PROGETTAZIONE MECCANICA INFN-BOing. M. GUERZONIS. FINELLIC. GUANDALINIR. MICHINELLIS. SERRAcoll. est.:ing. C.CRESCENTINIing. G.LAURENTI

ATTIVITÀ 2011-2012

CUOREFAZIASPESNESSIE

CUORE Cryogenic Underground Observatory for Rare EventsCryogenic Underground Observatory for Rare Events

Cuore consiste in un array di 19 torri  contenenti 760 cristalli di  TeO2  con termistori di Ge per una massa di 741kg.La refrigerazione è ottenuta con refrigetarori a diluizione senza bagno di elio (STUDIO DEL DOPPIO DECADIMENTO BETA SENZA NEUTRINI).

CARATTERISTICHE DEL CRIOSTATO:

VESSELS IN RAME PESI VARIABILI DA 265 .5 KG A 4870KG

DIMAETRI COMPRESI FRA 1020 mm E 1742mm

TEMPERATURE DECRESCENTI FRA 300K E 10MK

In questo anno abbiamo sviluppato i calcoli FEM sugli anelli di sollevamento al fine di ottimizzare il peso degli stessi e ridurre le def.

Inoltre abbiamo redatto in versione definitiva la documentazione necessaria per l’approvazione dell’ente di certificazione (ISPSEL)del sistema di lifting(manuali,fascicoli, calcoli, allegati vari).

FAZIA è un sistema di schermi costituiti da un insieme di supporti a calotta sferica di rivelatori al silicio e Cs I (ioduro di cesio).

Al momento siamo in una fase di assemblaggio del prototipo del primo blocco (4 moduli).L’industria e le officine meccaniche INFN stanno completando la fornitura delle parti meccaniche di Fazia fase2.Si sono già definite le procedure di assemblaggio.Per novembre 2012 sarà pronto per un test sul fascio del primo modulo

Detector per particelle cariche operante nel campo degli ioni pesanti indotti da collisioni alle energie di Fermi.

FAZIA ‐Four pi And Z identification ArrayFour pi And Z identification Array

LA MECCANICA DELLA FASE 2 DI FAZIA PREVEDE LA COSTRUZIONE DI UN DIMOSTRATORE Si-Si-CsI CHE UTILIZZA 192 ELEMENTI DI IODURO DI CESIO COSTITUITO DA 12 BLOCCHI CIASCUNO DEI QUALI SI COMPONE DI 16 CRISTALLI DI CESIO ORDINATI SECONDO 4 MODULI

OGNI BLOCCO E’ UNA UNITA’ INDIPENDENTE PROVVISTA DI UNA MECCANICA PROPRIA DI SUPPORTO, DI UN SISTEMA DI ELETTRONICA E DI UN CIRCUITO DI RAFFREDDAMENTO.

I NEI 4 MODULI DEL BLOCCO LE SUPERFICI DEI SENSORI ESTERNI SONO DISPOSTE SECONDOUNA SUPERFICE SFERICA AVENTE RAGGIO 1000 mm. SI STA STUDIANDO CONFIGURAZIONI A RAGGIO 800mm

Blocco generico

SPES Selective Production of Exotic SpeciesIl progetto SPES ha come primo obiettivo la realizzazione di unastruttura per la riaccelerazione di fasci di ioni instabili presso i Laboratori Nazionali di Legnaro (produzione di radionuclidi).Fa parte del progetto anche la produzione di fasci di neutroni per applicazioni in campo medico, dei materiali e astrofisico.

L’attività di Bologna in SPES si articola su tre linee di intervento:

-Movimentazione con sistemi automatici del target radioattivo.(responsabilitàdiretta)

-Progettazione di sistemi e componenti di supporto e movimentazione di parti della linee protoniche (70Mev-300micro A)e delle linee si fascio di ioni(60Kev)

Nel periodo giugno 2011-2012 abbiamo progettato e costruito in sezione il supporto del tripletto (magneti) della linea dei fasci radioattivi.Attualmente siamo in un fase di assembly-design della linea del fasci protonico.

Target: temp.2000C-1013 fissioni al secondo- Pot.8Kw-vuoto 10---¯4Pa-dischi materiale fissile di carburo di uranio e grafite.

NESSIE Neutrino Experiment with SpectrometerS In EuropeNeutrino Experiment with SpectrometerS In Europe

La sezione di Bologna si occuperà del progetto del magnete in aria e di altri aspetti ingegneristici delle bobine dei magneti in ferro.

E’ in previsione la costruzione di un prototipo di Nessie costituito da un magnete in aria e un magnete in ferro.

Dati magnete in aria:

FAR: numero 80bobine-corrente:4A/mm² lunghezza totale 1900 metri di estruso in alluminio 99,6%-peso13 tonnellate. Potenza 1.589MW

Magnete FAR: 1200tonnMagnete NEAR:600tonn

PROTOTIPO NESSIE

SR2S ALTRE INIZIATIVE.

Space Radiation Superconductive Shield

Obiettivo del progetto SR2S:

1) Sistema modulare, multi-coil design. Un design a più bobine rende la barriera più affidabile (in caso di guasto di unobobina, gli astronauti non perderebbero completamente l'effetto schermante) e permetterebbe il lancio di piccoli elementi chepossono essere implementati/ assemblati nello spazio. La forma della bobina ( toroidale o cilindrica) e metodo di distribuzionedevono essere analizzati e confrontati in questo studio, al fine di ottimizzare le prestazioni del magnete e la meccanica dellastruttura ottimizzando il rapporto schermatura / peso.

2) L'utilizzo di temperatura intermedia (ITS) o alta temperatura (HTS) nei cavi superconduttori. Uno degliobiettivi di SRS2 sarebbe quello di migliorare le prestazioni attuali / campo di (ITS), di sfruttare il loro bassodensità e ad alto potenziale di corrente durante il funzionamento nella gamma di circa 20 K.

3) Cryogen sistemi liberi: ricircolo del fluido criogenico (gas, liquido) attraverso un circuito di raffreddamento con cryocoolednecessari a garantire il funzionamento a lungo termine nello spazio senza materiali di consumo.

4) Sistema di controllo termico e isolamento termico: lo sfruttamento del pozzo a bassa temperatura disponibili nello spazio attraverso un sistema accuratamente progettato, ibrido e basato su passivazione, isolamento termico, radiazioni e pedinamento, nonché una parte attiva per la rimozione del calore.(C) Utilizzo di metodi avanzati di simulazione fisica per definire i requisiti dello scudo, tenendo conto dei risultatile simulazioni e gli studi effettuati in acceleratori sugli effetti delle dosi di radiazione sui tessuti e materiali.

5) Utilizzo dello stato dell'arte dei programmi di Monte Carlo e gli strumenti per simulare la dose assorbita attraverso schermiall'irraggiamento con proprietà diverse, compreso il monitoraggio di particelle 3D in campo magnetico e le interazioni delle particelle con la struttura dei materiali.6) Utilizzazione fino ad oggi, concordati a livello internazionale, di criteri relativi alle dosi massime che un astronauta può essere esposto durante un viaggio nello spazio interplanetario.

7) Revisione, l'analisi e la selezione dei requisiti di dosi di radiazioni per i viaggi di esplorazione nello spazio profondo

8) Utilizzare le più datata Monte Carlo e strumenti di analisi per calcolare l'efficacia scudo di radiazione

9) I cavi di progettazione adeguati per le applicazioni di schermatura attiva, basata sul suo e materiali HTS

10) Studiare e confrontare le configurazioni bobine adatte per il montaggio nello spazio, sulla base della sua più avanzata tecnologia ad HT di superconduttori.

11) Migliorare la densità di corrente e proprietà magnetiche dei cavi superconduttori.