Paolo Bagnaia - 10 January 2006 1 • invecchiamento. • elettronica di read-out; • shielding (MDT, RPC, …); • HLT + DAQ; _________________________ NB : non include RPC + trigger (DUE argomenti separati). Roadmap – ATLAS MDT P.Bagnaia – 10/01/2006 non riguardano solo gli MDT ma non ce ne dimentichiamo
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Paolo Bagnaia - 10 January 2006 1 invecchiamento. elettronica di read-out; shielding (MDT, RPC, …); HLT + DAQ; _________________________ NB :non include.
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Paolo Bagnaia - 10 January 2006 1
• invecchiamento.
• elettronica di read-out;
• shielding (MDT, RPC, …);
• HLT + DAQ;_________________________
NB : non include RPC + trigger (DUE argomenti separati).
Roadmap – ATLAS MDT
P.Bagnaia – 10/01/2006
non riguardano solo gli MDT,
ma non ce ne dimentichiamo !!!
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invecchiamento degli MDT
• poche novità rispetto al passato : nuovo calcolo della frequenza
di conteggi vs r, (); risultati simili al passato, ma
incertezza × 5;• sviluppi futuri :
dati “veri” di LHC punto fermo di normalizzazione;
se livello basso (~ 1/2 stima) !!!
se livello alto (2×stima) test di irraggiamento a GIF.
20 m
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New calculations by Radiation Task Force
R.Richter
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invecchiamento degli MDT : conclusioni
• prima dell’inizio di LHC, è impossibile avere uno studio esauriente sul funzionamento degli MDT a SLHC;
• la probabilità di invecchiamento “pericoloso” riguarda solo un piccolo numero di camere in alcune zone (e.g. piccolo r e medio );
• in conclusione, siamo quasi tranquilli … (?!);• al momento, la quantificazione dei costi per questo item è
dettata dal rischio : se livello basso 0 €; se livello alto (test di irraggiamento a GIF)
200 K€ × 3÷4 anni (trasferte, equip. testbeam, …); se occorre rimpiazzare camere ???
nella tabella finale dei costi, la situazione intermedia .
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nuova elettronica di lettura
Motivazioni concettualmente differenti :• cambiamento del BC frequenza maggiore di lettura;• aumento del numero di hit maggiore BW;• maggiore fondo peggiore risoluzione
Vasto programma di studio, in parte già avviato :• modifica del “tempo morto” di lettura;• aumento dell’elettronica (e.g. CSM × 4);• filtri on-line sui dati (lvl 1 + 2);• nuova elettronica (ASD+TDC+CSM);• nuova linea di lettura dati (ROB+ROD).
vedi pag. seguente
esploriamo questa possibilità
TDAQ, vedi oltre
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Spatial resolution at high BG rates
spatial resol. degrading, but in a predictable wayR.Richter
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nuova elettronica di lettura : costi
Costi globali dipendono da :• quantità di camere da modificare (solo high rate ? tutte ?);• strategia prescelta;• lavoro di montaggio (on site !!! le camere non sono smontabili !!!)
Quantifichiamo la cifra globale in 1.5 M€ (tutto ATLAS).
[A typical] strategy for ASD-TDC-CSM (costs for full ATLAS) :• new ASD pre-amps which allow for pair mode operation factor 2• new TDC-CSM interface with 2 or more transmission line
• needs new TDC with multiplexer output• needs modification of CSM
• work could start now, exploiting new pre-amp technology• need chip designer for ASD (analog) and TDC (digital)• time scale 3 years;• cost: ~ 250 kCHF prototyping; 250 kCHF production.
R.Richter
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Shielding upgrade
• [soggetto comune a MDT, RPC, calos, …];
• studi in corso talk di Hedberg al w.s. del 25/11;
• idee principali :
1) beam pipe in berillio e raggio 60cm bkg / 3.;
2) schermi in ottone nel toroide;
3) materiale tungsteno;
4) nuovi schermi in avanti.• costo (tutto ATLAS) dipende da scelte :
4 M€ per (1) + (4) Italia ~0.7 M€; ++ se (3).
• studi in corso.JD : disk shielding;
JF : forward shielding.
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HLT + DAQ
• [stime per tutto ATLAS]• politica attuale (v. TDRs) è
rimpiazzare alcune componenti (e.g. computer farms) ogni 3 anni
semplifica i problemi (è ovvio);
• alcune componenti (e.g. ROB) da rimpiazzare (sia motivi di rate di segnale, sia di frequenza);
• attuale stima del costo : 6÷7 M€ Italia ~ 1 M€.
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Riportiamo i costi globali (tutto ATLAS) :
NB : ATLAS stima in 200 MCHF (~130M€2005) il costo totale dell’upgrade per tutto il rivelatore.
Conclusioni sui costi
Invecchiamento MDT
1 M€ se noise alto, studi su testbeam (soprattutto ME)
elettronica “on board”
1.5 M€ prototipi + produzione, molto montaggio (ME ???)
Shielding 4 M€ tutto ATLAS, materiali
HLT + DAQ 7 M€ tutto ATLAS, ~indipendente da upgrade
Totale 13.5 M€ Italia : ~2M€
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Bibliografia
• meeting CERN 25/11/2005 : S. Stapnes (overview); V. Hedberg (shielding); R. Richter (MDT);
• “Cost estimate for an ATLAS upgrade for a high luminosity LHC (SLHC)”;
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backup
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Count rates from new calculation
<55
<40
<95
<135
<190
<250
<160
<74
<58
<46
Factor 5 bet-ween hottest and
coolest areasR.Richter
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flusso di fotoni nello spettrometro a muoni
posizione delle
camere
KHz/cm2
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posizione delle camere dello spettrometro a muoni
posizione delle
camere
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le camere MDT …
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le camere MDT …
measure :• tTDC (also the charge);• x from RPC;need :• to (i.e. tTDC @ r=0) ;• r/t relation
(i.e. math function t r).
±±
x
to
tMAX (~700 ns)
dN/dt = dN/dr × dr/dt =
= const. × vdrift
t
dN——
dt
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… e il fondo
•occupazione dominata da “gas di caverna” (neutroni e fotoni);
•flussi simulati;•efficienza e prestazioni
delle camere misurate con fasci di test, e.g. X5 + GIF;
•in principio, due tipi di problemi :
– prestazioni (efficienza, risoluzione);
– invecchiamento precoce delle camere.
conteggi (flusso × efficienza) a 1034
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la risoluzione
risoluzione per singolo tubo, misurata con bkg in X5 :
peggioramento (×2) per fluttuazioni carica spaziale.
max (end-cap) @ 1035
<> @ 1035
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i test di invecchiamento a GIF
depositi di O, Si, dovuti a filtri sporchi
test di invecchiamento :
10 anni-ATLAS (×5 safety factor) : ok, ma molte precauzioni.