Progettazione meccanica di un componente di - INFN-LNF

STAGE INVERNALE 2008
DIVISIONE ACCELERATORI-SERVIZIO INGEGNERIA MECCANICA
PROGETTAZIONE MECCANICA
DELLE CAMERE DA VUOTO
AD ARCO DI
DAΦNE
STUDENTI
TUTOR
Emanuele Valentini
Enrico Pascale
Matteo Lucarelli
Riccardo Tintisona
Alessandro Zolla
Enrico Di Pasquale
SCOPO DELLO STAGE
 Apprendimento di un nuovo
software di progettazione
meccanica 3D “Autodesk
Inventor”
 Realizzazione del modello
solido delle camere da vuoto
(vacuum chamber) ad arco
dell’acceleratore di
particelle DAΦNE
DAΦNE
DAΦNE (Double Anular Φ Factory for Nice Experiments),
è un acceleratore di particelle che appartiene alla
famiglia dei collisori, ovvero di quelle macchine che
consentono di riutilizzare le particelle che non hanno
interagito con il bersaglio.
DAΦNE è il capostipite di questa nuova generazione di
acceleratori dedicato alla produzione di particelle Φ
mediante l’urto di elettroni e positroni, che permetterà
di fare luce su molti punti critici dell’attuale
immagine del mondo sub-nucleare e delle forze che lo
dominano.
Gli elettroni e i positroni circolano, in versi opposti,
in due anelli distinti lunghi circa 100m che si
incrociano soltanto in due punti. Per evitare le
collisioni dei i fasci con i gas residui, negli anelli
viene mantenuto un vuoto particolarmente spinto.
ELEMENTI FONDAMENTALI
Gli elementi fondamentali che costituiscono un anello di accumulazione
sono:
Magneti
Camera da vuoto
Cavità radio frequenza
Sistemi di diagnostica
Sistema di raffreddamento
Pompe da vuoto
Sistema di controllo
Studio,
montaggio
upgrade
di DAΦNE
CAMERA DA VUOTO
Per evitare le collisioni dei i fasci con i gas residui, negli anelli viene
mantenuto un vuoto particolarmente spinto (meno di un millesimo di
miliardesimo di atmosfere).
Per far questo i fasci corrono all’interno di elementi chiamati camere da
vuoto, realizzate con una particolare lega di alluminio e lavorate con
specifiche tecniche molto esigenti (altissima precisione geometrica e
tecnologica).
Le camere seguono sia tratti rettilinei , che tratti curvi. Questi ultimi
sono costitutiti da CAMERE AD ARCO,le quali sono state oggetto
della nostra progettazione.
Nelle camere ad arco avviene il cambio di traiettoria del fascio di particelle
imposto dal campo magnetico generato dai dipoli curvanti.
Oltre questi troviamo sulle camere ad arco altri elementi, quali i sestupoli e
quadrupoli che hanno il compito di collimare alla giusta geometria il
fascio,ed i wigglers che restituiscono al fascio l’energia persa a causa della
variazione di traiettoria.
Questa energia dispersa è chiamata luce di sincrotrone ed è anche essa
oggetto di sperimentazione.
Queste camere sono un grosso risultato dell’ ingegneria perché sono costituiti
da 2 gusci realizzati da un unico pezzo di una particolare lega di alluminio.
Le camere hanno sezioni diverse in base alla posizione dei vari tipi di magneti
che intervengono lungo il loro sviluppo
STUDIO E REALIZZAZIONE DELLA SEZIONE INTERNA ED ESTERNA
DELLA CAMERA AD ARCO DI DAΦNE
Alla sinistra si evidenzia la
sezione della camera ad arco da
vuoto di daΦne realizzata in
tridimensionale.
Alla destra possiamo vedere
dopo la realizzazione in officina
meccanica specializzata con
macchine a controllo numerico,
la fase di collaudo del vuoto e
degli elementi di diagnostica.
Alla sinistra la fase di
progettazione tridimensionale che
ci permette di simulare in modo
reale ciò che verrà poi
effettivamente realizzato.
Nella foto destra si può notare la similitudine tra la
fase di progettazione e la fase di installazione.
Gli studenti che hanno partecipato allo Stage,
Emanuele Valentini & Enrico Pascale ,
Matteo Lucarelli & Riccardo Tintisona
ringraziano:
l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare di Frascati
i tutors Alessandro Zolla & Enrico Di Pasquale,
l’ITIS “G. Galilei” di Roma,
il Professore Ingegnere Guido Montefusco.