Разработка конструкции и создание модульного ядерного абсорбера адронного тайл-калориметра установки АТЛАС тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

13-2009-31

На правах рукописи УДК 539.1.07

топилин

Николай Дмитриевич

РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ И СОЗДАНИЕ МОДУЛЬНОГО ЯДЕРНОГО АБСОРБЕРА АДРОННОГО ТАЙЛ-КАЛОРИМЕТРА УСТАНОВКИ АТЛАС

Специальность: 01.04.01 — приборы и методы экспериментальной физики

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Дубна 2009

003464423

Работа выполнена в Лаборатории ядерных проблем им. В.П.Джелепова Объединенного института ядерных исследований.

Научные руководители:

академик РАН, доктор физико-математических наук,

профессор

доктор физико-математических наук, профессор

Алексей Норайрович Сисакян

Юлиан Арамович Будагов

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Леонид Владимирович Кравчук, ИЯИ РАН, Москва, доктор технических наук Анатолий Иванович Филиппов, ОИЯИ, Дубна.

Ведущее научно-исследовательское учреждение: НИИЯФ МГУ, Москва

Защита состоится « » апреля 2009 г. в часов на заседании диссертационного совета Д720.001.02 в Объединенном институте ядерных исследований, г. Дубна Московской области.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Лаборатории физики высоких энергий Объединенного института ядерных исследований.

Автореферат разослан « » февраля 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета:

кандидат физико-математических наук Валентин Александрович Арефьев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В современной физике элементарных частиц первостепенное внимание отводится экспериментам нового поколения в ТэВ-ном диапазоне энергий. Коллаборация АТЛАС разработала многоцелевую программу исследований рр-взаимодействий при 14 ТэВ на Большом Адронном Коллайдере (LHC) в ЦЕРНе.

Как известно, принципиально важную часть экспериментальных установок при высоких энергиях неизменно составляют калориметры. В уникальном новом спектрометрическом комплексе АТЛАС предусмотрена система адронных и электромагнитных калориметров (рис.1). Проектные требования к адронному тайл-калориметру определены исследовательской программой на коллайдере, предусматривающей решение наиболее актуальных проблем современной теории элементарных частиц в опытах по физике тяжелых кварков, поиску бозонов Хиггса и в других опытах с целью обнаружения новых явлений за пределами Стандартной модели. С помощью калориметров измеряют величину энергии и определяют направление частиц и струй, рожденных в первичном акте взаимодействия. Эти данные необходимы для восстановления процесса столкновения, идентификации вторичных частиц и определения кинематических параметров продуктов взаимодействия.

Проектное разрешение

Ш.т DPI«.«. HKIrwrawrmit CskHinwIen ~ W Width: «m

адронного калориметра

а/E = 50%/л[е © 3% и его линейность ±2% определены энергетическим диапазоном струй, частиц и величиной «потерянной энергии», обычно ассоциируемой с нейтрино. Создание подобного кало-

Рис.1. Схематическое изображение риметра отвечает актуальным установки АТЛАС.

требованиям экспериментов на ЬНС, - крупнейшем адронном коллайдере нашего времени.

Диссертация отражает вклад автора в разработку и создание существенной части установки АТЛАС: модульного ядерного абсорбера адронного тайл-калориметра, ныне полностью подготовленного к работе в пучках ЬНС.

Адронный тайл-калориметр состоит из трех секций (баррелей) цилиндрической формы: центральной - длиной 5.6м и двух дополнительных длиной по 2.8м. Каждая секция состоит из 64 клиновидных модулей соответствующей длины. Модули состоят из несущей балки и установленных на ней субмодулей. Последние содержат слои длинных стальных пластин («мастеров») и коротких пластин («спейсеров»), разделяющих сцинтилляционные пластины. Все пластины расположены перпендикулярно оси пучков сталкивающихся протонов. Конструкция калориметра обеспечивает его высокую герметичность.

Цель работы:

• Разработка конструкции абсорбера адронного тайл-калориметра на основе определенной задачами физики принципиальной схемы.

• Разработка технологии контролируемого массового промышленного производства базовых элементов тайл-калориметра.

• Разработка и создание специальных производственных участков для контролируемой сборки основных структурных единиц тайл-калориметра - его субмодулей и модулей.

• Создание технологического обеспечения, методов метрологического контроля и сборка адронного калориметра установки АТЛАС в наземном и в экспериментальном подземном павильонах.

Научная новизна:

■ Для установки АТЛАС создан модульный абсорбер адронного тайл-калориметра, имеющий вид «замкнутой арки» в которой стальные и сцинтилляционные пластины расположены перпендикулярно к пучкам. Для

инженерно-технической реализации этой новой схемы разработаны производственные технологии, оснастка и методы метрологического контроля. ■ Тайл-калориметр по достигнутым параметрам удовлетворяет критериям, предъявляемым к установкам для опытов в пучках частиц с энергией взаимодействия 14 ТэВ. Это ставит весь калориметрический комплекс АТЛАС в число исследовательских устройств нового поколения, адекватных современным проблемам экспериментальной физики высоких энергий.

Практическая ценность:

^ Созданный абсорбер адронного тайл-калориметра составляет существенную часть калориметрического комплекса, который играет ключевую роль в получении важной новой информации принципиального научного значения в исследовательской программе установки АТЛАС на ЬНС. ^ Предложены и реализованы решения, представляющие существенный практический интерес при планировании новых экспериментов и сооружении адекватных крупномасштабных исследовательских установок. ^ Разрешение калориметра, измеренное при облучении модулей в пучках заряженных пионов при 10-350 ГэВ и полученное при анализе данных,

составляет а/Е = (52.7 ± 0.9)%/4Ё © (5.7 ± 0.2)%, что очень близко к техническому заданию.

Автор защищает:

• Результаты конструкторско-технологических разработок, изготовления и тестирования:

- субмодулей, модулей ядерного абсорбера адронного тайл-калориметра установки АТЛАС и их компонент с метрологически контролируемой точностью;

комплекса технологического, такелажного и транспортного оборудования для операций с модулями и субмодулями.

• Методики контролируемого сооружения калориметра на поверхности и в подземном экспериментальном зале с достижением жестких (08470 ±10, мм) допусков на диаметры баррелей, ставшим возможным благодаря совместному применению «принципа шиммирования» модулей, метрологического сопровождения, программно-предсказательного расчета эволюции формы баррелей в процессе их сборки и реализованного способа установки последнего модуля в баррель при недостаточной ширине конечного зазора.

Апробация работы и публикации. Основные результаты работы докладывались на научно-методических семинарах Лаборатории Ядерных Проблем им. В.П.Джелепова Объединенного Института Ядерных Исследований, регулярных международных рабочих совещаниях сотрудничества АТЛАС в ЦЕРНе, Международном Рабочем Совещании по Ускорителям (Октябрь, 2004, Женева, Швейцария); они опубликованы в виде статей в журналах «Письма в ЭЧАЯ», «ЭЧАЯ» и «Nuclear Instruments and Methods», a также в изданиях ОИЯИ и ЦЕРН.

Присуждена премия ОИЯИ (2003г.) за работу «Разработка и создание модулей адронного тайл-калориметра АТЛАС, новой методики лазерного контроля их сборки и исследование их характеристик с использованием новых методов».

В диссертации обобщены результаты работ, выполненных автором в 1994-2006 гг. в Объединенном институте ядерных исследований (Дубна) и в Европейском центре ядерных исследований (Женева).

Структура диссертации. Диссертация объемом 108 страниц состоит из введения, трех глав и заключения, в котором приводятся основные результаты. Содержит 2 таблицы, 63 рисунка и список цитируемой литературы из 25 ссылок.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении сформулированы цели работы, подчеркнуты се новизна, практическая ценность, важность и актуальность.

В первой главе описаны существенные этапы проектирования и изготовления основных структурных элементов субмодулей: стальных пластин ядерного абсорбера. В конструкции тайл-калориметра предусмотрены жёсткие требования по точностям производства компонент абсорбера и его полномасштабной сборки. Общее количество стальных пластин - ядерных поглотителей в калориметре - несколько сот тысяч с производственным допуском ±0.1 мм на длине 100-1600 мм и ширине 220-380 мм и =30мкм на толщине 4-5 мм. Допустимая неплоскостность боковой поверхности с размерами 1.9 х 5.6м2 модуля ограничена 0.6 мм. Названные точности высоки и поиск решений для их достижения представляет определенные трудности.

Реализация принципиальной конструктивной схемы тайл-калориметра' обеспечена адекватными технологиями промышленного производства компонентов, сборки субмодулсй, модулей и собственно калориметра. Разработаны и созданы соответствующие методы прецизионного метрологического контроля'41.

Учитывая сложность задачи, в 1994 г. в ОИЯИ была начата подготовка к изготовлению прототипа субмодуля, - т.н. «метрового субмодуля». Прототип -слоистая система, которая содержит 120 т.н. мастерных пластин* и более 500 спейсеров[5]** (рис.2) с допусками по толщине =0.05 мм и ±0.1мм пластин соот-

* Мастерные пластины - трапецеидальные пластины толщиной 5мм, определяющие размеры субмодуля в плане.

** Спейсерные пластины - короткие трапецеидальные пластины толщиной 4мм, устанавливаемые на мастерные пластины с зазором для вставки впоследствии сциптилляторов.

ветственно. Эти требования являются исключительными: они существенно превосходят величины (+0.3 + -0.4мм), регламентируемые ГОСТом 19903-74 для этих толщин. Точность изготовления всех пластин составляет ±0.1 мм при максимальном линейном размере 1821 мм для мастерных и 200-370 мм для спейсерных.

Высокоточная относительная ориентация пластин при сборке метрового субмодуля по первоначальному проекту обеспечивалась технологически слож-

Спемсерные пластины (18 шт. На 1 период)

д

/ СЗ^; Е^З ^^

?л 1 У/У/ЛГ

I II I / 1/1

^•Ьж' -4>р

II ТТП |Т

Мастерные пластины

У

/1ШГ

N

Рис. 2. Схема одного из 55 периодов метрового прототипа субмодуля.

но - неоправданно большим количеством отверстий, требующих прецизионного исполнения расположения по оси симметрии плиты с позиционным допуском ±50 мкм (рис. 2).

Проведенное нами техническое исследование процесса проката и анализ заводских методов и средств контроля толщины листа на Новолипецком Металлургическом Комбинате показало принципиальную техническую возможность прокатного комплекса НЛМК изготовить листы с минимальными только положительными отклонениями от номинала. В мае 1994 года пластины, изготовленные в ОИЯИ из липецкой стали, были отправлены в ЦЕРН для сборки дубненского прототипа метрового субмодуля. При этом нами были достигнуты проектные размеры по всем контролируемым геометрическим (линейным и угловым) параметрам прототипа. Это позволило

перейти к этапу подготовки к контролируемому массовому промышленному производству пластин абсорберов в полном объеме для сооружения субмодулей в Дубне, Пизе, Праге, Протвино с доставкой в ОИЯИ для сборки модулей. Учитывая масштаб производства (65 двадцати-тонных модулей), было решено вначале собрать прототип модуля, т.н. «модуль-О»'6"81.

Мастерные пластины были переданы нам из Аргоннской Национальной Лаборатории (АНЛ, США), а спейсерные пластины для нулевого модуля были изготовлены под нашим контролем методом лазерного кроя в С-Петербурге на Кировских заводах'9'.

В мае 1996 собранный нами модуль-0 был отправлен в ЦЕРН. Его размеры строго соответствовали требованиям проекта. Это положило начало массовому производству модулей в ОИЯИ.

Из-за проблем при использовании листов из горячекатанной стали марки сталь 10 для метрового прототипа приняли решение: для массового производства =600000 шт. мастерных и спейсерных пластин использовать полосы шириной 420мм, длиной 1620мм и производственным допуском на толщину листа ± 0.03 мм из холоднокатанной стали чешского производства марки С8Ы 11347 (аналог российской стали марки сталь 10). Наиболее эффективной технологией массового промышленного производства пластин признана штамповка.

Исходя из экономических соображений, спейсерные пластины (244800 шт.) было решено изготавливать на Мин-

Ь2

Рис. 3. Распределение отклонений от номинальных размеров величин а1, а2, Ь1, Ь2 для спейсеров 1-го типоразмера.

ском Тракторном Заводе1'0-"1, а мастерные пластины на заводе ТАТРА (Чехия), где имелся необходимый нам пресс с достаточным рабочим усилием 800 тонн.

Использована созданная автором Программа контроля качества'101 с критериями контроля всех этапов производства: от проката стали до транспортировки готовых изделий в места их дальнейшего использования. Последующая практика использования «программ качества» для полномасштабного массового производства (=600 тыс. штук) мастерных и спейсерных пластин показала их принципиальную необходимость и эффективность.

Согласно Программы контроля качества каждая 30-я отштампованная мастерная или спейсерная пластина проверялась установкой на свои шаблоны, подготовленные нами, а размеры каждой 600-й пластины контролировались на 3-х координатном измерительном центре ТАТРА для мастерных пластин или оператором для спейсерных пластин на МТЗ.

Автором были разработаны карты оптимального раскроя листов'"1, а также схемы и методы метрологического контроля спейсерных пластин с характерной точностью 20мкм с использованием стандартных промышленных измерительных инструментов, обладающих требуемой точностью.

На рис. 3 показаны отклонения от номинальных размеров измеренных величин ряда контролируемых геометрических параметров гл и Ы для спейсеров 1-го типоразмера; эти отклонения типичны для всех типоразмеров. На рис.4 показаны отклонения от чертежных собственно габаритных размеров А и В для всех спейсеров 12-ти типоразмеров, изготовленных на МТЗ.

microns microns

Рис. 4. Распределение отклонений от номинального значения габаритных размеров А и В для всех спейсеров 12-ти типоразмеров.

Приведенные распределения свидетельствуют: разработанные и применённые методы статистического контроля массового производства по выборке являются достаточно мощными: спейсеры отштампованы в соответствии с требуемыми высокоточными для данных условий проектными допусками: (+100 + - 200) мкм.

Во второй главе описаны результаты конструкторской разработки и создания субмодулей и модулей. В июне 1994 года в ЦЕРНе при нашем участии был собран прототип метрового субмодуля из дубненских пластин. Выявленные нами при сборке недостатки конструкции субмодуля (разработанной до нашего вступления в проект) неприемлемы в полномасштабной конструкции модуля и тайл-калориметра в целом; предложенные автором принципиальные конструкторско-технологические решения'"1 по субмодулям, модулям и технологии их сборки сняли все выявленные ключевые трудности.' Конкретно, это достигнуто тем, что в конструкцию субмодулей автором введены (рис 5.):

а) два шпоночных паза на осевой линии по коротким сторонам субмодуля;

б) пластины с резьбовыми отверстиями (стрипы), ввариваемые по четырем углам трапеции;

1 Эти предложения составили основу соответствующего раздела Технического Проекта АТЛАС^2^

Рис. 5. Схематический вид субмодуля: введены установочные шпоночные пазы и 4 угловых стрипа.

и предложена конструкция'"' приспособления для сборки субмодулей. Введение шпоночных пазов в мастерных плитах при производстве субмодулей (рис.5) коренным образом изменило принцип сборки субмодулей, сделав возможным располагать мастерные плиты с относительной точностью по горизонтали ±0.1 мм, используя на порядок меньше баз: только две базы вместо сорока одной, как в метровом прототипе.

Более того, при сборке модулей (рис.6) шпоночные пазы в широком основании субмодулей оказались принципиальным технологическим фактором, позволившим достичь требуемой точности (±150мкм) в центрировании положения субмодулей при установке их на общей балке. Введение угловых

пластин (стрипов) - позволило крепить субмодули болтами к балке, что, в свою очередь, дало возможность регулирования положения субмодулей относительно вертикальной оси для достижения проектной неплоскостности боковых поверхностей модуля.

Автором предложены ранее отсутствовавшие технологически мотивированные допуски на изготовление деталей и узлов субмодулей, модулей и технологического оборудования по их сборке. Исходя из принятых допусков, был рассчитан принципиально важный параметр модуля - предельное значение 0.6мм неплоскостности боковых поверхностей на площади 1.9 х5.6 м2,- что позволило впоследствии назначить минимально возможные расстояния между модулями в калориметре: 1.5 мм на внутреннем радиусе и 1.9 мм на

Рис. 6. Схема сборки модуля.

внешнем. В собранном с соблюдением этих технических критериев калориметре АТЛАСа реализована высокая проектная герметичность, что является принципиальным достижением.

Контролируемый параметр субмодуля - его толщина Н| - в ходе производства измерялась равномерно по периметру и по осевой линии субмодуля в 20 точках цифровым рейсмусом с точностью 20 мкм. Измеренная неплоскостность поверочной плиты составила 70 мкм.

Соблюдение технологии сборки, мотивированный выбор измерительного оборудования и достаточный уровень неплоскостности поверочной плиты обеспечили достижение весьма стабильного качества сборки субмодулей по параметру Ц . При сборке модуля стало возможным устанавливать субмодули

Рис. 7. Максимальные величины ДХ = Н|-Нпот для субмодулей ОИЯИ.

Mean =-0 08 Sigma = 0.15

Рис. 8. Распределение отклонений ДЬ=11гЬпот субмодулей от вертикали в модулях ОИЯИ; максимальные отклонения закрашены.

на балку не селективно, а произвольно, обеспечив равномерность распределения субмодулей по длине модуля.

Большинство из 308 субмодулей, изготовленных в ОИЯИ в период декабрь 1998 - июль 2001 г.г., соответствовало допускам.

В июле 1999 года под инженерно-технологическим руководством автора в ОИЯИ на специально подготовленном и оборудованном технологическом участке начата сборка модулей.

Требуемая точность контроля положения субмодулей в модуле для достижения проектной неплоскостности «0,6 мм» боковой поверхности модуля, в отличие от технологии сборки модуля-0, обеспечивалась применением

~ Г121

созданной нами лазерной измерительнои системы1 .

При допуске 0.6 мм дубненские модули имели неплоскостность, как правило, 0.2-0.3 мм и лишь в редких случаях до 0.6 мм. Применение разработанной лазерной метрологии измерения величины отклонения субмодулей от вертикали АЬ=Ь,-Ьпот с точностью 0,05 мм [12) обеспечило достижение проектного позиционирования субмодулей и позволило принци-

Рис. 9. Транспортная опора для перевозки модуля в горизонтальном

положении.

пиально по новому вести процесс сборки модуля: ввиду трудоёмкости юстировки каждого субмодуля с применением электронного уровня и дополнительных средств было принято мотивированное решение при серийном

производстве юстировать по этой технологии только 1-й и 19-й субмодули, а положение боковых поверхностей промежуточных субмодулей контролировать с помощью лазерного луча.

Из рис.8 видно: достигнутые нами отклонения ЛИ боковых поверхностей субмодулей от вертикали, прямо связанные с величиной неплоскостности модулей, лежат в интервале (0...0.4) мм и, в целом, заметно превосходят требования к проектной величине неплоскостности (0.6 мм).

Для сборки субмодулей и модулей и 3-х мерных манипуляций с ними спроектировано и изготовлено специальное такелажное оборудование, включая быстро монтируемые траверсы, предложенные автором. Практика работы с траверсами доказала их эффективность и надежность: за все время работы с 1020 тонными модулями выполнено ~ 2000 операций по подъему-перемещению без инцидентов. Применение 3-х быстро монтируемых и демонтируемых траверс также существенно ускорило монтаж баррелей в шахте.

Автором сконструированы транспортные опоры для перевозки модулей из Дубны в Женеву на автомашине в горизонтальном положении (рис.9). Модуль опирался на «линию» в узкой его части и «точку» в широкой. Колебания свободно висящих краев модуля в широкой его части гасились демпфирующими элементами. Транспортировка модулей в ЦЕРН (общий пробег 65-ти

Рис.10. Отклонения 5 от номинальной поверхности модуля ШЯ32 (рельеф).

поездок около 200 000 км) выполнена без повреждений, что подтверждено визуальным контролем, а также сравнением результатов полномасштабных

измерений неплоскостности боковых поверхностей (рельефа) каждого 8-го модуля до и после их транспортировки'131. Пример результатов наших измерений'14' показан на рис.10: практически все измеренные отклонения 8 точек боковой поверхности реального модуля от номинальной (проектной) поверхности лежат в интервале (-0.2-Н-0.2) мм.

В третьей главе описана методика контролируемой сборки адронного тайл-калориметра, ее апробация при сборке калориметра на поверхности и применение в подземном экспериментальном павильоне АТЛАСа при финальной сборке.

Сборка трех секций полномасштабного тайл-калориметра общим весом более 2500 тонн - задача исключительная по сложности в практике сооружения крупномасштабного исследовательского оборудования. Ее успешное решение достигнуто применением предложенного нами комплексного подхода, идея которого основана на контроле процесса сборки шиммами (прокладками) расчетной толщины между модулями, предсказательном расчете изменения формы собираемого барреля и способе введения последнего, 64-го, модуля при недостаточной ширине конечного зазора.

Автором предложена и реализована с коллегами технологическая схема принципиально важной концепции «предсборки» калориметров на поверхности. Это позволило в последующем перейти к ответственному этапу -заключительной полномасштабной сборке в шахте по апробированной схеме с отработанными сборочными и технологическими операциями.

Программный контроль эволюции формы баррелей достигнут тем, что между модулями на внутреннем и внешнем радиусах (рис.11) в середине каждого субмодуля устанавливались шиммы расчетных толщин. Шиммы также передавали весовую нагрузку от модуля к модулю и предотвращали повреждения световых волокон, находящихся вблизи боковых поверхностей модулей.

Реальные зазоры между модулями отличаются от номинальных за счет неплоскостности боковых поверхностей модулей. Для расчета толщины шимм на внутреннем и внешнем радиусах собираемых баррелей разработана соответствующая программа.

Рис. 11. Установка шимм между модулями.

В ходе производства модулей создана база данных по неплоскостности боковых поверхностей модуля на расстоянии 50 мм от верхней поверхности модуля (на внутреннем радиусе барреля) и непрямолинейности нижней плиты несущей балки модуля (внешний радиус барреля). На основании этой базы данных с помощью разработанной нами программы'91 рассчитаны реально

необходимые толщины шимм по каждому субмодулю на внутреннем и внешнем радиусе для каждой пары соседних модулей.

Величины толщин реально наклеенных шимм заносили в протокол сборки и эти данные впоследствии использовали для предсказательного расчета положения еще не установленных модулей.

Предварительная сборка баррелей на поверхности ставила 3 главные задачи:

1) - отработать технологические процессы подготовки модулей к сборке и установки их в баррель;

2) - доказать возможность сборки баррелей с заданными жесткими допусками: ±10мм на 08470мм и 2мм - неплоскостность торцевой поверхности барреля;

3) - сократить время сборки баррелей в шахте, опуская вниз уже собранную группу модулей нижней части баррелей.

На нижней части баррелей между модулями и скрепляющих их соединительными плитами возникают поперечные силы, которые воспринимаются установленными с натягом штифтами.

Автором решена комплексная задача по проектированию, изготовлению, установке и извлечению специальных цилиндрических штифтов для глухих отверстий 033р6, для которых проведен прочностной расчет и определена необходимая температура охлаждения штифта.

Первой собиралась 3-х метровая секция калориметра из коротких модулей, т.н. «испанский баррель».

Обнаружение пластических деформаций шимм между модулями потребовало уточнения порядка применения шимм как фактора, определяющего эволюцию формы барреля по мере установки модулей: Решение нами найдено в установке 3-миллиметровых радиальных шимм (ранее проектом не предусмотренных).

Наличие для последнего модуля зазора, меньше номинального, первоначально считалось недопустимым из-за опасности повреждения оптических волокон. Автором предложен и успешно реализован вариант

сборки, позволяющий, как показал расчет, собрать баррель при зазоре, меньшем номинального значения ширины модуля: последний модуль, как клин, входит в конечный зазор, раздвигая ветви барреля и не вызывая пластических деформаций собственно барреля.

Это подтверждено прямыми измерениями: сняв модули 64 и 63, измерили расстояния между модулями 59 и 60 на внешнем и внутреннем радиусах. Результаты измерений во время предсборки и при разборке таковы: на внешнем радиусе барреля со стороны концевых плит было -9.6 мм, стало -9.4 мм; отличия в пределах точности измерений 0.5мм; на другой стороне барреля показания измерений на внешнем радиусе совпали: -2.95 мм в обоих случаях. Это доказывает, что деформации барреля при установке последнего модуля были, как и предполагалось, действительно упругими.

Предсборка стала «генеральной репетицией» принципиальной важности для выработки сценария заключительной сборки в шахте. Вертикальный диаметр испанского барреля превысил номинал на 15 мм (0.18%)[|51 вместо допустимых 10 мм (0.12%), а горизонтальный размер из-за пластических деформаций шимм на нижней части цилиндра был меньше номинала на 21 мм (0.25%).

При сборке 2-го (самого большого) цилиндра стратегия определения толщины шимм основывалась на расчете'151 предполагаемой геометрии барреля в зависимости от толщины шимм и уже с учетом величин их деформаций.

Значения пластических деформаций шимм [10' между каждой парой соседних модулей получили, сравнивая измеренные расстояния между реперными метками сразу после установления модулей в первый баррель и при окончательно собранном первом барреле (рис. 12).

К толщинам шимм, полученным в результате обработки данных по геометрии модуля, прибавляли усредненные значения деформации шимм по каждому характерному региону однотипного сжатия шимм. Эти средние значения указаны на рис.12 для каждой из трех зон.

Теодолитные измерения строящейся части центрального барреля и измерения расстояний между реперными метками на модулях прецизионной рулеткой (точность 0.5мм) позволили нам предсказательно'|5' описывать эволюцию геометрических параметров барреля с ростом количества установленных модулей и прогнозировать величины конечного зазора на внешнем и внутреннем радиусах для обеспечения возможности установки последнего, 64-го, модуля.

Е Observed plastic deformation of inner shims E 1

JI.I M

/У

x^JUU-region :.:; II-region;:: ч" I-rëgîoh\

region-Ill

average value 0.11

> A ■ Л

I\r. 11

Рис. 12. Наблюдаемые значения деформаций шимм на внутреннем радиусе во время предварительной сборки первого барреля.

Опора ж.а. калорим.

Нижняя опорная

Рис. 13. Опирание фермы на нижнюю плиту через цилиндрические штифты.

Предварительная сборка центрального барреля (октябрь, 2003) и полномасштабные теодолитные измерения геометрии барреля'16' показали: 1300-тонный абсорбер калориметра собран с соблюдением допусков на все геометрические размеры:

в частности, + 10 мм на внешний диаметр 8470 мм.

При сборке второго цилиндра с помощью преложенной автором технологии достигнута неплоскостность торцевой поверхности барреля в пределах 2мм на внешний диаметр 8470 мм. В итоге решены все задачи предварительной

сборки 2-го (дубнеиского или центрального) барреля и доказана возможность сборки баррелей с жесткими допусками, установленными заранее.

Исследовано (в имитации стальными блоками) воздействие веса жидко-аргонного калориметра (=260 тонн) через промежуточные фермы на опоры барреля, минуя сам баррель. Геодезические измерения показали, что влияние веса жидко-аргонного калориметра на геометрию барреля незначительно и им можно пренебречь. Предложенное автором конструкторское решение (рис.13) передачи весовых нагрузок от жидко-аргонного калориметра к опорам барреля было в точности повторено при финальной сборке в подземном павильоне.

Предварительная сборка двух баррелей на поверхности явилась принципиально важным этапом, который позволил создать технологический «сценарий» полномасштабной сборки калориметра в подземном павильоне.

Созданная программа «предсказания» положения модулей в барреле явилась эффективным инструментом, помогающим оперативно решать вопросы по стратегии шиммирования.

Первым в шахте собирался центральный 1300 тонный баррель из дубненских модулей; его сборка имела ряд особенностей. К уже собранным и спущенным в шахту в виде монолита (=260 тонн) 8-ми модулям необходимо по очереди монтировать последующие с точностью, не хуже, чем ± 5 мкм.

Для этого при монтаже очередного модуля (или соединительной плиты, скрепляющей пару соседних модулей) вставляли установочные штифты 033_о.о2 мм в отверстия, максимально разнесенные по диагонали друг от друга, когда модуль (или соединительная плита) были еще подвешены на кране. Затем по другой диагонали устанавливали переходные штифты 033+ОС2 мм, а на место установочных вставляли охлажденные в жидком азоте штатные штифты. Идея в том, что штатные штифты при нагреве задавали с высокой точностью относительное положение соседних модулей. Кран отсоединялся, устанавливались и протягивались все болты, а затем поочередно устанавливались все остальные штифты. Описанная технология позволила

достичь вышеназванную точность (± 5 мкм) в относительном расположении модулей. Предложенная технология существенно сократила время сборки барреля в шахте.

Геометрия барреля контролировалась на протяжении всей сборки. На основании результатов измерений была незначительно откорректирована стратегия шиммирования, и собранный 1300 тонный баррель строго соответствовал жестким допускам: +10 мм на диаметр 8470 мм[|б].

При сборке второй (3-х метровой) секции калориметра в шахте (испанского барреля) экспериментально подтвердилась правильность наших критериев корректировки размеров шимм: в итоге в его финальной геометрии достигнуты требуемые жесткие допуски: +10 мм (0.12%) по вертикали и -4 мм (0.05%) по горизонтали на диаметре 8470 мм[15"161.

Созданная методика сборки, основанная на «принципе шимирования» и программного предсказания эволюции формы, была успешно применена при сборке 3-ей, последней секции калориметра, составленной из американских модулей.

В итоге был достигнут требуемый результат: следуя расчетному сценарию шиммирования получили номинальное значение зазора для последнего модуля, и 64-й модуль, лишь коснувшись ветвей барреля, занял требуемое положение. Финальное отклонение диаметров 3-его барреля от номинала составило +10 мм (0.12%) по вертикали и - 6.4 мм (0.08%) по горизонтали'161.

Успех финальной сборки в шахте обеспечен созданной нами принципиальной схемой сборки баррелей, использованием специально изготовленного подъемно-такелажного оборудования для манипуляций с модулями, созданием участка для сборки баррелей со всем необходимым набором инструментов и технологического оборудования и, наконец, благодаря организованнной и подготовленной интернациональной группе высококвалифицированных инженеров и техников. Основной вклад внесен специалистами ОИЯИ, включая автора.

Калориметрический комплекс АТЛАСа был готов к первому запуску ЬНС, состоявшемуся 10 сентября 2008 года.

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы:

1. Предложены принципиально новые решения ряда ключевых структурных элементов ядерного абсорбера адронного тайл-калориметра АТЛАС. Эти решения составили существенную часть раздела «Механика» Технического Проекта (ТЮЯ) АТЛАС.

2. Подготовлено и реализовано контролируемое массовое производство 300000 шт. стальных пластин ядерного абсорбера адронного тайл-калориметра АТЛАС.

3. Созданы главные структурные элементы адронного калориметра-субмодули и модули, для чего были разработаны и организованы производственные участки и методика контроля, обеспечившая достижение проектных допусков.

4. Сконструированы и изготовлены транспортные опоры для перевозки в ЦЕРН 20-ти тонных модулей и специализированное подъемно-такелажное оборудование, включая легко монтируемые траверсы.

5. Разработаны технологические схемы и осуществлена сборка трех секций адронного калориметра установки АТЛАС с применением принципа шиммирования, выполнением контрольных измерений и предсказательного расчета эволюции формы баррелей в процессе их сборки с достижением жестких допусков (0,1%) на диаметры и плоскостности (0.02%) торцевых поверхностей.

6. Предложено и реализовано решение ключевой проблемы монтажа баррелей: весом 64-го модуля «ветви» барреля раздвигаются в пределах упругих деформаций.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. ATLAS Collaboration:...,N.Topilin,..., et al ATLAS Technical Proposal, CERN/LHCC/94-43, CERN, Geneva, Switzerland, (1994).

2. ATLAS Collaboration:...,N.Topilin,..., et al, ATLAS Tile Calorimeter Technical Design Report, ATLAS TDR 3, CERN/LHCC/96-42, CERN, Geneva, Switzerland, (1996).

3. P.Amaral,...,N.Topilin,..., et al., Hadronic shower development in Iron-Scintillator Tile Calorimetry, NIM in Physics Research, A 443 (2000)51-70.

4. V.Batusov,...,N.Topilin,..., et al., Development of laser measurements at the ATLAS Tile Calorimeter module production, JINR, Dubna E-13-2001-257 (2001).

5. J. Budagov,...,N.Topilin,..., et al. Report on fabricating of ATLAS hadron calorimeter prototype #5 in Dubna. ATL-TILECAL-PUB-1994-014, CERN, Geneva, Switzerland, (1994).

6. J. Budagov,...,N.Topilin,...,et al. Tile calorimeter module assembly. ATL TILECAL-PUB-1994-021, CERN, Geneva, Switzerland, (1994).

7. J. Budagov,...,N.Topilin,..., et al. ATLAS Tile hadron calorimeter module assembly design. ATL-TILECAL-PUB-1994-036, CERN, Geneva, Switzerland, (1994).

8. J. Budagov,...,N.Topilin,..., et al. ATLAS barrel hadron calorimeter 0-module assembly technology. JINR, Dubna. E13-97-23.(1997). ATL-TILECAL-PUB-1994-94. CERN, Geneva, Switzerland, (1994).

9. B.Alikov,..., N.Topilin,..., et al. Recent advances in precision laser cutting for the ATLAS hadron calorimeter absorber production. Dubna. E13-95-515 (1995). Presented at the International ATLAS Collaboration Conference, November 1995, CERN, Geneva, Switzerland.

10.B.Alikov,...,N.TopiIin,..., et al. ATLAS barrel hadron calorimeter: general manufacturing concepts for 300000 absorber plates mass production. JINR, Dubna. El 3-98-135, (1998).

11.В.Ю.Батусов,..., Н.Топнлнн,..., и др. Адронный тайл-калориметр установки АТЛАС: опыт создания прототипов и массового производства модулей. ОИЯИ, Дубна, Р13-2005-130. Физика элементарных частиц и атомного ядра, 2006, Т. 37. Выпуск 5.

12.V.Batusov,...,N.Topilin,..., et al., Development and application of high-precision metrology for the ATLAS Tile-Calorimeter construction. JINR, Dubna. E-13-2004-177, (2004). Presented at the 8th IWAA, October 4-7, 2004, CERN, Geneva.

13.V.Batusov,...,N.Topilin,...,et al., High Precision Laser Control of the ATLAS Tile-Calorimeter Module Mass Production at JINR. Part, and Nuclei, Letters, 2001, N2- p.33-40. - Bibliogr.: 2. - 344.1 e.

14.V.Batusov,..., N.Topilin,..., et.al Development and application of high-precision metrology for the ATLAS tile-calorimeter construction (Pre-assembly experience and lessons). JINR, Dubna. El3-2005-42, (2005).

15.В.Батусов,..., Н.Топилин,..., и др. Модульный ядерный абсорбер адронного калориметра установки АТЛАС (опыт контролируемой сборки на поверхности и под землей). Дубна, Р13-2008-141, 2008г. Письма в ЭЧАЯ, 2009, Т.6, Выпуск 4.

16.J.Abdallah,...,N.Topilin,..., et al., Design, Construction and Installation of the ATLAS Hadronic Barrel Tile Calorimeter, CERN, ATL-TILECAL-PUB-2008-001, CERN, Geneva, Switzerland, (2008).

Получено 24 февраля 2009 г.

Отпечатано методом прямого репродуцирования с оригинала, предоставленного автором.

Подписано в печать 24.02.2009. Формат 60 х 90/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,62. Уч.-изд. л. 1,42. Тираж 100 экз. Заказ № 56515.

Издательский отдел Объединенного института ядерных исследований 141980, г. Дубна, Московская обл., ул. Жолио-Кюри, 6. E-mail: publish@jinr.ru www.jinr.ru/publish/

Введение.

Глава 1. Проектирование и изготовление основных структурных элементов: стальных пластин ядерного абсорбера.

1.1 Введение

1.2 Проектирование и изготовление стальных пластин ядерных абсорберов: мастерные и спейсерные пластины

1.3 Разработка и применение программ контроля качества

1.4 Выводы

Глава 2. Проектирование и создание субмодулей и модулей

2.1 Введение

2.2 Разработка технологии и создание технологического участка для прецизионных сборочных работ по изготовлению субмодулей.

2.3 Разработка методов контроля качества и их применение в процессе создания субмодулей

2.4 Разработка концепции технологии и технологического участка для прецизионных сборочных работ по изготовлению модулей

2.5 Разработка и применение методов контроля качества создаваемых модулей

2.6 Проектирование и изготовление такелажного оборудования: траверсы для манипуляций с субмодулями и модулями.

2.7 Проектирование и изготовление транспортных устройств для безопасной перевозки модулей автотранспортом из ОИЯИ в ЦЕРН

2.8 Выводы

Глава 3. Создание методики контролируемой сборки адронного тайл — калориметра и ее апробация при монтаже калориметра на поверхности и в подземном экспериментальном павильоне Большого Адронного Коллайдера

3.1 Введение

3.2 Разработка принципиальной схемы технологии контролируемой сборки барреля адронного тайл-калориметра

3.3 Расчет геометрических размеров и толщины шиммирующих прокладок между модулями на внешнем и внутреннем радиусах

3.4 Предварительная сборка на поверхности первого барреля; анализ геометрии собранного барреля и выработка стратегии шиммирования

3.5 Предварительная сборка на поверхности второго (центрального) барреля; анализ геометрии собранного барреля и выработка стратегии шиммирования

3.6 Окончательная полномасштабная сборка баррелей под землей

3.7 Выводы

Выводы к диссертации

Благодарности

В современной физике элементарных частиц первостепенное внимание отводится экспериментам нового поколения в ТэВ-ном диапазоне энергий на сооруженном в Европейском Центре Ядерных Исследований Большом I

Адронном Коллайдере (LHC).

Как известно, принципиально важную часть экспериментальных установок при высоких энергиях неизменно составляют калориметры. Проектные требования к калориметру определены исследовательской программой на коллайдере, предусматривающей решение наиболее актуальных проблем современной теории элементарных частиц в опытах по физике тяжелых кварков, поиску бозонов Хиггса и в других опытах с целью обнаружения новых явлений за пределами Стандартной модели. С помощью калориметров измеряют величину энергии и определяют направление частиц и струй, рожденных в первичном акте взаимодействия. Эти данные необходимы для восстановления процесса столкновения, идентификации вторичных частиц и определения кинематических параметров продуктов взаимодействия.

В монографии Р.Вигманса «Калориметрия»* приведены весьма полные сведения об опыте сооружения калориметров и достигнутых с их помощью фундаментальных результатов в современных экспериментах по физике высоких энергий. Монография дает также анализ перспектив использования калориметров в планируемых экспериментах в ТэВ-ной области на Большом Адронном Коллайдере с помощью установок ATLAS** (рис.1) и CMS***. В проектирование и сооружение этих спектрометрических комплексов крупный

Richard Wigmans. Calorimetiy. Energy Measurement in Particle Physics. Clarendon Press. Oxford. 2000.

ATLAS-A Toroidal LHC Apparatus

CMS- CompactMuon Solenoid arrel Toroid Inner Detector

Hddrornc Calorimeter*

Shi ¡elding

Muon Detector!

Forward

Detector churiictvmlk^ Width: 44m Did meter: 22m Weight: 7000t

Са1опте(ег1

End Сар Тогч^

Рис.1. Схематическое изображение установки АТЛАС. вклад внесли лаборатории ОИЯИ (ЛФВЭ, ЛЯП, ЛИТ), ведущие исследовательские центры России (ИЯИ РАН, НИИЯФ МГУ, ИФВЭ и др.), Западной Европы и США.

Названные установки содержат мощные калориметрические системы, различия в которых обусловлены различиями в программах первоочередных экспериментов и долгосрочных физических задач.

Принципиальной отличительной особенностью адронного тайл-калориметра АТЛАС11' является то, что в этом самом крупном из когда-либо сооружаемых калориметров такого типа, достигнуто совмещение характеристик (разрешение, линейность, герметичность.), адекватное исследуемому диапазону ТэВ-энергнй на ЬНС.

Это достижение вытекает из оригинальной принципиальной схемы конструкции (двойная замкнутая арка, расположение пластин абсорберов и сцинтилляторов перпендикулярно пучкам) и ряда специальных конструктивных решений.

Проектное разрешение адронного калориметра установки АТЛАС и его линейность ±2% определены энергетическим диапазоном струй, частиц и величиной «потерянной энергии», обычно ассоциируемой с нейтрино.

Tile Barrai Tile Entended Во ri el рмг

LAr CM Endcap (EWfCl

LAr Had ron le

Cud с up {НЕС) lArEM Borrel

Calorimeter [rCAl)

Рис.2. Схема расположения калориметрической системы АТЛАС (слева); модуль баррельной части адронного калориметра (справа).

Несколько примеров. Разрешение адронного калориметра ДЕЛФИ* было 100%/^£ ; на CMS** оно составляет100%/7£ ® 5%(для быстрот |tj|<3.2).

Адронный тайл-калориметр установки АТЛАС[2,3] имеет сотовую структуру: сцинтиллируюшие пластины (тайлы) вставлены в стальной поглотитель и считываются спектросмещающими оптическими волокнами (рис.2). Abren P. Et al (1996). Nucl Instr. and Meth. A378, 57. The CMS Hadron Calorimeter Technical Design Report; report CERN/LHCC/97-33.

Калориметр состоит из трёх секций: центральной (баррель) и двух дополнительных; каждая секция собрана из 64 модулей клиновидной формы; длина и вес модуля в центральной части калориметра равны соответственно 5.6 м и 20 т, а в дополнительных частях - 2.8м и Ют. Модуль строится из субмодулей, установленных с требуемой относительной линейной и угловой точностью на общем основании - прямой мощной балке.

Необходимо выполнение ряда жёстких проектных требований по точностям к механической сборке модулей. Основное из них - допустимая неплоскостность боковой поверхности модуля (1.9м х 5.6м): она не может превосходить 600 микрон. Эта точность высока и её достижение представляет собой сложную инженерно-техническую задачу, если учесть вес и габариты модуля и специфику его структуры: модуль, по сути дела, набран из стальных пластин (ядерных поглотителей, рис.2), а общее количество абсорберов в калориметре — несколько сот тысяч с производственным допуском на габаритные размеры ±100 мкм и по толщине ±30 мкм. Вес абсорбера в калориметре составляет несколько тысяч тонн. Для достижения наиболее приемлемого сочетания требований физики, технологии и точности производства в конструкции модулей калориметра установки АТЛАС применены комбинации соединений: клеевые, болтовые и сварные.

Принципиальная конструктивная схема калориметра, определяемая физическими требованиями, должна быть обеспечена адекватными технологиями производства компонентов, имеющего промышленный масштаб, равно как и технологией сборки субмодулей, модулей и полномасштабного калориметра. Понятно, что на всех названных стадиях потребовалась разработка и применение соответствующих методов прецизионного метрологического контроля, включая методику лазерного контроля*-4-1, внедренных в современную практику сборки особо крупных детекторов.

Очевидно поэтому, что в задаче выступают 3 ключевых проблемных этапа:

1. Высокоточное промышленное производство ~ 300 000 штук компонент субмодулей: мастерных и спейсерных пластин.

2. Высокоточная сборка субмодулей и их высокоточное позиционирование на общей балке в модуле.

3. Создание и применение методов прецизионной метрологии для контроля точности сборки полномасштабного ядерного абсорбера тайл-калориметра.

Субмодули при сборке модулей должны быть установлены на общую балку так, чтобы положение их оси симметрии было вертикально с точностью 0.15мм /1.6м, что соответствует 8-й степени точности при машинной обработке деталей. Достижение подобной точности (при том, что один модуль содержит 19 субмодулей каждый весом около 1 тонны) стало возможным благодаря разработке и внедрению в ОИЯИ уникального метода лазерного контроля.

Спейсерные пластины (18 шт. На 1 период) шт I г гШа еЫЗ ЕЫЭ 1.1 /| ' Т

120 101

А' 'ц' 'ц' У ЧяЖ

I I г

I 17Г

I!

II

II

Мастерныв пластины,

2.6 А Л йш.

41 отв

2.6

70

1021

Рис.3. Схематичное изображение одного из 55 периодов метрового прототипа субмодуля.

Разворачиванию в ОИЯИ полномасштабного производства субмодулей и модулей предшествовали принципиально важные этапы научно-исследовательских работ и опытно-конструкторских разработок. Успешное завершение этих этапов продемонстрировало сотрудничеству АТЛАС, что в ОИЯИ имеются необходимые специалисты и техническая база для создания центральной части адронного тайл-калориметра.

Этими этапами были:

• создание в кратчайшие сроки (в течение 3 месяцев в 1994 г.) метрового прототипа субмодуля калориметра с качеством исполнения1-5-1, уверенно поставившим ОИЯИ в число ведущих участников международной коллаборации,

• создание в ОИЯИ в 1996г. полномасштабного прототипа модуля, т.н. "модуля-0" (этот факт был отражен на страницах престижного научного журнала «Nature»), высокое качество сборки которого и продемонстрированная методика прецизионного контроля решили вопрос о сборке именно в Дубне всех 65-ти шестиметровых модулей.

Разработка и применение созданной в ОИЯИ методики лазерного контроля точности сборки (~50 мкм) шестиметровых, 20-тонных модулей, кроме достижения нужных точностей позволили наладить высокий темп производства - 2 модуля за месяц. Поддержание данного темпа гарантировало выполнение международного обязательства ОИЯИ в срок: 3 июля 2002 года последний, 65 модуль адронного тайл-калориметра был доставлен в ЦЕРН.

Решив сложную научно-техническую проблему прецизионной сборки модулей калориметра, сотрудничество в последующем экспериментально измерило^ параметры калориметра. При исследовании в тестовых сеансах модулей калориметра было установлено, что калориметр АТЛАС соответствует требованиям эксперимента по

Л- ¿А.-Ж.А'"Л--.'-' энергетическому разрешению 50%/ 4Ё ®Ъ% и линейности ±2% [3], что ставит его в число наиболее точных устройств подобного типа.

Выводы к диссертации.

1. Предложены принципиально новые решения ряда ключевых структурных элементов ядерного абсорбера адронного тайл-калориметра АТЛАС. Эти решения составили существенную часть раздела «Механика» Технического Проекта (ТБ11) АТЛАС.

2. Подготовлено и реализовано контролируемое массовое производство 300000 шт. стальных пластин ядерного абсорбера адронного тайл-калориметра АТЛАС.

3. Созданы главные структурные элементы адронного калориметра — субмодули и модули, для чего были разработаны и организованы производственные участки и методика контроля, обеспечившая достижение проектных допусков.

4. Сконструированы и изготовлены транспортные опоры для перевозки в ЦЕРН 20-ти тонных модулей и специализированное подъемно-такелажное оборудование, включая легко монтируемые траверсы.

5. Разработаны технологические схемы и осуществлена сборка трех секций адронного калориметра установки АТЛАС с применением принципа шиммирования, выполнением контрольных измерений и предсказательного расчета эволюции формы баррелей в процессе их сборки с достижением жестких допусков (0,1%) на диаметры и плоскостности (0.02%) торцевых поверхностей.

6. Предложено и реализовано решение ключевой проблемы монтажа баррелей: весом 64-го модуля «ветви» барреля раздвигаются в пределах упругих деформаций.

Благодарности.

Работы по программе ЬНС в ОИЯИ всегда были в центре внимания дирекции ОИЯИ и лично академика РАН А.Н.Сисакяна, что я постоянно ощущал в своей практической деятельности и за что я глубоко признателен Алексею Норайровичу Сисакяну.

Я выражаю глубокую признательность моему научному руководителю проф.Ю.А.Будагову за постоянную научную поддержку в период работы по проекту тайл-калориметра в 1994-2008 г.г. и ценные критические замечания по диссертации.

Результаты, составившие основу данной диссертации, получены по программе исследований, выполняемых в ОИЯИ под общим научным руководством проф. Н.А.Русаковича в соответствии с ПТП Института и Соглашением о сотрудничестве ОИЯИ-ЦЕРН в эксперименте АТЛАС на БАК (ЬНС).

Н.А.Русакович всемерно содействовал достижению выполнения в ОИЯИ плана работ по установке АТЛАС, принципиальной частью которой является адронный тайл-калориметр, в создании которого мне довелось участвовать.

Я выражаю искреннюю благодарность дирекции ЛЯП в лице проф. А.Г.Ольшевского за внимание и всестороннее содействие в работе.

Я глубоко признателен коллаборации АТЛАС за доброжелательность и содействие в моей работе на всех этапах сотрудничества на протяжении более 14-ти лет.

Я ценю годы сотрудничества с Алексеем Норайровичем и Юлианом Арамовичем по проекту ЗБС/БЗС-ЬаЬ, приведшие меня в АТЛАС.

Моя огромная благодарность сотрудникам, принимавшим непосредственное участие в этой работе в ЛЯП, в ЦЕРНе и прочих местах, чей труд, несомненно, способствовал успеху работы. Это

ОИЯИ: В.А.Аносов, С.П.Баландин, В.Ю.Батусов, П.М.Былинкин, В.И.Данилов, Д.Л.Демин, В.К.Ефимов, Ю.А.Жаднов, В.И.Коломоец, Ю.А.Кульчицкий, ^О.Ф.Ломакин, М.В.Ляблин, А.Д.Новиков, Н.Д.Новоже-нин, Е.Поминов, В.М.Романов, В.В.Сазонов, В.Г.Сазонов, А.В.Сазонова, Е.В.Сметанина, Ю.А.Сорокина, С.Н.Студенов, Ю.А.Туманов, В.А.Уткин, В.Б.Флягин, Д.И.Хубуа, И.Е.Чириков-Зорин, А.С.Щелчков, С.А.Юхимчук.

Я выделяю В.М.Романова как близкого коллегу, общение с которым на протяжении всех лет было неизменно интересным и ценным.

В решении многочисленных научно-практических и организационных вопросов я всегда встречал поддержку Д.И.Хубуа. ЦЕРН: Б.Брунель, Ж.-К.Гайде, Б.Дютен, А.Енрике, К.Лассер, М.Несси, Л.Роз-Дулсина, Ф.Россе, Б.Станек,

Россия: В.Афонин, А.Васин, Н.Колесников, Ю.Никитин, А.Б.Фенюк, Беларусь: И.Жих, А.С.Курилин, П.П.Кужир, Н.М.Шумейко, Испания: Давид Кал-Дерон, Диего Кал-Дерон, Л.Мираллес, Х.Феррер, Италия: Т.Дел-Прете, Польша: Я.Блоцки,

Румыния: Ф.Деак, С.Дита, Г.Попенечиу, И.Райчу, В.Рокаш, Словакия: Л.Адамчик, С.Я.Дубничка, С.Токар, США: В.Гуарино, Д.Проудфут, Н.Хилл, Чехия: Ш.Валкар, Р.Лейтнер, С.Немечек, М.Сук.

На протяжении всего периода создания установки АТЛАС автор работал рука об руку с большим количеством коллег из многих научных центров и производственных коллективов. Большой успех в создании компонент субмодулей и модулей; сборка, транспортировка и геометрический контроль модулей; монтаж цилиндров тайл - калориметра АТЛАС как на поверхности, так и под землей, а также проектирование, производство, изготовление и использование многочисленного технологического оборудования были бы невозможны без объединения усилий многих специалистов: физиков, инженеров, техников и механиков. В связи с этим автор выражает огромную благодарность всем коллегам независимо от величины их конкретного вклада в общее дело и приносит искренние извинения всем тем, кто не вошел в этот список по какой-либо причине.

1. W.W.Armstrong,.,N.Topilin, et al ATLAS Technical Proposal, CERN/LHCC/94-93, CERN, Geneva, Switzerland, (1994).

2. W.W.Armstrong,.,N.Topilin et al, ATLAS Tile Calorimeter Technical Design Report, ATLAS TDR 3, CERN/LHCC/96-42, CERN, Geneva, Switzerland, (1996).

3. E.Berger,.,N.Topilin et al. Construction and perfomance of an Iron-Scintillator hadron calorimeter with longitudinal tile configuration. ATL-TILECAL-PUB-1995-055, CERN, Geneva, Switzerland, (1995).

4. V.Batusov,.,N.Topilin et al., Development of laser measurements at the ATLAS Tile Calorimeter module production, JINR, Dubna E-13-2001-257, (2001).

5. J.Budagov,.,N.Topilin et al. Report on fabricating of ATLAS hadron calorimeter prototype #5 in Dubna. ATL-TILECAL-PUB-1994-014, CERN, Geneva, Switzerland, (1994).

6. P.Amaral,.,N.Topilin et al., Hadronic shower development in Iron-Scintillator Tile Calorimetry, NIM in Physics Research, A 443 (2000) 51-70.

7. J.Budagov,.,N.Topilin et al. ATLAS Tile hadron calorimeter module assembly design. ATL-TILECAL-PUB-1994-03 6, CERN, Geneva, Switzerland, (1994).

8. J.Budagov,.,N.Topilin et al. ATLAS barrel hadron calorimeter module: tooling description for module assembly. JINR, Dubna. El3-95-467. (1995).

9. J.Budagov,.,N.Topilin et al. ATLAS barrel hadron calorimeter 0-module assembly technology. JINR, Dubna. El3-97-23,(1997). ATL-TILECAL-PUB-1997-94. CERN, Geneva, Switzerland, (1997).

10. J.Budagov,.,N.Topilin et al. ATLAS barrel hadron calorimeter module assembly and tooling design description. JINR, Dubna. El3-95-254, (1995).

11. J.Budagov,.,N.Topilin et al. ATLAS barrel hadron calorimeter: tooling design description for module assembly. JINR, Dubna. El3-96-78, (1996).

12. JB.Alikov,.,N.Topilin et al. Recent advances in precision laser cutting for the ATLAS hadron calorimeter absorbers production. JINR, Dubna. El 3-95-515,(1995).

13. B.Alikov,.,N.Topilin et al. ATLAS barrel hadron calorimeter: general manufacturing concepts for 300000 absorber plates mass production. JINR, Dubna. E13-98-135. (1998).

14. J.Budagov,.,N.Topilin et al. Tile calorimeter module assembly. ATL-TILECAL-PUB-1994-021, CERN, Geneva, Switzerland, (1994).

15. J.Budagov,.,N.Topilin et al. ATLAS barrel hadron calorimeter module design. JINR, Dubna. El3-95-20, (1995).

16. В.Ю.Батусов,., Н.Топилин и др. Адронный тайл-калориметр установки АТЛАС: опыт создания прототипов и массового производства модулей. ОИЯИ, Дубна. Р13-2005-130, (2005). Физика элементарных частиц и атомного ядра, Т. 37. Выпуск 5, (2006).

17. V.Batusov,.,N.Topilin et al., Development and application of high-precision metrology for the ATLAS Tile-Calorimeter construction. JINR, Dubna. E-13-2004-177 (2004). Presented at the 8th IWAA, October 4-7, 2004, CERN, Geneva.

18. JV.Batusov,.,N.Topilin et al., Development of laser measurements at the ATLAS Tile Calorimeter module production, JINR, Dubna, E-13-2001-257, (2001).

19. V.Batusov,.,N.Topilin et al., Development and application of high-precision metrology for the ATLAS Tile-Calorimeter construction. JINR, Dubna. E-13-2004-177, (2004).

20. V.Batusov,.,N.Topilin et al., High Precision Laser Control of the ATLAS Tile-Calorimeter Module Mass Production at JINR. Part, and Nuclei, Letters, 2001, N2, p.33-40.

21. V.Batusov,., N.Topilin et.al High Precision Laser Control of the ATLAS Tile-Calorimeter Module Mass Production at JINR.//Particles and Nuclei, Letters. 2001.- N.2. - p.33-40. - Bibliogr.: 2. - 344.1 e

22. V.Batusov,., N.Topilin et.al Development and application of high-precision metrology for the ATLAS tile-calorimeter construction (Pre-assembly experience and lessons). JINR, Dubna, El3-2005-42, (2005).

23. В.Батусов,., Н.Топилин и др. Модульный ядерный абсорбер адронного калориметра установки АТЛАС (опыт контролируемой сборки на поверхности и под землей). ОИЯИ, Дубна. Р13-2008-141, (2008). Письма в ЭЧАЯ, 2009, Т.6, Выпуск 4.

24. J.Abdallah,., N.Topilin et al., Design, Construction and Installation of the ATLAS Hadronic Barrel Scintillator-Tile Calorimeter, CERN, ATL-TILECAL-PUB-2008-001, (2008).