Reviewing the TESLA-detector costs Massimo Caccia + Paolo Checchia, Marcello Piccolo Roma, 10/XI/2005.

Reviewing the TESLA-detector costs

Massimo Caccia + Paolo Checchia, Marcello PiccoloRoma, 10/XI/2005

A sketch of the detector, as of Spring 2001….

The Vertex Detector

• 5 layers (16, 25, 35, 50, 60 mm)• constant length ( 13 cm, 7o to 25o)• fixed modularity (18o sectors, 20 modules)

• total sensitive area ~ 0.37 m2

• 6” wafers (177 cm2)• useful area ~ 120 cm2 (30 large area dies)• 30% global yield

Effective area/wafer = 40 cm2

# wafers ~ 93

• production cost in AMIS 0.35 tech (~ AMS 0.35 OPTO):

75 kEUR (10 wafers) + 1.4 kEUR*80 wafers = 187 kEUR (might be short by a factor 2..)

[original TESLA detector costs: 500-600 kEUR] • mechanics: 1.2 MEUR• repeater electronics: 0.3 MEURVD ~ 1.5-2.0 MEUR

The Silicon Intermediate tracker & FWD disks

• SIT strips ~1.7 m2

• FTD strips ~ 2.0 m2

• FTD pixels ~ 0.56 m2

• cost of Silicon ~ 50 EUR/cm2 [!!!]

Strips ~ 2.0 MEUR [ATLAS] pixels ~ 2.2 MEUR [ATLAS]

• mechanics & auxiliaries ~ 0.5 MEUR

SIT + FTD ~ 4.7 MEUR

[cost of Si to be revised! Possibly Xchecked with ATLAS & CMS]

The Time Projection Chamber

Calorimetria

SiW

0.33 €/canale !!

~20 M€ con endcap

3 $/cm2

Soluzione ibrida: LCCAL

•45 strati

•25x25x0.3 cm3 Pb

•25x25x0.3 cm3 Scintill. 25, Celle 5x5 cm2

•3 piani

•a 2, 6, 12 X0

•252 0.9x0.9 cm2 Pad di Si

< 1/10 dei canali e del SI rispetto a SIW

Stima dei costi (M€) alla TDR:

1) ~shashlik (parte scint.) 20

2) W 8

3) Si 7

4) Elettronica F.E. Si (1€ /can) 2

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Tot 37

SiW:Non esiste nuova stima ufficiale dalla collaborazione CALICE

J. C. Brient: Fattore 2 piu’ bassa

Stime aggiornate

Numero di piani di Si (e quindi di canali) fattore 2 piu’ basso ~80 M€

E’ realistico ?

Il dubbio maggiore e’ sul costo effettivo per canale di tutta la catena di read-out. L’approssimazione piu’ vicina (in quanto a canali e nel tempo) e’ data dal Tracker di CMS che e’ costato (tutto incluso) circa 3 CHF (~2€)/canale. Non e’ del tutto evidente scalare il numero di canali di un fattore 10 (LCcal) o di un fattore >>50 (SIW) per cui assegnare una cifra dell’ordine di 1€/canale sembra una stima non certamente conservativa.

The Hadron Calorimeter

Tile & analog[ cost of photon detectors to be revised! PM and APD to be possibly replaced by SiPM]

RPC & digital

The cost of the field….

[to be Xchecked with the final cost of the CMS system]

The muon system

• RPC modules: 0.6 MEUR• electronics (discri, ADCs, TDCs: 0.5 MEUR• ancillaries: 0.9 MEUR

Muon ~ 2.0 MEUR

… and the cost of every byte

Assuming:• 109 channels• multiplexing ratio 102 (100 channels/output line)• 103 output line/readout unit

[my guess: # readout units overestimated; a lot of the

processing will eventually occurr “on chip”]