particelle leggere emesse. La linea di ricerca riguardal’attività prevista per i prossimi 2 anni, nell’ambito dell’accordo di collaborazione tra l’Università di Messinaed il Flerov Laboratory di Dubna. È prevista pertanto la partecipazione del gruppo agli esperimenti presso ilciclotrone U-400 di Dubna, la presa dati, il processo di analisi, la realizzazione dei calcoli per lo studio deirisultati sperimentali. La preparazione e la realizzazione dei diversi runs sperimentali copriranno un intervallodi tempo di circa due-tre mesi/anno, e successivamente il gruppo lavorerà in sede per l’analisi ed il calcolo.Per il 2002 sarà completata la presa dati per le reazioni 48Ca+238U→286112, 48Ca+244Pu→292114, e sarannocondotti gli esperimenti per la investigazione delle reazioni 48Ca+248Cm→296116, 58Fe+238U→296118.Le tematiche e le metodologie che saranno affrontate nel sopradetto programma di attività di ricerca, potrannoessere utilizzate e sviluppate in futuro, con l’uso dell’apparato di MAGNEX. Infatti, altro aspetto importante èquello di studiare i limiti della formazione del nucleo composto in competizione con il break-up in nuclei halocon reazioni indotte da fasci radioattivi.Si riportano, a seguire, le previsioni di spesa per questa tematica.

Recenti pubblicazioni:

Yu.Ts. Oganessian, ... G. Giardina et al., Nature 400 (1999) 242G. Giardina et al., Nucl. Phys. A 671 (2000) 165G Giardina et al., Eu. Phys. J. A 8 (2000) 205O.A. Yuminov, … G. Giardina et al., J. Phys. Soc. J. 70 (2001) 689

G. Giardina et al., Pramana Journal of Physics 53 (1999) 409R.N. Sagaidak, ... G. Giardina et al., J. Phys. G 24 (1998) 611O.A. Yuminov, … G. Giardina et al., Nucl. Instr. Meth. B 164-165, 960 (2000)

Gruppo

SHNnell’ambito di MAGNEX

III


VOCIDI DESCRIZIONE DELLA SPESA

IMPORTI A cura dellaCommissione

SPESA Parziali Totali Di cuicassa

ScientificaNazionale

Viaggi eInterno

Contatti scientifici con colleghi di varieSezioni e Laboratori in Italia per coinvolgerel’interesse di più persone sulle tematiche diSHN, ed allargare la Collaborazione ad altriinteressati

2.5

MissioniEstero

Partecipazione (per 3 persone) agliesperimenti da condurre a Dubna (3 runs di4 settimane ciascuno), e contatti (per unapersona) con i colleghi della collaborazionea seguito dell’analisi dei dati.

16.0

Materiale diConsumo

Dischetti, CD, cartucce di toner perstampanti laser e color inkjet, softwaresapplicativi (sistemi operativi, ecc.).

2.0

Trasporti eFacchinaggi

Consorzio Ore CPU Spazio Disco Altro

Spese di Calcolo

Affitti emanutenz.

Apparecchiature

MaterialeInventariabile

PC per calcolo intensivo, doppio processore,doppio disco (Linux/Windows), completo dimonitor 17’’, 512 MB RAM, lettore CD,stampante LaserJet.

3.5

CostruzioneApparati

note TOTALE 24.0

INFORMAZIONI GENERALIProduzione di clusters in collisioni tra ioni pesanti alle energie intermedie

L.N.S.

REVERSE

TANDEM, CS

Ioni leggeri (Al, C, O,..) TANDEM112Sn, 124Sn, 197Au, 239U 15-25 MeV/u

MULTIFRAMMENTAZIONE NUCLEAREFISSIONE DINAMICA

Apparato Chimera 1-30 gradi + piano di rivelazione per target-like composto da 40 rivelatori alSilicio (Indra)

CT, LNS,Gr. Coll. ME, BO ,MI, NA .

LPC Caen, IPN Orsay, CEA Saclay, IPN Lyon, Katowice, Bucharest, Warsaw, Otwock.

PROLUNGAMENTO ANNI 2001-2002

Linea di ricerca



dal Laboratorio

Acceleratore usato

Fascio






Durata esperimento

Mod. EC. 1

Esperimento Gruppo




L.N.S.

394 Reverse 3

A. PAGANO

CATANIA

I ricercatoreCavallaro Salvatore


Struttura

[email protected]:e-mail:





L.N.S.


Struttura

Codice EsperimentoReverse

Gruppo3394

Resp. loc.: Cavallaro Salvatore

Mat

eria

leC

onsu

mo

Tras

p.e

fac

ch.

Spe

seC

alco

lo

Affi

tti e

man

uten

z.ap

pare

cchi

at.

Mat

eria

leIn

vent

aria

bile

Cos

truz

ione

App

arat

i

VOCIDI

SPESA


Via

ggi e

mis

sion

i

Est

ero

Inte

rno


Totale

1 crate Camac sekotronics ( spare)

Acquisti cassette DLT, materiale vario (cavi, etc)

Contatti scientifici con altri gruppi sperimentali e teorici.

Note:

Riunioni di gruppo per calibraz., discuss. dati, etc per 4 pers x 2 volte x 4 viaggi x 2 voltePermanenza a Bologna 20 gg x 1 ric. + 1 viaggio per analisi dati

Ricambio di n.8 rivelatori al Silicio

Meeting di collaborazionecon i gruppi di INDRA, Warsaw, Katowice

IMPORTI

ParzialiTotale

Compet.


5,0

9,0

10,5

15,0

15,0

9,0

49,5

7,0

7,5

3,0

8,0

10,0



L.N.S.


Struttura


Partecipanti all'esperimento :

Nome Cognome Gruppo % tempo di ricerca

Salvatore Cavallaro III 70Francesco Giustolisi III 70Elena Geraci III 100Marcello Iacono Manno SS 30Elena La Guidara III 100Cettina Maiolino III 20Francesco Porto III 100M.Leda Sperduto III 40

tot 5.30


Gruppo3394


In kEuro

Mod. EC. 3

Note:






L.N.S.

Struttura

Miss. interno

Miss. estero

Mater. di cons.

Trasp.eFacch.

SpeseCalcolo


Mat.inventar.

Costruz.apparati

TOTALECompetenza

10,5 15,0 15,0 9,0 49,5

TOTALI 15,0 15,0 9,0 49,5

ANNIFINANZIARI

2002

10,5


Gruppo3394


Cognome e Nome

Qualifica



Affer. al

Gruppo



Gruppo

L.N.S.

3394


Struttura


RICERCATORI

Cognome e Nome

Qualifica



TECNOLOGI N N

7,0




Cognome e Nome

Qualifica



Assoc.tecnica

TECNICI N



Cavallaro Salvatore 703P.A.1

Geraci Elena 1003Dott.2

Giustolisi Francesco 703R.U.3

Iacono Manno Carmelo 303DIS4


Porto Francesco 1003P.O.6

Sperduto Maria Leda 403R.U.7

Anzalone Antonino I Tecn 401

Per

cent

uale

Per

cent

uale

Per

cent

uale




Gruppo

L.N.S.

3394


Struttura





Denominazione



Nicosia Nicola SI Caratterizzazione della risposta degli scintillatori CsI(Tl) accoppiati a fotodiodi per le geometrieutilizzate nel multirivelatore Chimera

Titolo della Tesi

mesi-uomo

F. Porto, G. PolitiRelatore/Tutore Keywords


Geraci Elena SI

A. PaganoRelatore/Tutore Keywords


La Guidara Elena SI

F. PortoRelatore/Tutore Keywords


SI


Tesi di: laurea in

SI


Tesi di: laurea in

SI


Tesi di: laurea in

SI


Tesi di: laurea in

SI


Tesi di: laurea in


SI


Tesi di: laurea in


Gruppo

L.N.S.

3394


Struttura

Cognome e Nome



SI

Keywords Altro

Ass.INFN

in

Relatore


Titolo della tesi:


SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:




Gruppo

L.N.S.

3394


Struttura




commessasviluppo





campo:






PAESE

in ambito:

Sviluppo nel campo


Sviluppo nel campo


%




relativa ricaduta:


relativa ricaduta:


relativa ricaduta:

INFORMAZIONI GENERALIReazioni tra ioni pesanti con utilizzo di fasci stabili e radioattivi

L.N.S. ; UCL Louvain la Neuve

TRASMARAD

Tandem LNS - Ciclotrone superconduttore - Ciclotrone Louvain La Neuve -Excyt

Ca40, C12 , N13 ,6He17,18,19F

Emissioni di raggi gamma in reazioni di fusione completa ed incompleta e deep inelastic;competizione tra fusione e break-up in reazioni indotte da nuclei radioattivi o con bassaenergia di legame.

BaF2 dellï8;apparato TRASMA + Forward wall TRASMA + Telescopi monolitici Strip rivelatorisilicio-litio e sistema di acquisizione portatile

Catania , LNS

UCL Louvain La Neuve Dipartimento di fisica ed astronomia.Università di Edimburgo

3 anni 2000,2001,2002

Linea di ricerca



dal Laboratorio

Acceleratore usato

Fascio






Durata esperimento

Mod. EC. 1

Esperimento Gruppo




L.N.S.

474 Trasmarad 3

Cardella Giuseppe

CATANIA

I RicercatoreFiguera Pier Paolo


Struttura

e-mail:e-mail:





L.N.S.


Struttura

Codice EsperimentoTrasmarad

Gruppo3474

Resp. loc.: Figuera Pier Paolo

Mat

eria

leC

onsu

mo

Tras

p.e

fac

ch.

Spe

seC

alco

lo

Affi

tti e

man

uten

z.ap

pare

cchi

at.

Mat

eria

leIn

vent

aria

bile

Cos

truz

ione

App

arat

i

VOCIDI

SPESA


Via

ggi e

mis

sion

i

Est

ero

Inte

rno


Totale

n. 2 rivelatori Si-litio

Discussione con gruppi italiani impegnati su tematiche

Strip telescopi monolitici

trasporto strumentazione a Louvain la Neuve

Discussioni con la collaborazione +presentazione al PAC nuovo exp. - 3

Note:

similari 3 viaggi aereo + permanenza

acquisizione portatile

preamplificatori

Misura 6He+64Zn (1 missione di 6 gg per 5 ricercatori)

isotopi, cavi, DLT

Misura 13N+9Be ( Una missione di 8 gg per 2 ricercatori - Altri ricercatori

IMPORTI

ParzialiTotale

Compet.


3,0

20,0

3,0

16,0

10,0

2,5

30,0

61,5

3,0

2,5

4,0

10,0

8,0

4,0

4,0

3,0



L.N.S.


Struttura



Gruppo3474


In kEuro

Mod. EC. 3

Note:






L.N.S.

Struttura

Miss. interno

Miss. estero

Mater. di cons.

Trasp.eFacch.

SpeseCalcolo


Mat.inventar.

Costruz.apparati

TOTALECompetenza

3,0 16,0 10,0 2,5 30,0 61,5

TOTALI 16,0 10,0 2,5 30,0 61,5

ANNIFINANZIARI

2002

3,0


Gruppo3474


Cognome e Nome

Qualifica



Affer. al

Gruppo



Gruppo

L.N.S.

3474


Struttura


RICERCATORI

Cognome e Nome

Qualifica



TECNOLOGI N N

6,0



Cognome e Nome

Qualifica



Assoc.tecnica

TECNICI N



Amorini Francesca 1003B.P.D.1

Di Pietro Alessia Ric 7032

Figuera Pier Paolo Ric 5033

Pappalardo Giuseppe 205P.O.4

Rizzo Francesca 703R.U.5

Tudisco Salvatore 1003AsRic6

Per

cent

uale

Per

cent

uale

Per

cent

uale




Gruppo

L.N.S.

3474


Struttura





Denominazione



Leanza Debora SI Studio della Reazione 6He+64Zn attorno alla barriera

Titolo della Tesi

mesi-uomo



SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in


SI


Tesi di: in


Gruppo

L.N.S.

3474


Struttura

Cognome e Nome



SI

Keywords Altro

Ass.INFN

in

Relatore


Titolo della tesi:


SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

KEYWORDS

Nuclei Halo

reazioni di fusione

GDR

Nuclei Halo, GDR,

Reazioni di fusione

Descrizione attività locale (a cura del responsabile locale)



Gruppo

L.N.S.

3474


Struttura

Strip di telescopi monolitici su un unico chip di silicio




commessasviluppo


Percentuale del budget( app+ inv+cons)utilizzata per acquistodi beni high tech: 58

SVILUPPO DI STRUMENTAZIONE INNOVATIVAe ricadute su altri gruppi, sul sistema industriale e su altre discipline

Sviluppo di un sistema di rivelazione costituito da strip di telescopi monolitici ricavati su un unico chip di silicio.Rivelatori sviluppati in collaborazione con ST Microelectronics che adesso li commercializza.

dei rivelatoriSviluppo nel campo industrialeRicaduta potenziale gia' riscontrata

campo: elettrico-elettronico

rivelatori Silicio Litio commessasviluppocampo: elettrico-elettronico





PAESE

Sicilia

UK

in ambito:

Sviluppo nel campo


Sviluppo nel campo


%




relativa ricaduta:


relativa ricaduta:


relativa ricaduta:

INFORMAZIONI GENERALICollisioni tra ioni pesanti ad energia di 1-2 GeV/amu

GSI Darmstadt (Francoforte, Germania)

Sincrotrone GSI

C, Ca, Au, p 1-2 GeV/amu; pioni 1-2 GeV/c

Produzione di dileptoni in collisioni tra ioni pesanti a 1-2 GeV/amu; proprietaï8; dei mesoninella materia nucleare.

HADES (High Acceptance Di-Electron Spectrometer)

LNS, MI

GSI, Univ. Giessen, Univ. Frankfurt, T.U. Munich, Univ. Heidelberg, Univ. Cracow, Jinr Dubna,Univ.Rossendorf, ITEP, LPI, MEPhI Moscow, IOP Bratislava, INP Rez, Univ. Valencia, Univ.Santiago de Compostela, Univ. Clermont-Ferrand, IN2P3 Orsay, Univ. Nikosia

2 Anni

Linea di ricerca



dal Laboratorio

Acceleratore usato

Fascio






Durata esperimento

Mod. EC. 1

Esperimento Gruppo


L.N.S.

199 Hades2 3

Finocchiaro Paolo

LNS

DipendenteFinocchiaro Paolo


Struttura

[email protected]:




e-mail:


Mat

eria

leC

onsu

mo

Tras

p.e

fac

ch.

Spe

seC

alco

lo

Affi

tti e

man

uten

z.ap

pare

cchi

at.

Mat

eria

leIn

vent

aria

bile

Cos

truz

ione

App

arat

i



VOCIDI

SPESA


Via

ggi e

mis

sion

i

Est

ero

Inte

rno


Totale

1 PC (in sostituzione di uno distrutto da temporale)

Mod. EC. 2

Riunioni Catania - Milano

Realizzazione di 3 segment/master controller

Spedizioni

Meeting di collaborazione

L.N.S.


Struttura

Note:

1 oscilloscopio

Cavi, connettori e materiale vario

Riunioni (analisi, controlli, software)

Manutenzione ordinaria TOF (ottico/meccanica)

1 turno (set-up e misura)

Riparazioni

1 turno di misura

IMPORTI

ParzialiTotale

Compet.


12,5

2,5

5,0

41,5

21,5

2,0

10,5

80,5

5,0

2,0

4,0

8,0

9,0

2,5

15,5

4,0

13,0

2,5

Codice EsperimentoHades2

Gruppo3199

Resp. loc.: Finocchiaro Paolo


L.N.S.


Struttura



Gruppo3199


In kEuro

Mod. EC. 3

Note:






L.N.S.

Struttura



Gruppo3199


Miss. interno

Miss. estero

Mater. di cons.

Trasp.eFacch.

SpeseCalcolo


Mat.inventar.

Costruz.apparati

TOTALECompetenza

5,0 41,5 21,5 2,0 10,5 80,5

TOTALI 41,5 21,5 2,0 10,5 80,5

ANNIFINANZIARI

2002

5,0



Note:

Mod. EC. 4



Miss. interno

Miss. estero

Mater. di cons.

Trasp. eFacch.

Spese Calc.


Mater.inventar.

Costruz. appar.

TOTALECompet.


21,5 2,0 10,5 80,5 0,0

TOTALI 10,5 74,0 34,5 3,5 49,0 171,5

Struttura

LNS 5,0 41,5

0,0


L.N.S.

Struttura


13,0 1,5 38,5 91,0 0,0MI 5,5 32,5

Codice Esperimento

Hades2

Gruppo

3199

Resp. Naz.: Finocchiaro Paolo

Mod. EC. 5




2001

Lo spettrometro e' stato assemblato in configurazione a risoluzione ridotta, e si sono effettuati due turni di presa dati (Aprile eMaggio 2001) con fasci di C (1.5 AGeV) e di Cr (1.8 AGeV). Due turni ulteriori sono previsti per Agosto e Novembre 2001, entrambicon fascio di C. I run con protoni sono stati spostati al prossimo anno, per esigenze di programmazione dei fasci. La propostapresentata al PAC del GSI in Novembre 2000, ed integrata a Giugno 2001, e' stata accolta con parere piu' che favorevole (si allegail responso del comitato). I dati raccolti sinora hanno permesso una accurata intercalibrazione tra i diversi sistemi di rivelazione. Sipensa di effettuare il run di Novembre ad alto tasso di conteggio, per collezionare una buona statistica di di-elettroni.

Con il completamento dell'assemblaggio dello spettrometro in configurazione ad alta risoluzione, si dara' inizio ad una campagnasistematica di misure con fasci di ioni, di protoni e di pioni. Le indagini fisiche riguarderanno da un lato l'eccesso di produzione didi-elettroni in collisioni tra nuclei, dall'altro delle reazioni elementari. Queste ultime sono doppiamente interessanti: essepermettono di ottenere preziose informazioni su processi ancora poco noti, ed allo stesso tempo forniscono dati elementariindispensabili per la comprensione dei meccanismi in gioco nelle collisioni tra nuclei pesanti.


AnnoFinanziario

Missioni interno

Missioni estero

Materiale diconsumo

Trasp. eFacch.

SpeseCalcolo


Materialeinventar.


TOTALE

2001 LNS 4,0 31,0 23,0 2,0 6,0 66,0

8,0 52,0 33,0 4,5 39,0 136,5


L.N.S.

Struttura


2001 MI 4,0 21,0 10,0 2,5 33,0 70,5


Gruppo3199


In kEuro

Mod. EC. 6

Note:

PREVISIONE DI SPESA



Miss.

interno

Miss.

estero

Materialedi

cons.

Trasp.eFacch.

Spese

Calcolo


Mat.

inventar.

Costruz.

apparatiTOTALE

Competenza

4,0 31,0 23,0 2,0 6,0 66,0

TOTALI 18,5 126,0 67,5 8,0 88,0 308,0

ANNIFINANZIARI

2001-LNS


L.N.S.

Struttura

4,0 21,0 10,0 2,5 33,0 70,52001-MI

5,0 41,5 21,5 2,0 10,5 80,52002-LNS

5,5 32,5 13,0 1,5 38,5 91,02002-MI


Gruppo3199


Cognome e Nome

Qualifica



Affer. al

Gruppo



Gruppo

L.N.S.

3199


Struttura


RICERCATORI

Cognome e Nome

Qualifica



TECNOLOGI N N

7,0




Cognome e Nome

Qualifica



Assoc.tecnica

TECNICI N





Coniglione Rosa Ric 3033


Piattelli Paolo I Ric 2035

Raciti Giovanni 203P.O.6

Sapienza Piera Ric 3037

Finocchiaro Paolo D.T. 701

Per

cent

uale

Per

cent

uale

Per

cent

uale




Gruppo

L.N.S.

3199


Struttura





Denominazione



Spataro Stefano SI Produzione di di-leptoni in collisioni tra ioni pesanti a 1-2 AGeV

Titolo della Tesi

mesi-uomo

Finocchiaro/RacitiRelatore/Tutore Keywords


SI


Tesi di: laurea in

SI


Tesi di: laurea in

SI


Tesi di: laurea in

SI


Tesi di: laurea in

SI


Tesi di: laurea in

SI


Tesi di: laurea in

SI


Tesi di: laurea in


SI


Tesi di: laurea in

dileptons chiral_symmetry


Gruppo

L.N.S.

3199


Struttura

Cognome e Nome



Bertino Stefano SI

HADES: uno spettrometro di di-elettroni per lo studio della materia nucleare densa e calda

Keywords

momentaneamente nessuno

Altro

Ass.INFN

Fisicain Finocchiaro/Bellia

Relatore


Titolo della tesi:

Titolo conseguito

laurea

Sbocco occupazionale (*)

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

KEYWORDS

dileptons spectrometer

scintillators time-of-flight photomultipliers

dileptons chiral_symmetry GUI

dileptons chiral_symmetry time-of-flight

ADC TDC electronics




Gruppo

L.N.S.

3199


Struttura

POL.HI.TEC. 700 guide di luce sagomate, in plexiglass ad alta trasparenza




commessasviluppo



SVILUPPO DI STRUMENTAZIONE INNOVATIVAe ricadute su altri gruppi, sul sistema industriale e su altre discipline

Studio, test e modifica "ad hoc" del CFD C808, congiuntamente a CAEN, per misure di tempo di volo conrisoluzione <100ps. Gia' richiesto ed utilizzato da altri gruppi all'interno e all'esterno della collaborazioneHADES.

degli strumenti di misuraSviluppo nel campo


relativa ricaduta:

di gruppo 3 INFNRicaduta potenziale gia' riscontrata

campo:

THORN-EMI 700 fotomoltiplicatori ad alto guadagno e ottima risoluzione temporale commessasviluppocampo:





PAESE

Abruzzo

UK


in ambito:

Sviluppo nel campo


relativa ricaduta:


Sviluppo nel campo


relativa ricaduta:


%






Gruppo

L.N.S.

3199


Struttura


P.Finocchiaro

The HADES Time-Of-Flight wall: status report


HADES Collaboration Meeting Xrelazione su invito workshop


Darmstadt (GE)

March-2001

P.Finocchiaro

Hadron mass scaling from HADES

Miniworkshop on basic forms of matterrelazione su invito workshop

Catania

20-June-2001



Tipo di Conferenza



Gruppo

L.N.S.

3199


Struttura



31/10/2001 Completamento dell'assemblaggio dello spettrometro in configurazione a risoluzione ridotta.

31/12/2001 Presa dati con fasci ionici medio-leggeri.

31/12/2001 Test con fascio di protoni.

Descrizione

Il fascio di protoni verrà assegnato nel 2002. Nel 2001 si sono avuti 2 turni con Carbonio e Cromo (Aprile e Maggio), e se ne avranno altri 2 conCarbonio (Agosto e Novembre-Dicembre).



Data completamento


31/12/2002 Completamento dell'assemblaggio dello spettrometro in configurazione ad alta risoluzione.

31/07/2001 Presa dati con fasci ionici.

31/12/2001 Presa dati con fascio di protoni.

31/12/2001 Test con fascio di pioni.

Descrizione


100100

0

%%%%%%%%


%%

A time-of-flight measurement system for the HADES wide-aperture dielectron spectrometer, Instruments andExperimental Techniques [translated from Pribory i Tekhnika Eksperimenta]

Codice Esperimento

Hades2

Gruppo

L.N.S.

3199


Struttura

Cognome e Nome


Pagano Angelo 2001

Argomento

De Marco Nora 2002

Cognome e Nome


Finocchiaro Paolo Responsabile internazionale del TOF di HADES

Funzioni svolte

Finocchiaro Paolo Membro del "Collaboration Board"

Finocchiaro Pao Membro del "Technical Board"

Iori Ileana Membro del "Collaboration Board"

Iori Ileana Membro del "Committee for International Affairs" della collaborazione


13

10



Struttura

L.N.S.

L.N.S.

L.N.S.

MILANO

MILANO

N.V.Rabin

V43 N4 1-18 2000


12 Percentuale budget INFN su budget totale

%%%

Resp.Naz.: Finocchiaro Paolo





Comitato scientifico del GSI ; Le varie commissioni di ciascuna nazione partecipante

Lo spettrometro HADES è al momento l unico strumento al mondo in grado di poter effettuare unamisura chiara e pulita di spettri di dileptoni. Diversi gruppi teorici attendono i primi dati con grande

P.Finocchiaro - 9-Luglio-2001

HADES2 - Note per il referee - anno 2002 1

Esperimento HADES2: note per il referee (anno 2002)

• Missioni estere. La richiesta di fondi per missioni è stata formulata sulla basedell’esperienza acquisita negli anni precedenti. E’ comunque necessario dire che il GSIha generalmente (ed estemporaneamente) sostenuto parte delle spese: con fondi dellaComunità Europea sino al 2000, con fondi locali per il 2001 (ha pagato qualche viaggioper riunioni ed ha supportato alcune permanenze in qualche occasione). Sulla base di ciòle nostre precedenti richieste all’INFN sono sempre state proporzionalmente ridotte.Purtroppo per il 2002 non è al momento prevista alcuna forma di ulteriore supporto.Aggiungo che il gruppo di Milano è in una situazione un po’ particolare: il grosso delsupporto tecnico all’esperimento viene proprio dal laboratorio di elettronica della sezionedi Milano, mentre d’altro canto nell’assegnare i fondi i tecnici non vengono generalmenteconteggiati.

• Missioni in Italia. Si prevede un lieve incremento delle trasferte tra Catania e Milano permotivi di analisi dati.

• Materiale di consumo. LNS. I sei moduli “segment controller” da realizzare nel 2001, per motivi di compattezza maallo stesso costo, sono stati fisicamente integrati in tre unità. I convertitori ADC, giàcompleti da Maggio, sono adesso in fase di installazione. Purtroppo i tassi di readout,osservati finora con i soli TDC, hanno evidenziato la necessità di effettuare il readoutdegli ADC utilizzando altri 3 segment controller, pena un drastico dimezzamento del giàcritico tasso di acquisizione. L’esperienza acquisita ci suggerisce inoltre la necessità di un “polmone” per cavi,connettori e materiale vario che sovente si rende necessario reperire. Analogamente, conuna certa frequenza si rende necessario intervenire con piccole modifiche e/o riparazionisul rivelatore stesso e sulla meccanica (ad esempio è stato necessario riparare un gruppodi PMT e guide di luce su cui alcuni operai erano saliti in piedi (!!!) per meglioraggiungere una parte meccanica su cui dovevano lavorare!!!; o ancora alcuni gruppi difibre ottiche, che trasportano il segnale Laser per la calibrazione, sono statiinavvertitamente strappati). Infine, abbiamo riscontrato una certa frequenza di guasti ai discriminatori, cuisopperiamo sostituendo di volta in volta il canale con un altro prelevato dall’unico CFDdi ricambio. Quando si raggiunge il numero di 16, e cioè si ottiene un modulo con tutti e16 i canali guasti, si provvede alla spedizione per la sua riparazione completa.Milano.Sostanzialmente si tratta di materiale per la manutenzione ordinaria dell’elettronica delTOF (riparazioni di modesta entità su ADC, TDC e soprattutto Delay units e Shapers),più un polmone per interventi più o meno estemporanei su cablaggi e connessioni.

• Materiale inventariabile. LNS. Si tratta di sole due voci: un Personal Computer ed un oscilloscopio. Il PC non è in aggiunta, bensì in sostituzione di un altro andato completamente distrutto



durante un temporale (tutte le schede interne erano bruciate, alcune forate da parte aparte: la dinamica è oscura!). Proponiamo di acquistare un oscilloscopio digitale di media classe, da utilizzare persegnali logici ma che sia in grado di osservare agevolmente anche i segnali dai PMT.Finora abbiamo operato di volta in volta con oscilloscopi presi a prestito al GSI, ma cisiamo resi conto che, come gli altri gruppi della collaborazione, è bene che ci si doti diuno strumento dedicato. Milano. Alla luce dell’esperienza sin qui acquisita risulta consigliabile dotarsi di una coppia dielementi di ricambio per ciascun modulo di elettronica utilizzato (ciascuno da 32 canali),e di 4 unità per i CFD (moduli da 16 canali).

Risultati preliminari nel 2001Nel corso del 2001 sono già stati effettuati due run:

• dal 16 al 25 Aprile, con fascio di Carbonio, solo di notte in quanto di giorno avevanoluogo gli irraggiamenti dei pazienti in trattamento adroterapico;

• dal 19 al 21 Maggio, con fascio di Cromo.

I dati relativi a tali run sono parzialmente stati analizzati, i risultati non sono ovviamente ditipo fisico “pubblicabile”, in quanto riconducibili a fisiologico commissioning dellospettrometro. Tali dati fisici sono comunque oltremodo importanti perchè ci permettono dicapire dettagliatamente il funzionamento dei rivelatori, nonchè dedurre parametri di accettanza,efficienza, fondo, etc., che saranno fondamentali al momento della determinazione dellesezioni d’urto. E’ già assegnato un turno di misura a fine Agosto, il cui obiettivo primario è laverifica finale dell’effettivo funzionamento del trigger di II livello, indispensabile per poteroperare ad alti tassi di conteggio, e dunque per collezionare una ragionevole statistica di di-elettroni.

Un turno di presa dati è infine assegnato a fine Novembre, durante il quale si misurerà lospettro di massa invariante e+e- nella collisione C+C a 1-2A GeV.

In figura 1 in alto è riportata la distribuzione di conteggi in funzione dell’angolo polare θ:

• sul rivelatore MDC2 (in blu);• su MDC2 e TOF (in rosso).

Al centro è riportato il rapporto tra i due, che rappresenta l’efficienza del TOF.In basso è riportata la distribuzione di conteggi in funzione dell’angolo polare θ per il solo

rivelatore TOF.

In figura 2 è riportata la differenza di tempo di volo tra due elettroni dello stesso evento,opportunamente rinormalizzata a uguale percorso di volo. Il sigma riportato, diviso per radicequadrata di 2, fornisce una risoluzione temporale globale del TOF di ≈160ps. Tale valore èsuscettibile di un ulteriore miglioramento in seguito all’imminente upgrade dei moduli diritardo attivo con la nuova produzione di chip a maggior stabilità.

In figura 3 è riportato lo spettro di tempo di volo, rinormalizzato a uguale percorso, pertutte le particelle e per i soli elettroni (selezionati tramite coincidenza con il RICH). Larisoluzione temporale mostrata è peggiore del caso precedente, in quanto qui influisce larisoluzione del rivelatore di start, che in questo run soffriva di derive termiche.



In figura 4 osserviamo le correlazioni θ-θ e φ-φ tra MDC2 e TOF, che mostrano ilprevisto andamento rettilineo. Sulla destra sono riportate le differenze tra le medesimecoordinate.

In figura 5 in alto è riportata la correlazione x-x tra TOF ed MDC2. Al centro la differenzatra le due coordinate, riportate su un piano di riferimento, mostra un disallineamento tra i duerivelatori di circa 35mm; la risoluzione spaziale misurata di circa 21mm ci fornisce una stimadiretta della risoluzione in tempo di volo, cioè circa 135ps. In basso la risoluzione spaziale diun settore del TOF, misurata tramite MDC2, in funzione del numero della barra scintillante.Per questioni di statistica essa migliora via via che si va verso numeri di barra più grandi, cioèverso angoli polari minori (più vicini all’asse del fascio).

In figura 6 sono riportati infine due plot “fisici”: lo spettro di massa invariante deidileptoni e la distribuzione degli angoli di apertura degli stessi. E’ evidente la necessità dicollezionare una statistica ben più consistente. Infatti il primo contiene essenzialmentecontributi di piccola massa, il secondo mostra un’apertura che non supera i 5°, e ciò si spiegaprincipalmente (come ampiamente previsto) con la conversione in una coppia e+e- di fotoniprovenienti dal decadimento di pioni neutri.

theta (deg)40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

cou

nts

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

thMdcSeg1centreNent = 75664

MDCMDC+TOF

Mdc polar angle Seg1 thMdcSeg1centreNent = 75664

theta (deg)40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

effi

cien

cy

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

thMdcSeg1centreNent = 242

large strips 0.97

small strips 0.94

Mdc polar angle Seg1thMdcSeg1centreNent = 242

theta (deg)40 50 60 70 80 90

cou

nts

0

200

400

600

800

1000

1200

14002x10

thetaTofNent = 2941317

Tof polar angle thetaTofNent = 2941317

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 100

10

20

30

40

50

htofvsidlep_pyNent = 71

4.079 ±Constant = 52.39 0.01535 ±Mean = -0.0008256

0.01564 ±Sigma = 0.2397

tof vs id dif elec htofvsidlep_pyNent = 71

4.079 ±Constant = 52.39 0.01535 ±Mean = -0.0008256

0.01564 ±Sigma = 0.2397

tof (ns)0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

cou

nts

0

2000

4000

6000

8000

10000

1x10htimedifNent = 6543178

ALL

tof-start time htimedifNent = 6543178

tof (ns)0 5 10 15 20

cou

nts

0

200

400

600

800

1000

htofvsxposC_pyNent = 1484

18.31 ±Constant = 1025 0.003571 ±Mean = 7.145

0.003707 ±Sigma = 0.2328

ELECTRONS

tof vs xpos C htofvsxposC_pyNent = 1484

18.31 ±Constant = 1025 0.003571 ±Mean = 7.145

0.003707 ±Sigma = 0.2328

0

500

1000

1500

2000

2500

MDC theta (deg)45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

TO

F t

het

a (d

eg)

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

theta2MT

Nent = 216934

theta TOF vs MDC2 theta2MT

Nent = 216934

MDC-TOF theta (deg)-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20

cou

nts

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

thetaMT

Nent = 216934

152.8 ±Constant = 4.646e+04

0.0008762 ±Mean = -0.004273

0.0007515 ±Sigma = 0.345

Mdc2-Tof polar angle differencethetaMT

Nent = 216934

152.8 ±Constant = 4.646e+04

0.0008762 ±Mean = -0.004273

0.0007515 ±Sigma = 0.345

0

50

100

150

200

250

300

350

MDC phi (deg)240 250 260 270 280 290 300

TO

F p

hi (

deg

)

240

250

260

270

280

290

300

phi2MT

Nent = 167598

phi TOF vs MDC2 phi2MT

Nent = 167598

MDC-TOF phi (deg)-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20

cou

nts

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

phiMT

Nent = 167598

70.89 ±Constant = 2.122e+04

0.004484 ±Mean = -0.4738

0.004085 ±Sigma = 1.492

Mdc2-Tof azimuthal angle differencephiMT

Nent = 167598

70.89 ±Constant = 2.122e+04

0.004484 ±Mean = -0.4738

0.004085 ±Sigma = 1.492

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

xpos mdc (mm)-1000 -500 0 500 1000

xpo

s to

f (m

m)

-1000

-500

0

500

1000

xpos tof vs mdc

xpos tof-mdc (mm)-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200

cou

nts

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

17.38 ±Constant = 912.6 0.3992 ±Mean = -35.24 0.3591 ±Sigma = 21.63

xpos tof-mdc 17.38 ±Constant = 912.6 0.3992 ±Mean = -35.24 0.3591 ±Sigma = 21.63

detector0 10 20 30 40 50 60 70

xpo

s re

s si

gm

a [m

m]

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Fig.6 - HADESpreliminary resultsC + C @ 1.5 AMeV

Invariant mass spectrum

e+e- opening angledistribution

INFORMAZIONI GENERALICollisioni nucleo-nucleo ad energie relativistiche.

GSI-Darmstadt (Germania)

S254

SIS(Unilac+Sincrotrone) + FRS (Fragment Separator)

Au e 124Sn e fasci secondari di isotopi di 106Sn e 124LaEinc> 400 MeV/u

Multiframmentazione e transizione di fase.

ALADiN (Magnete, TP-MUSIC,ToF,HODO-CT)

Sezione di CataniaL.N.S.

GSI-Darmstadt, Univ.Frankfurt, Mainz, MPI-Heidelberg

2 anni

Linea di ricerca



dal Laboratorio

Acceleratore usato

Fascio






Durata esperimento

Mod. EC. 1

Esperimento Gruppo




L.N.S.

434 SIS-2 3

G.Immè

Sezione Catania

Incaricato di RicercaRaciti Giovanni


Struttura

[email protected]:[email protected]:





L.N.S.


Struttura

Codice EsperimentoSIS-2

Gruppo3434

Resp. loc.: Raciti Giovanni

Mat

eria

leC

onsu

mo

Tras

p.e

fac

ch.

Spe

seC

alco

lo

Affi

tti e

man

uten

z.ap

pare

cchi

at.

Mat

eria

leIn

vent

aria

bile

Cos

truz

ione

App

arat

i

VOCIDI

SPESA


Via

ggi e

mis

sion

i

Est

ero

Inte

rno


Totale

Trasporto HODO-CT,elettronica e SdAD dal GSI

Smontaggio HODO-CT (1 Ric 10 gg + 1 viaggio aereo)

Note:

Contatti scientifici con ricercatori italiani(Gruppo FIASCO)

Turno Test(1 Ric.10 gg+1 Assegn. 8gg + 2 viaggi aereo)Turno Misura (1Ric 20gg+1Assegn.20 gg + 2 viaggi aereo)e Riunione perAladin Collaboration Meeting (1Ric 5 gg+ 1 viaggio aereo)

IMPORTI

ParzialiTotale

Compet.


1,5

23,5

7,5

32,5

7,5

3,0

1,5

5,513,0

2,0



L.N.S.


Struttura


Smontaggio HODO-CT (1 Ric 10 gg + 1 viaggio aereo) 3.0 KEuroTurno Test(1 Ric.10 gg+1 Assegn. 8gg + 2 viaggi aereo) 5.5Turno Misura (1Ric 20gg+1Assegn.20 gg + 2 viaggi aereo) 9.0Riunione per Discussione analisi Dati (1 Ric 6 gg+1Assegn. 6gg + 2 viaggi aereo)4.0Aladin Collaboration Meeting (1Ric 5 gg+ 1 viaggio aereo) 2.0

TOTALE: 23.5


Gruppo3434


In kEuro

Mod. EC. 3

Note:






L.N.S.

Struttura

Miss. interno

Miss. estero

Mater. di cons.

Trasp.eFacch.

SpeseCalcolo


Mat.inventar.

Costruz.apparati

TOTALECompetenza

1,5 23,5 7,5 32,5

TOTALI 23,5 7,5 32,5

ANNIFINANZIARI

2002

1,5


Gruppo3434


Cognome e Nome

Qualifica



Affer. al

Gruppo



Gruppo

L.N.S.

3434


Struttura


RICERCATORI

Cognome e Nome

Qualifica



TECNOLOGI N N

2,0



Cognome e Nome

Qualifica



Assoc.tecnica

TECNICI N




Raciti Giovanni 803P.O.2

Per

cent

uale

Per

cent

uale

Per

cent

uale




Gruppo

L.N.S.

3434


Struttura





Denominazione



DeNapoli Marzio SI Misure di Temperatura ed Energia di eccitazione nellareazione Nb+Nb a 40 A MeV .

Titolo della Tesi

mesi-uomo

G.RacitiRelatore/Tutore Keywords


Rapisarda Elisa SI Studio sistematico della curva calorica nucleare.



Rascunà Simone SI Misure di densità tramite interferometria p-p



Spezzi Loredana SI Dipendenza dall'isospin del processo di multiframmentazione."



SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in


SI


Tesi di: in


Gruppo

L.N.S.

3434


Struttura

Cognome e Nome



SI

Keywords Altro

Ass.INFN

in

Relatore


Titolo della tesi:


SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:




Gruppo

L.N.S.

3434


Struttura




commessasviluppo





campo:






PAESE

in ambito:

Sviluppo nel campo


Sviluppo nel campo


%




relativa ricaduta:


relativa ricaduta:


relativa ricaduta:

INFORMAZIONI GENERALIReazioni indotte da ioni pesanti alle energie di Alpi

L.N.L.,LNS

STREGA

Tandem XTU- LINAC Alpi dei LNL, CS dei LNS

Ioni pesanti con A>30 con E/A>6 MeV/A , 12C,16O da 8 a 70 MeV/A

Studio della dinamica delle collisioni fra ioni pesanti con particolare riguardo a processi conpiù corpi nello stato finale.Misure di sezione d'urto di interesse per la radioterapia.

GARFIELD, MULTICS ; MEDEARivelatore anulare LNS , parallel plates

LNL, Bologna, Firenze, LNS, Milano, Napoli, Trieste.

3 anni (2000-2001-2002)

Linea di ricerca



dal Laboratorio

Acceleratore usato

Fascio






Durata esperimento

Mod. EC. 1

Esperimento Gruppo


L.N.S.

446 Strega 3

Cavallaro Salvatore


Struttura

[email protected]:




e-mail:


Mat

eria

leC

onsu

mo

Tras

p.e

fac

ch.

Spe

seC

alco

lo

Affi

tti e

man

uten

z.ap

pare

cchi

at.

Mat

eria

leIn

vent

aria

bile

Cos

truz

ione

App

arat

i



VOCIDI

SPESA


Via

ggi e

mis

sion

i

Est

ero

Inte

rno


Totale

Mod. EC. 2

2 turni per 1 persona per 7 gg + viaggio

Contatti scientifici

L.N.S.


Struttura

Note:

Riunioni per analisi dati

manutenzione rivelatore anulare

IMPORTI

ParzialiTotale

Compet.


4,0

1,5

1,5

7,0

2,0

1,5

2,0

1,5

Codice EsperimentoStrega

Gruppo3446



L.N.S.


Struttura


Partecipanti e percentuali :

Aldo Bonasera gr IV 20%Salvatore Cavallaro gr.III 30%


Gruppo3446


In kEuro

Mod. EC. 3

Note:






L.N.S.

Struttura



Gruppo3446


Miss. interno

Miss. estero

Mater. di cons.

Trasp.eFacch.

SpeseCalcolo


Mat.inventar.

Costruz.apparati

TOTALECompetenza

4,0 1,5 1,5 7,0

TOTALI 1,5 1,5 7,0

ANNIFINANZIARI

2002

4,0



Note:

Mod. EC. 4



Miss. interno

Miss. estero

Mater. di cons.

Trasp. eFacch.

Spese Calc.


Mater.inventar.

Costruz. appar.

TOTALECompet.


1,5 7,0 0,0

TOTALI 4,0 1,5 1,5 7,0

Struttura

L.N.S. 4,0 1,5

0,0


L.N.S.

Struttura


Codice Esperimento

Strega

Gruppo

3446

Resp. Naz.:

Mod. EC. 5




2001


AnnoFinanziario

Missioni interno

Missioni estero

Materiale diconsumo

Trasp. eFacch.

SpeseCalcolo


Materialeinventar.


TOTALE


L.N.S.

Struttura



Gruppo3446

Resp. Naz.:

In kEuro

Mod. EC. 6

Note:

PREVISIONE DI SPESA



Miss.

interno

Miss.

estero

Materialedi

cons.

Trasp.eFacch.

Spese

Calcolo


Mat.

inventar.

Costruz.

apparatiTOTALE

Competenza

6,5 1,5 3,5 11,5

TOTALI 17,5 5,0 16,5 39,0

ANNIFINANZIARI

2000


L.N.S.

Struttura

7,0 2,0 11,5 20,52001

4,0 1,5 1,5 7,02002


Gruppo3446

Resp. Naz.:

Cognome e Nome

Qualifica



Affer. al

Gruppo



Gruppo

L.N.S.

3446


Struttura


RICERCATORI

Cognome e Nome

Qualifica



TECNOLOGI N N

2,0

,5Ricercatori Full Time Equivalent


Cognome e Nome

Qualifica



Assoc.tecnica

TECNICI N



Bonasera Aldo Ric 2041

Cavallaro Salvatore 303P.A.2

Per

cent

uale

Per

cent

uale

Per

cent

uale




Gruppo

L.N.S.

3446


Struttura





Denominazione



Cosmano Alfio SI Un telescopio anulare gas-silicio-cesio per la rivelazione in avanti dei prodotti di reazione

Titolo della Tesi

mesi-uomo

S. CavallaroRelatore/Tutore Keywords


SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in


SI


Tesi di: in


Gruppo

L.N.S.

3446


Struttura

Cognome e Nome



SI

Keywords Altro

Ass.INFN

in

Relatore


Titolo della tesi:


SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:




Gruppo

L.N.S.

3446


Struttura




commessasviluppo





relativa ricaduta:


campo:






PAESE


in ambito:

Sviluppo nel campo


relativa ricaduta:


Sviluppo nel campo


relativa ricaduta:


%






Gruppo

L.N.S.

3446


Struttura





Resp. Naz.:

Tipo di Conferenza



Gruppo

L.N.S.

3446


Struttura


MILESTONES 2001 (concordate con i referee)Descrizione



Data completamento

MILESTONES PROPOSTE PER IL 2002Descrizione


%%%%%%%%

Resp. Naz.:

%%

Codice Esperimento

Strega

Gruppo

L.N.S.

3446


Struttura

Cognome e Nome

REFEREES DEL PROGETTOArgomento

Cognome e Nome


Funzioni svolte




Struttura



%%%

Resp.Naz.:






L.N.S.


Struttura


Astrofisica Nucleare: Nucleosintesi primordiale

LNS

Tandem

Primario: 7Li , Secondario: 8Li

Sviluppo di un fascio secondario di 8Li per lo studio della 8Li(alfa,n)11B

Linea di fascio 'Tandem by pass' con bersaglio primario di Deuterio e monitor di 8Li.Spettrometro a tempo di volo per la caratterizzazione del fasciorivelatore di neutroni

LNS

California Institute of technologyUniversita' di BochumUniversita' Edimburgo

1 anno (2002)

Linea di ricerca


Acceleratore usato

Fascio(sigla e caratteristiche)





Durata esperimento

Mod. EN. 1

P R O G R A M M A D I R I C E R C A

A) I N F O R M A Z I O N I G E N E R A L I

B) S C A L A D E I T E M P I : piano di svolgimentoPERIODO ATTIVITA’ PREVISTA

gennaio-giugno 2002

luglio-ottobre

Acquisti materiale, completamento linea di fascio

test di produzione e caratterizzazione fascio, e test del rivelatore

Nuovo Esperimento GruppoBig-Bang 3

Figuera Pier Paolo

e-mail:



e-mail:



(a cura del responsabile locale)Mod. EN. 2

L.N.S.


Struttura



Mat

eria

leC

onsu

mo

Tras

p.e

fac

ch.

Spe

seC

alco

lo

Affi

tti e

man

uten

z.ap

pare

cchi

at.

Mat

eria

leIn

vent

aria

bile

Cos

truz

ione

App

arat

i

VOCIDI

SPESA


Via

ggi e

mis

sion

i

Est

ero

Inte

rno


Totale

Fogli metallici sottili (havar, Ni, Al), gas

Discussioni con i collaboratori di Bochum (3 missioni 5 gg 1 ricercatore)

Note:

n.2 rivelatori Micro Channel Platen.1 crociera + flangen.2 rivelatori al Silicio

IMPORTI

ParzialiTotale

Compet.


5,0

4,5

20,0

24,5

4,5

2,52,5

10,0

(a cura del responsabile locale)All. Mod. EN. 2

L.N.S.


Struttura

ALLEGATO MODELLO EN 2



In kEuro

Mod. EN. 3

Note:






L.N.S.

Struttura


Miss. interno

Miss. estero

Mater. di cons.

Trasp.eFacch.

SpeseCalcolo


Mat.inventar.

Costruz.apparati

TOTALECompetenza

4,5 20,0 24,5

TOTALI 4,5 20,0 24,5

ANNIFINANZIARI

2002

In kEuro

Mod. EN. 4

Note:

PREVISIONE DI SPESA




L.N.S.

Struttura



Miss.

interno

Miss.

estero

Materialedi

cons.

Trasp.eFacch.

Spese

Calcolo


Mat.

inventar.

Costruz.

apparatiTOTALE

Competenza

4,5 20,0 24,5

TOTALI 4,5 20,0 24,5

ANNIFINANZIARI

2002


PROPOSTA DI NUOVO ESPERIMENTOVedi Relazione in allegato 1


L.N.S.

Struttura

Mod. EN. 5(a cura del rappresentante nazionale)

Pag. 1



PROPOSTA DI NUOVO ESPERIMENTO


L.N.S.

Struttura

Mod. EN. 5(a cura del rappresentante nazionale)

Pag. 2

Cognome e Nome

Qualifica



Affer. al

Gruppo


Codice EsperimentoBig-Bang

Gruppo

L.N.S.

3


Struttura


RICERCATORI

Cognome e Nome

Qualifica



TECNOLOGI N N

9,0



Cognome e Nome

Qualifica



Assoc.tecnica

TECNICI N




Alba Rosa I Ric 2032

Del Zoppo Antonio I Ric 3033

Figuera Pier Paolo Ric 5034

Lattuada Marcello 203P.A.5

Musumarra Agatino 303R.U.6

Pellegriti Maria Grazia 303B.P.D.7

Romano Stefano 303AsRic8

Spitaleri Claudio 303P.S.9

Per

cent

uale

Per

cent

uale

Per

cent

uale




Gruppo

L.N.S.

3


Struttura





Denominazione



SI

Titolo della Tesi

mesi-uomo


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in

SI


Tesi di: in


SI


Tesi di: in


Gruppo

L.N.S.

3


Struttura

Cognome e Nome



SI

Keywords Altro

Ass.INFN

in

Relatore


Titolo della tesi:


SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

SI

Keywords Altro

in

Titolo della tesi:

KEYWORDS

fasci radioattivi secondari

astrofisica nucleare

fasci radioattivi secondari

astrofisica nucleare




Gruppo

L.N.S.

3


Struttura

acquisto rivelatori




commessasviluppo





relativa ricaduta:


campo: elettrico-elettronico






PAESE

USA


in ambito:

Sviluppo nel campo


relativa ricaduta:


Sviluppo nel campo


relativa ricaduta:


%






Gruppo

L.N.S.

3


Struttura





Resp. Naz.:

Tipo di Conferenza



Gruppo

L.N.S.

3


Struttura


MILESTONES 2001 (concordate con i referee)Descrizione



Data completamento


30/07/2002 completamento linea di fascio e test di produzione con la nuova linea

31/10/2002 test del rivelatore per neutroni con il fascio

Descrizione


%%%%%%%%

Resp. Naz.:

%%

Codice Esperimento

Big-Bang

Gruppo

L.N.S.

3


Struttura

Cognome e Nome

REFEREES DEL PROGETTOArgomento

Cognome e Nome


Funzioni svolte


60



Struttura


60 Percentuale budget INFN su budget totale

%%%

Resp.Naz.:





comitato scientifico dei LNS

Esperimento Big Bang (Nuovo esperimento, durata 1 anno-2002, sede LNS)

Relazione sulla attivita’ prevista.

1) Introduzione Proponiamo di effettuare uno studio riguardante lo sviluppo di un fascio radioattivo secondario di 8Li (T½ ≈ 0.8 s), in vista di una possibile applicazione per lo studio della reazione di interesse astrofisico 8Li(α,n)11B, rivelando i neutroni emessi. Il suddetto fascio secondario puo’ essere ottenuto tramite la reazione 7Li(d,p)8Li indotta da un fascio tandem di 7Li. Durante alcuni test preliminari, approvati nel Settembre 2000 dal comitato scientifico dei LNS, ed effettuati nel Dicembre 2000, si sono ottenute intensita’ dell’ordine di 1÷3 103 8Li/s. Alla luce di tali risultati incoraggianti, il comitato scientifico nel Giugno 2001 ha approvato ulteriori test da effettuare utilizzando una nuova linea di fascio, che si sta attualmente assemblando, e che dovrebbe consentire di aumentare l’intensita’ del fascio ottenuto. Riportiamo nel seguito una descrizione piu’ dettagliata delle motivazioni scientifiche, dei risultati preliminari e della attivita’ di lavoro prevista. 2) Motivazioni per lo studio della reazione 8Li(α,n)11B. La 8Li(α,n)11B e’ una reazione chiave nel modello del Big Bang Inomogeneo. Infatti, la produzione di 11B consente di iniziare, tramite catture neutroniche nella regione n-rich, la sintesi di elementi con A≥12 che, nella nucleosintesi primordiale, non possono essere prodotti altrettanto ‘abbondantemente’ nello scenario del modello del Big Bang Standard. La sezione d’urto per la 8Li(α,n)11B e’ stata misurata per la prima volta utilizzando la reazione inversa 11B(n, α)8Li [1] e si sono ottenuti dei valori abbastanza alti anche nella regione del picco di Gamow E0≈0.3 ÷ 0.8 MeV (Figura 1). Tuttavia, tramite la reazione inversa e’ possibile solo estrarre informazioni per la reazione 8Li(α,n)11B allo stato fondamentale del 11B, mentre la 8Li(α,n)11B (Q = +6.63 MeV) puo’ popolare vari stati del 11B. Pertanto la reazione inversa consente di ottenere solo un limite inferiore del valore della sezione d’urto. La misura diretta della 8Li(α,n)11B richiede l’uso di un fascio radioattivo di 8Li ed alcune misure dirette sono gia’ state effettuate [2,3,4]. Le misure in [2,3] sembrano suggerire che le sezioni d’urto ottenute tramite la reazione inversa debbano essere aumentate circa di un fattore 5. Ulteriori dati molto recenti [4] sono stati ottenuti ad Ecm>1.5 MeV con errori dell’ordine del 50% o maggiori. Tali dati (Figura 1) sono in disaccordo con [2,3] mostrando dei valori della sezione d’urto mediamente parecchio piu’ bassi (circa un fattore 2 o piu’.). Dal punto di vista sperimentale esiste quindi una grande incertezza sulla funzione di eccitazione per la reazione in esame. Pertanto ulteriori misure dirette, effettuate utilizzando fasci piu’ intensi di 8Li e/o differenti tecniche sperimentali sono necessarie per una migliore comprensione della problematica.

3)Descrizione della tecnica sperimentale La tecnica sperimentale che si intende utilizzare e’ schematizzata in figura 2 ed e’ basata sull’utilizzo della nuova linea di fascio “tandem by pass” realizzata presso i LNS per consentire di utilizzare in parallelo fasci prodotti dal Tandem e dal Ciclotrone Superconduttore che e’ oramai dotato di una propria iniezione assiale. In sintesi un primo dipolo posto dopo il magnete a 900 del Tandem invia il fascio verso un nuovo magnete di switching che consente di deviarlo su differenti linee una delle quali sara’ utilizzata per il presente esperimento. I nuclei radioattivi di 8Li sono prodotti tramite la reazione 7Li(d,p)8Li in un bersaglio gassoso o solido (CD2) posto prima del nuovo magnete di switching. Essi sono quindi focalizzati tramite dei quadrupoli e sono separati dal fascio primario di 7Li nel magnete di switching. Il 8Li e’ quindi rifocalizzato tramite un secondo gruppo di quadrupoli ed inviato attraverso il monitor di corrente per il 8Li. Il monitor per misurare la corrente del 8Li secondario e’ un apparato in cui un disco di Ta mosso da un motore e’ ciclicamente posto dinnanzi al fascio (tempo di permanenza 1.2 s) e quindi mosso (0.15 s) di fronte un rivelatore al Silicio (tempo di permanenza 1.2 s). Tale rivelatore osserva le alfa beta ritardate legate al decadimento del 8Li che coprono un range di energie Eα ≈ 0.5÷5 MeV. La efficienza di rivelazione di tale monitor (rapporto fra 8Li/s misurati ed 8Li/s incidenti) e’ stata calcolata tramite una simulazione Montecarlo tendendo conto della geometria e dei tempi di rotazione e permanenza. Per fermare i 8Li incidenti (E8Li)≈9 MeV sulla superficie del tantalio, in modo da osservare lo spettro alfa completo, un degrader in alluminio di spessore opportuno e’ stato posto sull’asse del fascio prima del disco rotante. Tale sistema, e’ gia’ stato installato ai LNS ed utilizzato nei test preliminari (vedi sezione 4) dimostrandosi affidabile. In figura 3, a titolo di esempio, riportiamo uno spettro alfa misurato nei test effettuati ai LNS. Parallelamente ai test di produzione del 8Li proposti (vedi sezione 5) lavoreremo al progetto della misura 8Li(α,n)11B da effettuare se si otterranno fasci secondari dalle caratteristiche adeguate. Una possibile tecnica sperimentale utilizzabile, sulla quale intendiamo effettuare uno studio piu’ approfondito, e’ quella schematizzata in figura 2. Qui un rivelatore di neutroni a grande angolo solido misura i neutroni emessi nella reazione che avviene all’interno di un bersaglio gassoso di 4He con finestre. Un rivelatore di tale tipo, messo a disposizione dai collaboratori di ‘Caltech’, e’ stato recentemente assemblato ai LNS. Esso e’ costituito da 12 tubi proporzionali ad 3He immersi in un moderatore di polietilene. Tale moderatore ha la forma di un cubo (40 cm di lato) con un foro di diametro circa 10 cm al centro per il passaggio della linea di fascio. Attorno al cubo di polietilene e’ posto uno strato di Cd che a sua volta e’ circondato da un altro strato di moderatore. Questo schermo passivo assorbe neutroni provenienti dall’esterno riducendo il fondo. Esperienza legata al precedente uso del rivelatore presso il Caltech ha mostrato efficienze dell’ordine del 20% e rate di fondo tipici dell’ordine di circa 200 conteggi/h utilizzando pannelli di scintillatori

plastici attorno al rivelatore in anticoincindenza con i tubi. Tali pannelli saranno anche messi a disposizione dai collaboratori di ‘Calthec’ e Bochum. Come esempio qualitativo, assumendo una efficienza del 20%, una corrente di 104 8Li/s, una sezione d’urto di circa 200 mb, un bersaglio gassoso di 4He lungo 10 cm e a pressione P=100 mbar, ed un fondo di 200 n/h, si avrebbe (tenendo conto dell’errore nella sottrazione del fondo) un errore statistico attorno al 10% in 2 giorni di misura. 4) Risultati dei test preliminari In attesa della costruzione della linea di “tandem by pass“, test preliminari sono stati effettuati nel Dicembre 2000 utilizzando le linee di fascio preesistenti. In tali test il 8Li e’ stato prodotto in un bersaglio posto prima del magnete di switching, focalizzato tramite un doppietto di quadrupoli, separato nel dipolo di switching, inviato sulla linea 700 e rifocalizzato sul monitor di corrente. L’ottica magnetica adoperata in tali test preliminari ha delle caratteristiche peggiori di quella basata sul “tandem by pass”, presentando (in base ai calcoli) una accettanza in angolo solido delle particelle prodotte circa un fattore 4 inferiore. La maggior parte dei test sono stati effettuati utilizzando bersagli primari solidi di CD2 di differenti spessori (150 ÷ 1000 µg/cm2), una energia incidente del 8Li di 10.5 MeV e selezionando la soluzione cinematica in avanti nel C.M. per il 8Li prodotto. Sono state inizialmente effettuate delle prove per massimizzare la corrente del 7Li primario utilizzando corto circuiti su differenti sezioni dell’acceleratore tandem. La corrente massima ottenuta in modo stabile e’ stata di circa 100 nA particella utilizzando uno stripper gassoso e selezionando lo stato di carica 1+. Si e’ verificato che fogli di CD2 possono sostenere per parecchie ore le suddette correnti se ricoperti da un sottile strato di carbonio su ambo i lati (circa 30µg/cm2), mentre senza l’utilizzo di tale accorgimento essi presentano una vita di una decina di minuti. L’andamento della corrente di 8Li misurata (bersaglio primario CD2 150 µg/cm2) in funzione del campo nel magnete di switching e’ mostrato figura 4. Sono stati osservati due gruppi legati alla produzione del 8Li al ground state o al primo eccitato. L’utilizzo di bersagli piu’ spessi causa un aumento dell’allargamento in momento, dovuto in gran parte alla disuniformita’ dei bersagli. Pertanto, poiche’ a causa dell’ allargamento in momento solo una parte del 8Li prodotto in avanti viene raccolto, non c’e’ un ovvio vantaggio nell’usare una targhetta spessa ed i migliori risultati sono stati ottenuti con bersagli attorno a 150 µg/cm2. Tenendo conto della efficienza del monitor di 8Li, nei test con bersaglio di CD2 si sono ottenute delle correnti dell’ordine di 1100 8Li/s. Dopo questi test effettuati con un bersaglio di CD2, abbiamo dedicato il fascio ancora disponibile (circa 1 giorno) per effettuare qualche prova preliminare con un bersaglio primario gassoso di deuterio. Si e’ inizialmente utilizzato un bersaglio gassoso lungo 10 cm con finestre in Al da 1.6 mg/cm2 ad una pressione di circa 150 mbar. Selezionando la soluzione cinematica in avanti nel C.M. per il 8Li prodotto si e’ ottenuta una corrente di circa 3000 8Li/s. Tuttavia a causa della presenza delle finestre spesse era anche presente una forte contaminazione di 7Li, gia’ prevista dai calcoli preliminari. Una ultima prova per cercare di eliminare questo problema e’ stata effettuata utilizzando finestre di Al da circa da

1.0 mg/cm2 e selezionando la soluzione cinematica indietro nel C.M. per il 8Li. La energia del fascio primario e’ stata aumentata in modo da avere, per la soluzione cinematica indietro nel C.M., la stessa energia E8Li≈9 MeV ottenuta nei test precedenti. In tal modo 7Li primario e 8Li secondario hanno energie molto differenti (E8Li≈9 MeV, E7Li≈20 MeV) minimizzando il problema di eventuali contaminazioni di 7Li. Con una corrente di 7Li incidente di soli 40 nA particella (la sorgente era ormai esaurita) si e’ misurata una corrente di circa 600 8Li /s che equivarrebbe a circa 1500 8Li/s “rinormalizzando” ad una corrente primaria di 100 nA particella. 5)Attivita’ prevista per il 2002 Nei test sopra discussi, effettuati ai LNS, si sono quindi ottenute correnti simili (1÷3 103 8Li/s) a quelle utilizzate in altri laboratori [e.g. 4]. Al fine di studiare la fattibilita’ presso i LNS della 8Li(α,n)11B e’ innanzitutto necessario caratterizzare bene il fascio ottenibile. Come primo passo della attivita’ per il miglioramento di risultati preliminari, sara’ necessario ultimare l’assemblaggio sul “tandem by pass“ di tutto il sistema costituito da bersaglio primario, secondario, e monitor di 8Li. Tali parti sono gia’ esistenti e sono state utilizzate nei test preliminari. Quindi, bisognera’ caratterizzare (ed ottimizzare) il fascio secondario non solo in termini di corrente massima ottenibile in modo stabile, ma anche in termini di impurita’ e risoluzione energetica. Per poter identificare a bassa soglia i componenti del fascio vorremmo (diminuendo la corrente primaria) misurare a zero gradi energia e tempo di volo delle particelle incidenti. Richiediamo quindi finanziamenti per l’acquisto di 2 Micro Channel Plate, un rivelatore al Silicio, ed una crociera (con relative flange) da montare sulla linea per alloggiare uno dei due rivelatori. Richiediamo inoltre l’acquisto di un secondo Silicio per il monitor di 8Li. La sostituzione del Si del monitor sarebbe opportuna poiche’ il diametro atteso del fascio secondario (φ≥2 cm) e’ maggiore del diametro del rivelatore attualmente presente. Tutta la elettronica necessaria e’ gia’ disponibile ai LNS. Al fine di trovare la migliore soluzione intendiamo effettuare la suddetta caratterizzazione sia utilizzando bersagli di CD2 che bersagli di deuterio gassoso. In particolare, sara’ necessario uno studio sistematico con i bersagli gassosi per trovare il miglior compromesso fra tipo di finestre e pressione di esercizio, e per verificarne la stabilita’ sotto l’azione di una elevata corrente primaria. Per la realizzazione dei bersagli gassosi richiediamo dei fondi per acquistare dei fogli metallici sottili (e.g. Havar, Ni, Al) da usare come finestre e per acquistare il gas. Le caratteristiche di un apparato sperimentale adeguato per effettuare lo studio della 8Li(α,n)11B, dipenderanno dalle correnti massime che si riusciranno ad osservare nei test di produzione e non possono essere determinate a priori. Tuttavia, parallelamente ai suddetti test, intendiamo effettuare delle prove sotto fascio con il rivelatore per neutroni messo a disposizione dai collaboratori stranieri. In particolare, vogliamo verificare quale e’ il fondo misurato dal rivelatore in presenza del fascio inviato sul bersaglio gassoso di 4He vuoto. Tale fondo potra’ essere legato non solo ai cosmici ed al fondo intrinseco dei tubi, ma anche a neutroni prodotti da interazioni lungo la linea (per es dal fascio di 7Li sul target primario o

dallo stesso 8Li o impurita’ di fascio sulle finestre (la cui scelta andra’ ottimizzata) del bersaglio gassoso di 4He). Dalla analisi dei risultati raccolti riteniamo sara’ possibile stabilire se, ed in che modo, la 8Li(α,n)11B, potra’ concretamente essere studiata ai LNS. 5)Referenze [1] T.Paradellis et al. : Z. Phys. A337, (1990), 211 [2] R.N.Boyd et al. : Phys. Rev. Lett. 68, (1992) 1283 [3] X. Gu et al.: Phys. Lett. B343, (1995) 31 [4] Y. Mizoi et al. Phys. Rev. C62 (2000), 065801 6)Ricercatori proponenti INFN-LNS Altri Enti di ricerca C. Agodi 20% D.Rogalla Ruhr Universitaet Bochum R. Alba 20% C. Rolfs “ A. Del Zoppo 30% F. Schuemann “ P. Figuera (Resp.Naz.)50% F. Strieder “ M. Lattuada 20% R.W.Kavanagh California Inst. of Technology. A. Musumarra 30% M.Aliotta Universita’ di Edimburgo C. Spitaleri 30% S. Romano 30% M.G. Pellegriti 30% Totale 2.6 ricercatori equivalenti.

Figura 1: Dati sperimentali sulla 8Li(alfa,n)11B. Punti ref. [1]; cerchi pieni ref. [4]; asterischi ref. [2,3]

Figura 2: Schema della tecnica sperimentale usata. I quadrupoli posti sulle linee non sono mostrati.

Figura 4: Corrente di 8Li in unita’ arbitrarie (asse y) in funzione di differenti valori di campo nel magnete di switching in unita’ arbitrarie (asse x)

Figura 3: Spettro delle alfa beta ritardate (in canali) rivelate dal monitor di corrente per il 8Li. Il picco del fondo tagliato dalla soglia e’ visibile a sinistra. Lo spettro si estende fino a circa 5 MeV ed ha il suo massimo attorno ad Eα ≈ 1.2 MeV.

COMPOSIZIONE DEI GRUPPI DI RICERCA: A) - RICERCATORILNS Musumarra Agatino Incar. di Ric. Codice...

Documents

Transcript of COMPOSIZIONE DEI GRUPPI DI RICERCA: A) - RICERCATORILNS Musumarra Agatino Incar. di Ric. Codice...