Новое изобретение ОИЯИ позволит упростить процесс сборки сцинтилляционных детекторов сложного профиля. Отдельный модуль детектора может состоять из массива единичных сцинтилляционных ячеек любой геометрической формы – новый способ сохранит точность позиционирования ячеек и обеспечит повторяемость размеров и взаимного положения элементов детектора.
«Это изобретение относится к классу технологий, облегчающих сборку детекторов для экспериментальных установок, — прокомментировал соавтор изобретения, начальник сектора торцевых детекторов на CMS ЛФВЭ к. т. н. Николай Горбунов. – Оно существенно сокращает затраты труда и увеличивает точность сборки. Возможно, изобретение будет использовано при модернизации детекторов адронного калориметра установки CMS в ЦЕРН; также в дальнейшем планируется его использование при создании детекторов установки SPD ускорительного комплекса NICA. Детекторы для NICA сейчас проектируются и создаются, поэтому у нас широкое поле деятельности для внедрения этой технологии».
В новом способе позиционирования сцинтилляционных ячеек в сегментированных детекторах применяется специально разработанный прецизионный шаблон для набора сцинтилляционных ячеек в модуле. Прецизионный шаблон представляет собой решетчатую структуру с окнами и рамкой. Форма, размер и расположение каждого из окон соответствуют форме, размеру и расположению соответствующей сцинтилляционной ячейки в наборе детекторного модуля. Рамка шаблона обеспечивает сохранение его размеров и удобство в эксплуатации.
Шаблон производится с большой точностью методом лазерной резки на станке с ЧПУ из листа нержавеющей стали толщиной 2-4 мм, что не влечет за собой больших финансовых расходов и затрат труда. Технология позволяет собирать детекторы практически с любыми типоразмерами при достаточно высокой производительности. Использование изобретения в силу гарантированной точности сборки приведет к повышению точности пространственных измерений детекторов большой площади.
Сам способ позиционирования заключается в следующем. Предварительно на печатной плате детектора выполняются парные базовые установочные отверстия для точного позиционирования шаблона. Далее с помощью шаблона единичные сцинтилляционные ячейки детекторного модуля приклеиваются на печатную плату. После приклеивания ячеек шаблон удаляют.
Разработанная в ОИЯИ технология позиционирования позволяет создавать детекторы любой формы.
Начальник сектора торцевых детекторов на CMS ЛФВЭ Николай Горбунов«Мы сделали несколько образцов решеток для демонстрации возможностей этой технологии. Размер самих решеток также может быть разным», — рассказал Николай Горбунов.
Изобретение может быть применено в различных областях науки и техники. Оно продолжает развивать идею, предложенную в предыдущем изобретении группы авторов – на конструкцию сцинтилляционного детектораexternal link, opens in a new tab.
Патент на изобретение «Способ позиционирования сцинтилляционных ячеек в сегментированных детекторах и устройство для его осуществления» авторства Сергея Афанасьева, Александра Голунова, Николая Горбунова и Юрия Ершова был получен Объединенным институтом 13 июля 2022 г.