Presentazione in Sezione INFN
Genova 4-5 luglio 2016
ProModD2 (Prototipo e Modello corto del dipolo D2 di HL-LHC)
Da MAGIX a ProMOD2
P.Fabbricatore e S.Farinon
Esiste attualmente un accordo di collaborazione tra CERN e INFN
per “R&D Activities Relating to High-Luminosity LHC (HL-LHC)
Superconducting Magnets”. Contestualmente esiste un’attività di
CSN5 MAGIX , entro la quale si esplica l’accordo.
L’accordo copre sia attività di Milano LASA sullo sviluppo dei
correttori delle regioni di interazione di HL, sia lo sviluppo del
dipolo D2 effettuato esclusivamente dalla sezione di Genova
Un nuovo accoro tra CERN e INFN è in fase di definizione. Per D2
l’accordo copre la costruzione di un modello corto ed un prototipo
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ProModD2 (Prototipo e Modello corto del dipolo D2 di HL-LHC)
Dove si trova D2 nelle IR di ATLAS e CMS
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ProModD2 (Prototipo e Modello corto del dipolo D2 di HL-LHC)
Caratteristiche principali
Characteristic
Aperture
Number of apertures
Distance between apertures (cold/warm)
Cold mass outer diameter (min/max)
Magnetic length
Bore field
Peak field
Current
Temperature
Load line margin
Unit
mm
mm
mm
m
T
T
kA
K
(%)
Value
105
2
188.00/ 188.45
544/614
7.78
4.5
5.2
12.050
1.9
35
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ProModD2 (Prototipo e Modello corto del dipolo D2 di HL-LHC)
Perchè D2 è un magnete difficile
Nelle due aperture di D2 il campo ha lo stessa polarità (up o down). Questa
particolarità comporta che il campo magnetico tra le due aperture si sommi
saturando il ferro presente tra le aperture (il ferro è presente tra le aperture
degli attuali dipoli D2 che generano però un campo magnetico più basso e
non provovcano effetti di saturazione). L’effetto è la generazione di alti e
inaccettabili valori di alcuni multipoli (in particolare quadrupolo b2 e
sestupolo b3).
70
20
600
-20
50
-40
40
-60
-80
30
-100
20
-120
10
-140
-160
0
b2 105
Multipole (units)
b2 95
b3 105
b3 95
00
1
2
Field
Field (T)
(T)
33
44
Analisi effettute al CERN alcuni anni fa
55
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ProModD2 (Prototipo e Modello corto del dipolo D2 di HL-LHC)
Una soluzione al problema trovata da INFN Genova
E’ stata necessaria una lunga attività di progettazione
presso la Sezione di Genova per minimizzare gli effetti di
cross-talk magnetico tra le due aperture. Sono state
trovate soluzioni innovative sia in relazione al lay-out
magnetico (con bobine asimmetriche, ferro circa ellittico
ed eliminazione del ferro tra le aperture) che meccanico
e si è arrivati ad avere una prima definizione della massa
fredda.
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ProModD2 (Prototipo e Modello corto del dipolo D2 di HL-LHC)
Sezione 2D del progetto sviluppato
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ProModD2 (Prototipo e Modello corto del dipolo D2 di HL-LHC)
Multipolo in funzione del campo magnetico
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ProModD2 (Prototipo e Modello corto del dipolo D2 di HL-LHC)
Nuovo concetto: Bobine collarate tenute insieme da un anello
di alluminio
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ProModD2 (Prototipo e Modello corto del dipolo D2 di HL-LHC)
Per verificare la procedura di
assemblaggio delle bobine
collarate negli anelli di
alluminio, l’Officina
Meccanica sta costruendo
un mock-up
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ProModD2 (Prototipo e Modello corto del dipolo D2 di HL-LHC)
Progetto sviluppato per il
modello corto
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ProModD2 (Prototipo e Modello corto del dipolo D2 di HL-LHC)
Nuovo accordo CERN-INFN
E’ in fase di definizione un nuovo accordo tra CERN e INFN per
continuare e finalizzare le attività di sviluppo del D2 con la
costruzione di un modello corto e di un prototipo full scale. Il
nuovo accordo si compone di un “FRAMEWORK COLLABORATION
AGREEMENT”, che definisce il quadro generale e di due addenda di
cui uno è relativo al dipolo D2 e recita “Collaboration in design and
prototyping of the superconducting D2 magnets prior to series
construction in the framework of the High Luminosity upgrade for
the LHC at CERN”.
Questo accordo su D2 prevede espressamente la costruzione di un
modello corto e di un prototipo in un arco di tempo che va da
Luglio 2016 a max Dicembre 2019.
Milestones:
Deliverables:
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ProModD2 (Prototipo e Modello corto del dipolo D2 di HL-LHC)
Milestones e Deliverables
M1.1
Collaring of first aperture of the short model
M1.2
M1.3
Engineering Design with construction plan of the December
prototype completed
2017
Test of short model at CERN
March 2018
M1.4
Collaring of first aperture of the prototype
D1.1
The contract for the construction of the short September
model awarded
2016
Short model delivered to CERN
December
2017
The contract for the prototype construction April 2018
awarded
Prototype delivered to CERN
October 2019
D1.2
D1.3
D1.4
May 2017
January 2019
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ProModD2 (Prototipo e Modello corto del dipolo D2 di HL-LHC)
Cosa deve fare INFN Genova
1) Elaborazione delle specifiche tecniche di un modello corto, in accordo
con le specifiche tecnich edi HL-LHC e con il piano di garanzia della qualità
HL-LHC, e di tutti i documenti pertinenti e finalizzati a un'offerta aperta per
l'aggiudicazione di un contratto industriale. (già in corso)
2) Follow-up del contratto industriale per la costruzione del modello breve
in stretta collaborazione con il CERN. Il modello breve sarà consegnato
direttamente al CERN
3) Completamento della progettazione del prototipo in accordo con le
specifiche tecniche HL-LHC.
4) Organizzazione della gara per il contratto di costruzione industriale del
prototipo
5) Follow-up del contratto industriale per la costruzione del prototipo in
stretta collaborazione con il CERN e compatibilmente con piano QA di HLLHC. Il prototipo sarà consegnato direttamente al CERN per il test.
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ProModD2 (Prototipo e Modello corto del dipolo D2 di HL-LHC)
Nuovo esperimento ProModD2 in supporto alle attività
previste dall’accordo con il CERN
Il valore complessivo dell’accordo è di 5847 k€. Il CERN contribuisce con
1832 k€ (pagamento diretto all’INFN) e con la fornitura di vari materiali
per un valore di 774 k€; il contributo INFN ammonta a 3242 k€, compreso
il personale (circa 12 FTE in totale in parte personale strutturato ed in
parte contratti a TD) e le spese generali.
Tra le spese che deve affrontare l’INFN ci sono i consumi e le missioni del
personale impiegato. Complessivamente questa cifra è di 80 k€ di
missioni e 40 k€ di consumi, che saranno suddivise sui circa tre anni del
progetto. I circa 4.1 M€ per i contratti industriali dovrebbero essere
direttamente allocati alla Sezione dall’Amministarzione Centrale
Con ProModD2 si propone alla CSN5 di supportare le attività previste
dall’accordo con il CERN per la parte relativa a missioni e consumi (La
giunta è orientata a far seguire le attività da una commisioine scientifica)
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ProModD2 (Prototipo e Modello corto del dipolo D2 di HL-LHC)
Risorse umane per il 2017
P.Fabbricatore (Dir. Tecnologo)
S.Farinon
(I Tecnologo)
R. Cereseto (CTER Ivlivello)
Tecnologo tempo determinato
Servizio di progettazione meccanica
Servizio di Officina meccanica
50%
30%
50%
100%
2 m.u.
3 m.u.
L’officina verrà coinvolta per la costruzione di forme di
pressatura per la determinazione delle proprietà
meccaniche degli avvolgimenti
