Actualización de la electrónica frontal de las cámaras de deriva del Solenoide Compacto de Muones. Diseño del sistema y procedimiento de montaje de la estructura mecánica

Resumen

Este trabajo se centra en el diseño del sistema y procedimiento de montaje para garantizar el ensamblaje de los distintos componentes que formarán parte de la estructura mecánica que alojará la nueva electrónica frontal de las cámaras de deriva del Solenoide Compacto de Muones (CMS, por sus siglas en inglés). Estas nuevas estructuras son necesarias para permitir el funcionamiento del detector tras la actualización que se llevará a cabo en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN para trabajar a alta luminosidad.

Se ha elaborado un estudio del contexto y del sistema que está funcionando actualmente para garantizar una correcta integración. El diseño ha seguido un proceso iterativo estableciendo las especificaciones requeridas, el estudio de posibles soluciones y su adaptabilidad a la fabricación industrial. Se destaca el análisis de los sistemas de refrigeración de la electrónica y la importancia de la selección de materiales marcada por la durabilidad de los componentes bajo radiación.

Se han elaborado dos secuencias de montaje para que el ensamblaje se realice de manera correcta y segura, buscando optimizar el trabajo, cumplir con los tiempos de producción establecidos y facilitar la comunicación entre las distintas instituciones que colaboran en el proyecto. Con el fin de reunir esta información, se han creado dos manuales cuidando el diseño bajo la búsqueda de claridad y sencillez para minimizar posibles errores de usuario y guiar al operario en el proceso de montaje.

En este documento se trabajan los aspectos técnicos de la fabricación y el montaje que se desarrolla en el CIEMAT, centro partícipe en la construcción de las cámaras de deriva y cuyo trabajo sigue contribuyendo a fortalecer la posición del experimento CMS y su consolidación como un progreso significativo en el ámbito del conocimiento en física de partículas.

–ABSTRACT-

This thesis focuses on the design of the system and assembly procedure to ensure the installation of the different components that will form part of the mechanical structure that will accommodate the new on detector electronics of the Compact Muon Solenoid (CMS) drift tubes chambers. These new structures are needed to allow the detector to operate after the upgrade of the Large Hadron Collider at CERN to work at high luminosity.

A study of the context and the system currently in operation has been carried out to ensure correct integration. The design has followed an iterative process establishing the required specifications, the study of possible solutions and their adaptability to industrial manufacturing. The analysis of the electronics cooling systems and the significance of materials selection based on component durability under radiation are highlighted.

Two assembly sequences have been developed to ensure correct and safe assembly, aiming to optimize work, meet established production timelines, and facilitate communication among the various institutions collaborating on the project. In order to compile this information, two manuals have been created, prioritizing design clarity and simplicity to minimize potential user errors and guide the operator through the assembly procedure.

This document deals with the technical aspects of the manufacture and assembly at CIEMAT, a centre involved in the construction of the drift tubes chambers and whose work continues to contribute to strengthening the position of the CMS experiment and its consolidation as a significant advance in the field of knowledge in particle physics.