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Mechanical design of the Belle II Silicon Vertex Detector
Immanuel Gfall
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Betreuer*in
Manfred Krammer
DOI
10.25365/thesis.24274
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29072.61162.571855-9
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Belle 2 ist ein Teilchenphysik-Experiment in Tsukuba, Japan. Das gesamte
Experiment wird derzeit neugestaltet. Ziel ist es, die Luminosität um das 40-
fache zu steigern, um mehr Statistik für seltene Zerfälle zu bekommen. Diese
höhere Luminosität erfordert eine umfassende Verbesserung zahlreicher Komponenten.
Eine der zentralen Komponenten ist der Silizium Vertex Detektor
(SVD). Die vorliegende Diplomarbeit dokumentiert die Herangehensweise des
Autors an das mechanische Design der gesamten Detektorstruktur sowie der
Trägerstruktur für den Silicium Sensor. Das Augenmerk liegt hierbei sowohl
auf den Anforderungen der Physik als auch auf den mechanischen Anforderungen
des Designs und der Produktion von Prototypen. Das Design ist noch
nicht abgeschlossen und es gibt einige Punkte, die zu klären sind. Weil die
Arbeiten des Autors zu diesem Thema den Rahmen einer Diplomarbeit weit
überschreiten, kann diese auch nur den aktuellen Status abbilden und einiges
wird schon bald wieder überholt sein. Das Design ging von einer einzelnen
Frage aus: Wie muss eine Struktur gebaut sein, um einerseits mechanisch
steif aber andererseits leicht und beinahe transparent für niedrigenergetische
Teilchen zu sein? Die Diplomarbeit zeigt, dass die Optionen hierfür durch die
gegebenen Bedingungen beschränkt sind. Die wichtigste Frage beim Design
bleibt: Wie kann mit den engen räumlichen Bedingungen umgegangen werden
ohne Kollisionen zwischen den Detektorkomponenten zu verursachen? Diese
Frage steht eng in Verbindung mit einem vernünftigen Design von Kabelführungen
und Kühlungsleitungen. Das Kühlungsdesign ist essentiell, um die von
der Elektronik produzierte Abwärme aus dem engen Bereich des SVD hinaus zu
transportieren, und muss daher hocheffizient sein. Die Diplomarbeit wird daher
auch die Grundlagen der Kühlung abdecken und erklären, warum sich der Autor
beim Design für ein CO2-Kühlungssystem entschieden hat. Am Schluss der Arbeit
werden Simulationsergebnisse und mechanische Mock-ups präsentiert um
zu zeigen, dass das Design den Ansprüchen der Physik genügt.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Entwicklung Konstruktion Leichtbau Vertex Detektor Silizium Sensoren CO2 Kühlung KEK HEPHY Kohlefaser
Autor*innen
Immanuel Gfall
Haupttitel (Englisch)
Mechanical design of the Belle II Silicon Vertex Detector
Paralleltitel (Deutsch)
Mechanische Entwicklung des Belle II Silizium Vertex Detektors
Publikationsjahr
2012
Umfangsangabe
IX, 88 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Manfred Krammer
AC Nummer
AC10899336
Utheses ID
21699
Studienkennzahl
UA | 411 | | |