СИСТЕМА ОХОЛОДЖЕННЯ НА ОСНОВІ СО₂ ДЛЯ
КРЕМНІЄВОЇ ТРЕКЕРНОЇ СИСТЕМИ ЕКСПЕРИМЕНТУ СВМ

 

А.О.Лиманець^1,2

 

¹Інститут ядерних досліджень НАН України

² Університет Еберхарда і Карла, Тюбінген, Німеччина

 

Експеримент СВМ вивчатиме властивості ядерної речовини при надвисоких густинах та помірних температурах за домогою адронних та лептонних спостережуваних величин, в тому числі рідкісних сигналів (чарівні мезони, легкі векторні мезони тощо). Кремнієва Трекерна Система експерименту СВМ являє собою масив із двосторонніх кремнієвих мікростріпових детекторів, розміщених в апертурі дипольного магніта об’ємом близько 2 м³. Під час вимірювань на пучку сенсори мають мають утримуватися при температурі близько -7˚C для запобігання неконтрольованого зростання температури та сповільнення негативних ефектів зворотньої нормалізації радіайійних дефектів. Зчитувальна електроніка із загальною кількістю каналів 2133 тис. розсіюватиме тепло потужністю порядку 40 кВт, зосереджене на периферії трекерних станцій. Таким чином, система охолодження повинна мати високий коефіцієнт об’ємної теплопровідності. Необхідна потужність відведення тепла забеспечується за рахунок двохфазного випаровувального охолодження на основі СО₂.

Для перевірки ефективності охолодження було побудовано прототип корпуса, що вміщує плати зчитувальної електроніки, враховуючи реалістичні розміри та розсіюване тепло до 200 Вт. Тепло відводиться за допомогою інтегрованого капіляра товщиною близько 2 мм та довжиною до 2 м. В роботі представлено теоретичні розрахунки, результати побудови та прийому в експлуатацію тестової системи охолодження.