CANFRANC UNDERGROUND LABORATORY

Transcripción

1 EXPERIMENTOS EN EL LABORATORIO SUBTERRÁNEO DE CANFRANC: OPORTUNIDADES TECNOLÓGICAS 1) El Laboratorio Subterráneo de Canfranc 2) Experimentos ANAIS y ROSEBUD 3) Oportunidades tecnológicas 4 th MULTIDARK Workshop IFT, Madrid, 6 de abril de 2011 Instalación Científico Técnica Singular CANFRANC UNDERGROUND LABORATORY Consorcio entre MICINN GA Univ. Zaragoza Túnel del Somport y estación Internacional de Canfranc Instalaciones subterráneas del LSC Sede exterior del Laboratorio Subterránceo de Canfranc 1

2 Instalación Científico Técnica Singular CANFRANC UNDERGROUND LABORATORY Consorcio entre MICINN GA Univ. Zaragoza Depth: 2450 mwe Sizes: Hall A: 600 m 2 Halls B & C: 150 m 2 Gen. Serv. : 135 m 2 Clean Room: 45 m 2 Offices: 80 m 2 Electric Power: Power: Generator: U.P.S.: Ventilation: 500 kw 50 kw 15 kw Ext. air: m 3 /h Filt. air: m 3 /h Temperature: 20.0 ºC Humidity: < 30% 2

3 Hall A Hall B Hall C 3

4 CLEAN ROOM FACILITY AT LSC Class : 35 m 2 Class 1.000: 10 m 2 45 m 2 EXPERIMENTOS EN EL LSC Ionization IGEX-DM Ge U. Zaragoza / South Carolina / PNNL / INR / ITEP Collaboration Light ANAIS NaI U. Zaragoza DARK MATTER SEARCHES at CANFRANC TPC MICROMEGAS Heat ROSEBUD-I Al 2 O 3 Ge CaWO 4 U. Zaragoza / IAS Orsay Collaboration Light + Heat ROSEBUD-II CaWO 4 BGO Al 2 O 3 U. Zaragoza / IAS Orsay Collaboration 4

5 EXPERIMENTOS EN EL LSC coincidence PACO/NaI Natural Ge U. Zaragoza CANFRANC EXPERIMENTS detection techniques + EC coincidence KRIPTON 78 Kr U. Zaragoza / INR Moscow IGEX 76 Ge enriched IGEX Collaboration EXPERIMENTOS EN EL LSC: ANAIS Y ROSEBUD Distintas técnicas de detección: centelleadores en ANAIS y bolómetros en ROSEBUD PMT o 2º bolómetro / RT Bastantes aspectos comunes en los distintos experimentos e importantes diferencias 5

6 EXPERIMENTOS EN EL LSC: ANAIS Y ROSEBUD Distintas técnicas de detección: centelleadores en ANAIS y bolómetros en ROSEBUD Control room Bastantes aspectos comunes en los distintos experimentos e importantes diferencias Experimental room (Rn-free and T/H stabilised). EXPERIMENTOS EN EL LSC: ANAIS Y ROSEBUD Los detectores deben ser ultrapuros Se protegen de la radiactividad medioambiental mediante blindajes 40 cm neutron shielding 20 cm lead Active vetos PVC box Se buscan depósitos de energía muy pequeños -> Electrónica de bajo ruido + digitalización de pulsos 10 cm Roman lead 2 mm Cd Vibration isolator 6

7 OPORTUNIDADES TECNOLÓGICAS Crecimiento y purificación de cristales Mecanización de materiales en condiciones de ultra-pureza (blindajes o piezas de los detectores) Equipos de ultra-alto vacío Equipos de bajas temperaturas Material para zonas de ambiente controlado Equipamiento electrónico variado CRECIMIENTO DE CRISTALES: RADIOPUREZA / PURIFICACIÓN Y ANÁLISIS Cristal centelleador de BGO 46g- ROSEBUD experiment Cristal centelleador de NaI 10,7 kg ANAIS experiment NaI 250 kg / otros centelleadores Técnicas análisis AAS / ICP-MS / Técnicas de purificación - radiopureza 7

8 MECANIZACIÓN DE MATERIALES: BLINDAJES EXTERNOS PLOMO antiguo / PLOMO de baja actividad COBRE ultrapuro (OFHC) MECANIZACIÓN DE MATERIALES: BLINDAJES INTERNOS PLOMO antiguo / PLOMO de baja actividad COBRE ultrapuro (OFHC) 8

9 MECANIZACIÓN DE MATERIALES: BLINDAJES PLOMO antiguo / PLOMO de baja actividad COBRE ultrapuro (OFHC) POLIETILENO / TANQUES DE AGUA FUNDAS HERMÉTICAS (anti-rn) MECANIZACIÓN DE MATERIALES: PIEZAS DE LOS DETECTORES Cuarzo, teflón, metacrilato, etc COBRE ultrapuro (OFHC) + Soldaduras «limpias» sin aporte Técnicas de limpieza superficies 9

10 FOTOMULTIPLICADORES DE BAJO FONDO Y ALTA EFICIENCIA 3 PMTs sensibles al azul-uv Muy baja contaminación radiactiva y alta eficiencia cuántica Electrónica especialmente diseñada cumpliendo requisitos de bajo fondo EQUIPAMIENTO DE BAJAS TEMPERATURAS EN ZARAGOZA Refrigerador de dilución (Tbase = 28 mk) Detector de fugas Sistemas de vacío 10

11 EQUIPAMIENTO DE BAJAS TEMPERATURAS EN CANFRANC Refrigerador de dilución Jaula de Faraday Baterías Transmisión de datos por fibra -optica Faraday cage (2 x 2 x 3 m 3 ) Sistemas de vacío y de control de gases Refrigerador de dilución (Tbase = 20 mk) Detector de fugas Sistemas de vacío EQUIPAMIENTO DE BAJAS TEMPERATURAS EN CANFRANC Refrigerador de dilución Antigua Faraday cage (2 x 2 x 3 m 3 ) Sistemas de vacío y de control de gases + Jaula de Faraday Baterías Refrigerador de dilución (Tbase = 20 mk) Detector de fugas Sistemas de vacío 11

12 TRABAJO EN AMBIENTE CONTROLADO CAJAS DE GUANTES AIRE SECO Y LIBRE DE RADÓN EVAPORACIÓN DE LN2 SENSORES DE HUMEDAD Y TEMPERATURA SALA LIMPIA LSC EQUIPAMIENTO ELECTRÓNICO VARIADO Tarjetas digitalizadoras (VME) Electrónica NIM y CAMAC Osciloscopios digitales Diversos tipos de sensores Etc. 12

13 EURECA project Existing laboratory Experimento criogénico europeo (en Modane, Francia) 1 tonelada blanco de detección - Alto Vacío - Bajas Temperaturas - Materiales Ultrapuros (Zaragoza es responsable de las medidas de radiopureza y coordinación de esta parte del proyecto) New LSM extension Possible EURECA Facility Layout 13