NIHAM
NIHAM
Centre of Excellence
NUCLEAR INTERACTIONS AND HADRONIC MATTER
NUCLEAR INTERACTIONS AND HADRONIC MATTER
Titlul proiectului: Detectori avansati pentru rate mari de numarare, electronica front-end asociata si evaluari de date nucleare
Acronim DEFENUDA
Numar / Data contract 7-144 / 14.09.2007
Program
PARTENERIATE IN DOMENIILE PRIORITARE
Director proiect Prof. Dr. Mihai Petrovici
Data incepere / finalizare 18.09.2007 - 18.09.2010
Parteneri 1. Universitatea  Bucuresti - Facultatea de Fizica;
2. SC Onlinesolutions Media Srl
Rezumat
Pe baza unei expertize castigata in timp, grupul nostru va continua sa contribuie la dezvoltarea de detectori de radiatie de tranzitie si contori cu placi rezistive pentru rate mari de numarare, ca solutii competitive pentru experimente dedicate la instalatii internationale de mare anvergura sau diferite aplicatii. Testarea si operarea detectorilor in aranjamente experimentale reale, cu conservarea performantelor in conditii de rata de numarare extrem de ridicata, impune dezvoltarea unei noi generatii de electronica front-end de mare performanta care se poate realiza folosind tehnologiile SMD si ASIC. In cadrul acestui proiect ne propunem sa proiectam si sa realizam placi de baza pentru electronica analogica proiectata de noi pentru a fi operata, testata si cuplata cu detectorii. Pentru testarea prototipurilor de detectori si a electronicii asociate lor se va dezvolta o infrastructura corespunzatoare in termeni de mecanica, dispozitive speciale pentru amestec de gaz, curgere si monitorizare, alte tipuri de detectori, metodologie, electronica logica si analogica, achizitie de date, software pentru procesarea, calibrarea si analiza de date. In contextul consensului mondial prezent cu privire la resursele de energie pe termen mediu si lung, o atentie speciala se acorda datelor nucleare ce caracterizeaza partea prompta a procesului de fisiune. In scopul validarii modelului point by point, verificarii corectitudinii si puterii de predictie a parametrilor de intrare, vor fi evaluate date multiparametrice in cazul fisiunii spontane si al fisiunii induse de neutroni termici. Vor fi realizate sistematici pentru cele mai importante marimi fizice caracteristice partii prompte a procesului de fisiune in scopul includerii lor ca baze de date de intrare pentru principalele coduri de calcul folosite la evaluari.Rezultatele obtinute vor crea premizele transferului de know how in beneficiul societatii. Proiectul corespunde directiei de cercetare 7, subdirectiile 7.3 si 7.4.
Etapele proiectului
                             
2007    


2008 


2009









2010
Faza nr. 1
Date experimentale multi-parametrice privind neutronii promti si fragmentele de fisiune descrise de modelul POINT BY POINT.
Faza nr. 2

TRD de mare eficacitate si rate  mari de numarare - analiza completa si caracterizare.
RPC cu electrod de citire cu structura de pad-uri si electrozi rezistivi din sticla cu rezistivitate mica.
Faza nr. 3
Metodica si electronica suport pentru testare a unui microcircuit (partea I - motherboard+card CHIP)  

Faza nr. 4
a)
Metodica si electronica suport pentru testare a unui microcircuit partea II - Realizarea structurii hardware de testare a circuitului ASIC pentru detectori TRD cu rata mare de incidenta.
b) Sistematica observabilelor care caracterizeaza partea prompta a procesului de fisiune (partea I - fisiunea indusa cu neutroni termici pe izotopii U si Pu) 
Faza nr. 5:
Metodica si electronica suport pentru testare a unui microcircuit,  Partea III - Caracteristicile principale ale microcircuitului ASIC.
Faza nr. 6:
a)
Metode, circuite si ansamble electronice pentru testarea/caracterizarea de detectori de radiatii nucleare /electronica front-end pentru experimente de fizica hadronica.
b) Sistematica observabilelor care caracterizeaza partea prompta a procesului de fisiune (partea 2 - fisiunea indusa cu neutroni termici pe izotopii Th, Pa, Np, Am)
Obiective urmarite
- Proiectarea, construirea si testarea sistemelor avansate de detectie.
- Proiectarea si constructia unei placi de baza pentru implementarea electronicii "front-end" pentru sisteme avansate de detectie.
- Realizarea unei infrastructuri dedicate testarii prototipurilor de detectori si electronicii "front-end".
- Aplicatii ale fizicii nucleare in domeniul tehnologiilor nucleare.
Directiile de cercetare abordate Dezvoltarea unei noi generatii de:
        - detectori de radiatie de tranzitie (TRD);
        - detectori cu electrozi rezistivi (RPC);
        - electronica "front-end" asociata;
        - baze de date nucleare importante pentru noua generatie de reactori nucleari
Principalii beneficiari - se impune dezvoltarea unei noi generatii de detectori pentru experimentele ce vor fi realizate la viitoarele acceleratoare. Aceste experimente isi propun evidentierea unor fenomene foarte rare in evenimente de ordinul a milioane pe secunda
- aceste activitati sunt parte integranta a unor proiecte de anvergura internationala:
             - Compressed Baryonic Matter (CBM) - FAIR din Darmstadt, Germania
             - Integrated Infrastructure Initiative in Hadron Physics: I3HP/FP6 si I3HP2/FP7
- modelele si calculele detaliate de fisiune nucleara abordate in cadrul proiectului contribuie la dezvoltarea bazelor de date nucleare pentru viitoarele generatii de reactori energetici.
Impact stiintific si economic pe plan national si international    Proiectul prezent isi propune sa intareasca resursele umane si materiale ale grupului nostru in segmente d e activitate cu impact puternic in economie si societate in tara noastra. In cadrul proiectului prezent vor avea loc activitati de construire a unei infrastructuri dedicate cu scopul unei folosiri mai eficiente si transfer de "know how" al procedurilor de test . Circuitele electronice cu zgomot redus, viteza mare si grad mare de integrare dezvoltate pentru detectorii nostri si solutiile de achizitie de date sunt de interes pentru diferite ramuri ale industriei. Un exemplu recent in aceasta directie il reprezinta noul tip de RPC simetric multigap, multistrip initiat in grupul nostru care pe langa impactul asupra unui subdetector de timp de zbor major al experimentului FOPI la GSI-Darmstadt, reprezinta o solutie promitatoare pentru aplicatii PET (tomografie cu emisie de pozitroni). Crearea unei expertize romanesti in toate aceste segmente de ctivitate va favoriza dezvoltari si transferuri ale rezultatelor stiintifice in diferite domenii de cercetare si tehnologice. Fizica nucleara are un impact mai larg in societate in contextul istoric actual avand in vedere evaluarile de date de fisiune si neutronice justificate de activitatea actuala internationala in producerea de fascicule exotice, proiectarea generatiei a IV-a de reactori nucleari, reciclarea combustibilului in reactori hibrizi (proiectele de sisteme pilotate de accelerator) implicand transmutatia, partitionarea, fisiunea indusa si interesul crescut pentru depozitele de deseuri nucleare.