ATTIVITÀ DI GRUPPO V DELLA SEZIONE DI MILANO BICOCCA - IL DB PER I PREVENTIVI DI GRV CHIUDE IMPROROGABILMENTE IL 20 !! - INFN

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ATTIVITÀ DI GRUPPO V DELLA SEZIONE DI MILANO BICOCCA - IL DB PER I PREVENTIVI DI GRV CHIUDE IMPROROGABILMENTE IL 20 !! - INFN
Attività di gruppo V della sezione di
                 Milano Bicocca

                                   Alessio Ghezzi

Reminder:
• Il DB per i preventivi di GrV chiude improrogabilmente il 20 !!
   • Inserire le richieste (per i nuovi esperimenti e per quelli in corso) questa settimana

                                                          CdS 10-11 Luglio 2018
ATTIVITÀ DI GRUPPO V DELLA SEZIONE DI MILANO BICOCCA - IL DB PER I PREVENTIVI DI GRV CHIUDE IMPROROGABILMENTE IL 20 !! - INFN
FTE                Richieste (kE)         area

     CLYC         nazionale                                            Rivelatori
     AXIAL          locale    1.2 (2018)                                Rivelatori
 CHNET_LILLIPUT     locale    1.2 (2018)                            interdisciplinare
   MICE_2020      nazionale   2.2 (2018)                               acceleratori

     AXIAL         locale     1.2 (2018)                               rivelatori

    BRAWS         nazionale      2.8                     43.5       rivel./interdisc.
    FinFet16      nazionale      2.9                      6           elettronica
    ESQUIRE       nazionale      2.6                     21            rivelatori
 PLASMA4BEAM       locale        5.2                     17.5           rivelatori
    PLANETA        locale        2.0                     15.5          rivelatori
    KIDS_RD       nazionale     1.98                      9            rivelatori
 CHNET_TANDEM     nazionale      4.1                     17.5       interdisciplinare
    SiCILIA        locale        3.6                     13.5          Rivelatori

Nuove proposte: POLOCALC*, ELIOT       *sigla   con RN
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AXIAL
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AXIAL - Studio di fenomeni assiali e quasi-assiali in cristalli per
                     beam steering e generazione di radiazione em
•   Finora solo risultati preliminari sul beam
    steering tramite effetti assiali e quasi assiali               Sezioni coinvolte
    → maggiore difficoltà: la necessità di
                                                       •       Ferrara → expertise di cristalli, analisi
    allineamento del cristallo in 2D invece che
                                                               dati e simulazione
    in 1D
                                                       •       LNL → expertise di cristalli
•
                                                       •       MiB → responsabile dei sistemi di data
• Potenziale dell'assiale:                                     taking sui fasci del CERN, analisi dati
•
                                                       •       Trento → axial channeling nel range
     • Efficienza di deflessione maggiore e
                                                               70-250 MeV (Proton Therapy Center)
       accettanza angolare maggiore
     •
     • Minori perdite che nel caso planare →
       steering di fasci adronici
     •                                                              Attività MiB 2018
     • Deflessione anche di particelle non in
       channeling → ideale per lo steering di fasci        •    Refurbishing della meccanica e
       negativi
                                                                dell’elettronica dei telescopi
     •
                                                           •
     • Maggiore produzione di radiazione
       elettromagnetica rispetto a un mezzo                •    Rimodulazione della DAQ
       amorfo o al caso planare → collimazione di          •
       elettroni e positroni nei linear collider           •    Testbeam sulla linea H4 del CERN nel
                                                           •    periodo 1-8 agosto
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Risultati 2017 → beam steering di elettroni da 120GeV/c
            con cristalli di silicio e germanio

     Silicon crystal (2 mm long)              Germanium crystal (2.8 mm long)
      crystal axis                        crystal axis
     @90 µrad of bending                      @100 µrad of bending

    Prima misura in assoluto con leptoni e un cristallo di germanio →
           maggiore efficienza di deflessione che in planare
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Risultati 2017 → generazione di radiazione in condizioni
   assiali per cristalli di Si e Ge – elettroni, 120GeV/c

        Silicon crystal (2 mm long)            Germanium crystal (2.8 mm long)
         crystal axis                      crystal axis
        @90 µrad of bending                    @100 µrad of bending

 • L. Bandiera et al., Journal of Physics: Conference Series 517 (2014) 012043
 • L. Bandiera et al., Phys. Rev. Lett. 111(2013) 255502
 • L. Bandiera et al., Phys. Rev. Lett. 115 (2015) 025504.
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ELIOT – Electromagnetic processes In Oriented crysTals

                                             Sezioni coinvolte

 • Scopo → Studio dell’influenza        • Ferrara → responsabile nazionale
                                          L. Bandiera / V. Guidi
     della struttura cristallina sui    • LNL
     processi elettromagnetici nella    • MiB
     materia; in particolare → studio   • LNF
     dell’incremento di
     bremsstrahlung coerente (CB) e
     della diminuzione della                 Risultati attesi
     lunghezza di radiazione di e+ ed
     e- in nuovi tipi di materiali      • Studio della riduzione della X0 e
     cristallini                          della CB in diversi materiali:
 •                                        scintillatori (NaI, YAG, PWO, CsI,
 • Applicazioni → detector                BGO, LYSO), semiconduttori (Si,
     compatti e sensibili alla            Ge), cristalli Cherenkov (BaF2,..)
     direzione + sorgenti gamma         •
     innovative                         • Studio della fattibilità di uso di
                                          cristalli curvi su DAFNE
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Prima misura di riduzione della lunghezza di radiazione effettiva in
       un cristallo scintillatore orientato in modo assiale

 SD → rivelatori al silicio
                                                                       Setup on SPS-
                                                                       H4

                                                              Picco a 100 GeV → con
                                                              cristalli orientati forte
                                                              riduzione della lunghezza di
                                                              radiazione → detector
                                                              compatti

     L. Bandiera et al. accepted in Phys. Rev. Lett. (2018)
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ELIOT - FTE e richieste 2019
Manpower = 1.2 FTE
   •   Michela Prest : 60%                       RICHIESTE → 12k euro
   •   Valerio Mascagna – RUTDA: 30%
   •   Claudia Brizzolari, dottoranda: 30%   Consumo:
   •   + svariati laureandi
   •
Attività:                                      • Realizzazione elettronica veloce per
   • Partecipazione a tutte le attività di
                                                 silici e calorimetri: 5k euro
     test presso i diversi acceleratori e      • Refurbishing e mantenimento sistemi
     alla fase di sperimentazione in BTF         esistenti (calorimetri e tracking
                                                 systems): 2k euro

                                             Missioni:

   RICHIESTE SEZIONE                            • Trasferte per presa dati (Mami, DESY,
   • Officina meccanica: 1 mese uomo              BTF): 5k euro
   • Laboratorio elettronica: 1 mese
     uomo
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BRAWS
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CHNET_LILLIPUT
Scopo dell’esperimento: preparazione di campioni
    osteologici per datazione con radiocarbonio

                                        Soluzioni:
Premesse:
                                        ●Utilizzo di masse ridotte nella AMS
●tecnica microdistruttiva
                                        (Spettrometria di massa con
(ottimizzazione delle masse)
                                        acceleratore) - Unità di Firenze
●possibile degrado del materiale di
                                        ●caratterizzazione del materiale
partenza (valutazione della qualità e
                                        osseo di partenza, selezione del
selezione della frazione idonea)
                                        collagene non degradato tramite
                                        ultrafiltrazione, caratterizzazione
                                        della gelatina estratta - Unità di
                                        Milano Bicocca
Dati sperimentali

 1. Caratterizzazione ATR-IR          2. Estrazione della gelatina tramite
    delle ossa archeologiche          ultrafiltrazione

3. Caratterizzazione ATR-IR della gelatina estratta (in corso)
Analisi conclusive (previste entro dicembre 2018)

 ● Datazione dei campioni preparati dalle unità partecipanti all’esperimento
   presso i laboratori di Firenze
 ● Analisi critica e valutazione delle metodologie utilizzate per ottimizzare la
   selezione di materiale osseo archeologico e ridurre la massa necessaria
   per una datazione affidabile

La chiusura dell’esperimento è prevista per la fine di dicembre 2018
CHNET_TANDEM
TANDEM: Tecniche Analitiche Non Distruttive per l’archEoMetria

 OBIETTIVO
 L’idea che sta alla base della proposta di esperimento TANDEM è quella di implementare, sviluppare e
 ottimizzare nuove tecniche di analisi non invasive e          non distruttive da utilizzarsi in ambito
 archeometrico per la caratterizzazione elementale di manufatti

                        In particolare si vorrebbero implementare due tecniche:
                            la Spettroscopia Muonica e la Gamma Prompt.
                                            ➢ INFN Milano Bicocca
                                         ➢ Laboratori Nazionale del Sud
                                                ➢ INFN Pavia

   Richiesta di estendere di 1 anno le attività di CHNET_TANDEM

                                             (2017-2018-2019)

    Le motivazioni di questa richiesta risiedono nel fatto che avendo proposto l’R&D di due tecniche
    di analisi non distruttive in due laboratori molto diversi fra loro, la gamma prompt presso il LENA
    e la Spettroscopia X con Atomi Muonici presso il RAL, abbiamo riscontrato necessità e
    problematiche molto diversificate, entrambe necessiterebbero l’estensione delle attività di 1
    anno.
TANDEM: Tecniche Analitiche Non Distruttive per l’archEoMetria
ALLESTIMENTO GAMMA PROMPT (GP) PRESSO IL LENA UNIPV:
Milestone1 GP:
Simulazioni mediante codice Monte Carlo MCNPX 100%:

- Ultimate riconfigurando l'intera schermatura per dare modo di alloggiare comodamente anche campioni di dimensioni fino a 80 cm
di sezione trasversale e grazie all'ausilio di uno shutter, avere la possibilità di cambiare i campioni senza dover "spegnere" il
reattore. Con questa configurazione, gli altri canali d'irraggiamento potranno essere utilizzati in parallelo a quello della GP senza
problemi.
- È stata inoltre stimata attraverso le simulazioni con MCNPX anche la mappa della dose attesa all'esterno delle schermature come
da figure (sezione piano orizzontale e piano verticale)
Milestone2 GP:
Allestimento e montaggio del setup per la validazione dell'intero
set-up di misura 75%
Catena elettronica per HpGe di tipo n: Ordine del Dicembre 2016,
consegnato Marzo 2017 Cemento Baritico:consegna prevista per
luglio 2018 Materiali e strumentazione già presente al LENA:
Cristallo di Zaffiro (Al2O3) per riduzione flusso di neutroni della
componente veloce, Bismuto metallico per schermatura interna al
canale dai raggi gamma energetici 100%, HpGe di tipo "n" per
misure spettroscopia gamma prompt 100%
Progettazione ultimata e approvata, con la collaborazione della
Bariblock srl e del servizio di Officina dell'INFN di PV, del sistema
di Shutter sul tipo di quello in uso presso il TRIGA MARK II
dell'Enea Casaccia, con sistema di interlock collegato alla sala di
controllo: Completato 100%
TANDEM: Tecniche Analitiche Non Distruttive per l’archEoMetria
Milestone3-4 GP:
Caratterizzazione e ottimizzare i parametri di acquisizione del rivelatore al Germanio con relativa catena elettronica.
(Ottimizzazione Shaping Time vs FWHM, curva di efficienza di rivelazione con sorgenti multigamma certificate, stima del rate massimo di
rivelazione a distanze prefissate….) Completato 100%
Allestimento Facility
Tutto il progetto di modifica dell'Impianto sottoposto all'analisi di sicurezza del "Collegio dei delegati della Sicurezza" per il via libera alle
modifiche di impianto. Completato 100%
"Raffreddamento" del reattore (decadimento dei prodotti di attivazione) per un fermo macchina totale di almeno 3 settimane e test di
montaggio "a freddo" di tutta la facilities nella zona antistante il canale di irraggiamento.
Apertura del il canale d'irraggiamento e inserimento, tramite sonda del collimatore (cristallo di Zaffiro, Bismuto, Polietilene Litiato, Boral)
Montaggio dello shutter, della schermatura in Cemento baritico e installazione in sala reattore del Sistema di misura (HpGe+DAQ). Si
prevede di terminare le operazioni di montaggio con un ritardo di 12 mesi. (settembre 2018) Completato al 75%
Primi test beam con campioni noti: da iniziare dopo l’allestimento della facility Completamento: 0%
TANDEM: Tecniche Analitiche Non Distruttive per l’archEoMetria
TANDEM: Tecniche Analitiche Non Distruttive per l’archEoMetria
Anagrafica Milano Bicocca @ TANDEM experiment

  1 Baccolo Giovanni Associato post-doc                 CSN V       60
  2 Cattaneo Trissino Da Lodi Roberta Associato INFN CSN V          40
  3 De Bonis Antonio Associato Assegnista               CSN V       30
  4 Delmonte Barbara Associato Ricercatore              CSN V       50
  5 Di Fresco Lorenzo Maria Associato Assegnista        CSN V       20
  6 Di Martino Daniela Associato Assegnista             CSN V       40
  7 Fiorini Ettore Associato Prof. Emerito              CSN II      0
  8 Maggi Valter Associato Prof. Associato              CSN V       20
  9 Perelli Cippo Enrico Associato Ricercatore          CSN V       20
  10 Elena Di Stefano Associato dottoranda              CSN V       50
                              Numero Totale Ricercatori 10 FTE:     3.3
  Tecnologi:
  1 Clemenza Massimiliano Resp. Nazionale               CSN II      29
  2 Saliu Francesco           Associato                 CSN II      50
                              Numero Totale Tecnologi 2 FTE:        0.8
                                                         FTE TOT:     4.1
Richieste Milano Bicocca @ TANDEM experiment

Consumabili: - SRM, Leghe, elementi puri…            5.0 keuro

Missioni:     - RAL/PAVIA                           12.5 keuro

                                               TOT 17.5 kEuro
ESQUIRE
ESQUIRE

             Experiment with Scintillating Quantum dots
                    for Ionizing Radiation Events

CdS Luglio                                                1
ESQUIRE
             La scopo finale di ESQUIRE è dimostrare la possibilità di usare un nuovo approccio
       nello studio degli eventi rari come il Decadimento Doppio Beta senza emissione di neutrini.

              Rivelatore:
   Matrice contenente nanocristalli +
     Silicon Drift Detectors (SDD)
                                                                                Obiettivo principale:
                                                                  realizzare uno scintillatore con una buona risoluzione
                                                                      energetica e facilmente scalabile in massa.

                                                                Inoltre, essendo un approccio completamente nuovo, gli studi
                                                                 condotti in ESQUIRE potrebbero aprire la strada per futuri
                                                                   sviluppi di nuovi dispositivi nel campo dei rilevatori di
                                        ~nm                                              radiazioni.
                             ~cm

   Quantum Dots (QD)
   Nanocristalli di materiale semiconduttore con diametri di 2-10 nm

   - Band gap regolabile attraverso le dimensioni dei dot
   - Spettro di emissione molto stretto
   - Elevata efficienza di conversione in luce
   - Recente utilizzo in una vasta gamma di applicazioni
   - Processo di produzione relativamente semplice

CdS Luglio                                                                                                                 2
Il progetto ESQUIRE
                                             OBIETTIVO
         Misura della resa in luce e della conseguente risoluzione energetica ottenibile
      accoppiando un campione con dimensioni del cm e contenente QD a sensori con elevata
                                     efficienza quantica (SDD).

                                        2018
     Acquisto e integrazione
      nella matrice dei QD

   Caratterizzazione ottica del
    campione contenente QD
                                          Realizzazione e                Misure con sorgenti
   Produzione ed integrazione           tests del rivelatore                radioattive
        dei sensori SDD

    Sviluppo del software per
    acquisizione e analisi dei                                                GOAL:
     dati e simulazioni MC
                                                                      Risoluzione energetica
Acquisto e integrazione nella matrice dei QDs

                                                                                                Inhert

                                                                 In Polymer

                                        Solid                                              Luminescent dye
                                                              Deposited on Steel
                                                                    Disk
                   QDs-ββ
                    QDs

                                                                    Inhert

                                      Solution                                             Luminescent dye

                                                                Luminescent

                                                                                          Liquid Scintillator

  Problematiche e caratterizzazione:
     • Autoassorbimento
             - Per i sistemi in cui l’emissione di luce è demandata direttamente ai QDs è importante che questi presentino uno
             Stokes shift significativo.
             - Se QDs hanno prevalentemente funzione di aumentare la probabilità di interazione con la radiazione ionizzante
             o di produrla tramite ββ → non è necessario Stokes Shift, a patto che siano in grado di trasferire l’energia alla
             matrice circostante (in particolare dye luminescente).
     • Solubilità e dispersione dei QD
     • Energy transfer
             - Per morfologie in cui luminescenza demandata a matrice → valutazione efficacia del trasferimento di energia
             dai QDs alla matrice luminescente (effetto delle funzionalizzazioni, sovrapposizione emissione dei QDs e
             assorbimento della matrice luminescente, etc.)
CdS Luglio                                                                                                                       4
Acquisto e integrazione nella matrice dei QD
  Effettuato ordine per differenti tipologie di Quantum Dots:

     • QDs core/shell di calcogenuri binari/ternari/quaternari ad ampio Stoke-shift
     • Nanoplatelets di calcogenuri binari ad ampio Stoke-shift
     • Nanoplatelets di calcogenuri binari drogati ad ampio Stoke-shift
     • QDs di perovskite

  Tipologie di QDs già prodotte e consegnate:
                    Scint                                       Dye
        QDs-ββ      CdZnS:Mn
                        Depositati
                        Soluzione (Cloroformio)
        QDs         CuInS/ZnS                                   CsPbBr3 (in produzione)
                        Depositati                                 Depositati
                        Soluzione (Toluene, Cloroformio)              Soluzione (Cloroformio)

                    CuInS/ZnS:Al
                        Depositati
                        Soluzione (Cloroformio)

CdS Luglio                                                                                      5
Caratterizzazione ottica del campione contenente QD
  CuInS2/ZnS

     •   Radioluminescenza
     •   Misure di isteresi e afterglow
     •   Fotoluminescenza
     •   Fotoluminescenza risolta in tempo
     •   Assorbimento
     •   Caratterizzazione ottica in funzione della temperatura

  CuInS2/ZnS:Al                                         Avviata procedura manifestazione di interesse
                                                        per l’acquisto di un criostato con finestra ottica
                                                        in seguito allo sblocco del SJ in Marzo
     • Radioluminescenza
     • Misure di isteresi e afterglow
     • Fotoluminescenza

  CdZnS:Mn

     • Radioluminescenza                         Emissione del campione CdZnS:Mn è
     • Misure di isteresi e afterglow             confrontabile con quella del BGO!!!
     • Fotoluminescenza

CdS Luglio                                                                                                   6
Software per acquisizione e analisi dei dati, simulazioni MC

                                                                                 Acquisizione Dati
                                                                                 •   Fino a 8 canali campionati
                                                                                     simultaneamente a 60MHz
                                                                                     con 12 Bit di risoluzione
                                                                                 •   Funzionamento testato fino
                                                                                     a 10 kHz
                                                                                 •   Salvataggio delle forme
                                                                                     d’onda per analisi offline

    Analisi Dati
    •    Analisi degli impulsi per estrarre                              Misura X
         numericamente i parametri di
         forma
    •    Fit della forma d’onda con
         funzione selezionabile a seconda                                                          Misura γ
         del tipo di misura

  *Sviluppo e debug effettuato con PMT e SDD eventualmente accoppiati a cristalli scintillanti
CdS Luglio                                                                                                        7
Divulgazione

  Presentazioni Orali

     • IFAE 2018, Milano 4-6 Aprile, ‘Il progetto ESQUIRE: quantum dot per rivelatori a
      scintillazione’

     • Luminescent Detectors and Transformers of Ionizing Radiation
      (LumDeTr2018), Praga 9-14 Settembre, The ESQUIRE project: Quantum Dots for
      scintillation detectors (accepted for oral presentation)

  Proceedings

     • Nuovo Cimento C – Colloquia on Physics, The ESQUIRE project: Quantum Dots for
      scintillation detectors (to be submitted)

  Studenti

     • Laureando del corso di Laurea Magistrale in Scienza dei Materiali per l’integrazione dei
      QDs nella matrice.

CdS Luglio                                                                                        8
Anagrafica 2019
             INFN Milano – Bicocca

             Mattia Beretta                         Dottorando                          20 %
             Sergio Brovelli                        Professore Associato                50 %
             Chiara Brofferio                       Professore Associato                20 %
             Silvia Capelli                         Professore Associato                20 %
             Francesca Cova                         Dottorando                          20 %
             Luca Gironi                            Ricercatore                         40 %
             Mauro Fasoli                           Professore Associato                50 %
             Anna Graziella Vedda                   Professore Ordinario                20 %
             Irene Villa                            Post Doc                            20 %
                                                                           Total in FTE 2.6

  Richieste finanziarie 2019

                            Produzione e integrazione QDs                                        12
    Consumo                 Materiali per realizzazione setup del rivelatore QDs+SDDs (Cu,
                                                                                                 4
                            PTFE) e per la preparazione dei campioni
    Inventario              PC desktop, alimentatori da banco                                    3
    Missioni                Missioni per riunioni                                                2
                                                                                         Total   21

CdS Luglio                                                                                            9
FinFet16
“Low-power rad-hard design in finFeT16 technology”
Anagrafica 2019

Baschiro)o                               50
De Ma)eis                                40
Pipino                                   70
Resta                                    50
Resta                                    50
Cicio8                                   30

             Richieste finanziare 2019

             Missioni     4 kE
             Consumi      2 kE
PLASMA4BEAM
DEVELOPMENT OF NEW GEMINI CHIP
                CARDS (32D and 64D)
• Following good results
  obtained in 2017, two
  new cards were
  developed: 32D
  (combining 2 GEMINI
  chips) and 64D
• 64D have already been
  tested on a Triple GEM
  detector
• 32D are being tested and
  will be characterized
  after summer
• New pads with twice
  amount of pads will give
  the possibility to improve
  the spatial resolution
• The pads are currently
  being designed
Continuation of nGEM installation in SPIDER
Installation of the nGEM
box on the SPIDER
dump completed in
May2018

On going completition of
the out-vessel part of
the diagnostic. To be
finished after summer

Possible first data
before the end of 2018
                                                              Realization of borated
                                                              polyethylene box to
Characterization of                                           shield sensitive
Plastic scintillator for   nGEM box installed on the SPIDER   electronics from
time resolved neutron      beam dump                          neutrons
yeld measurement
Riassunto azioni previste per il 2019:
Misure rivelatore nGEM HD presso sorgenti di neutroni
Completamento sistema di rivelazione legato a rivelatore nGEM HD (cablaggi, supporti
meccanici, sistema gas,...)
Misure su SPIDER in deuterium mode con nGEM installata e rivelatore plastico per
discriminaizione n/γ.

Necessità finanziarie MIB:
Materiale Consumo/
Meccanica di precisione per rivelatore HD              3 keuro
Bombole Gas                                            2 keuro
Costruzione Apparati/Materiale Inventariabile
HVGEM                                                  5 keuro
Missioni (RAL/CERN/China Spallation Neutron Source):   6 keuro
Trasporti:                                             1.5 keuro

Totale richieste :                                     17.5 keuro
Anagrafica PLASMA4BEAM MIB 2019

ALBANI Giorgia       Ass UNIMIB   30%
BASCHIROTTO Andrea   PA           10%
CROCI Gabriele       Ric TD       40%
GIACOMELLI Luca      Ric TD CNR   70%
GORINI Giuseppe      PO           30%
HU Zhimeng           Ass UNIMIB   40%
JAMALIPOUR Mostafa   Ass UNIMIB   40%
MCCormack Oisin      Ass INFN     100%
MURARO Andrea        Ass CNR      70%
NOCENTE Massimo      Ric TD       30%
MANGIAGALLI Luca     Dott         40%
TARDOCCHI Marco      Ric CNR      20%

Totale                            5.2 FTE

                                            45
PLANETA
PLANETA – Riassunto Attività 2018/Attività in Corso

Obiettivo: Misura raggi x con energia da 1 keV a 20 keV uscenti dalla camera da vuoto
dove avviene interazione laser/target. Rivelatore da utilizzare GEMPIX (Tripla GEM
accoppiata a chip TIMEPIX)

Attività in corso: design e realizzazione rivelatore e camera di connession con il vuoto.
Attività in corso: ottimizzazione schema e materiali per limitare attenuazione raggi X
Attività e Necessità finanziarie MIB per il 2019:

Missioni (a LNS e CERN): 3k
Costruzione Apparati (Sistema di alta tensione per rivelatore da installarsi
presso sito esperimento): 5k
Consumo (Sistema Gas e relative bombole da installarsi presso sito
esperimento): 6k
Trasporto : 1.5k

Attività:
1) Installazione apparato da installarsi presso esperimento
2) Completamento dello studio della applicazione del chip TimePIX per la
diagnostica di laser-plasmi come complemento/sostituto di CCD per misure di
raggi X a bassa energia e risolti nel tempo
Anagrafica PLANETA MIB 2019

CROCI Gabriele         Ass       30%
GORINI Giuseppe        PO        30%
NOCENTE Massimo        Ric TD    30%
PERELLI CIPPO Enrico   Ric CNR   30%
REBAI Marica           Ass       30%

Totale                           2.0 FTE

                                           50
SiCILIA
Attività SICILIA 2018

Misure con neutroni da 14 MeV con diverse catene
      elettroniche (Paper in fase di scrittura)
Misure presso la sorgente a spallazione N_TOF al
       CERN (esperimento ancora in corso)
Caratterizzazione dei device con i
                neutroni

      4 device 5x5x0.1mm3

The device is a p-n junction

(p-layer 0.3 um, doping
Na=1x10^19 cm-3; n-layer 100um
Nd=8x1013-1 x1014 cm-3).
Caratterizzazione con i neutroni
              Slow chain                             Fast chain

 Catena analogica spettroscopica:           Catena digitale spettroscopica.
 ottima per caratterizzazione alpha in      Necessarie per misure a ToF!
 laboratorio e con sorgenti di neutroni     Utilizzando un preamplificatore di
 continue (FNG).                            carica CIVIDEC da 200 ns di tempo di
                                            formazione.
                                            Digitalizzatore 500MS/s.
                                            Analisi dati sia off-line che online.

à Irraggiamento con 1013 neutroni a FNG.   à Irraggiamento con 1011 neutroni a FNG.
Pulse Height spectrum (slow chain)
                                          28Si(n, a) 25Mg
                                           Ground state      1
                                         1st excited state   1a
                                         2nd excited state   1b
                                         3rd excited state   1c
                                         4th excited state   1d
                                         5th excited state   1e
                                         6th excited state   1f
                                         7th excited state   1g
                                         8th excited state   1h
12C(n,n’)3a
+ Reazioni su stati eccitati di
28Si(n, a) 25Mg, 12C(n,a) …

    12C(n, a) 9Be
    Ground state       2
    28Si(n,p) 28Al
    Ground state       3
  1st excited state    3a
Fast vs Slow chain on 12C(n-a)9Be peak
                                    FWHM 251 keV
 Misure effettuate per:
 - Test elettronica di N_TOF
 - Aumentare fluenza sui riv (IV)
 - Confronto con diamante

                                    FWHM 192 keV
Experimental Set at N_TOF (CERN)
                                        Fast
                        SiC
                                       Preamp
     n
                                                                          CAEN DT5751
         L=200 m                        Fast
                                       Preamp
                      Diamond
                                                       T0

Ø the detectors will be placed in the escape line of n_TOF (200 m flight path, 7 ns rms time
resolution).

Ø 2 CIVIDEC CX-L charge amplifiers (shaping time of 200 ns)
Ø CAEN waveform digitizer model DT5730 (14 bit, sampling rate 500 MS/s).

Ø The waveforms (20 µs long ) obtained from detectors will be stored in coincidence with
the t0.

Ø Bi-parametric spectra will obtained off-line from the digitized waveforms through a
custom analysis software.                                                               57
Attività in corso

• Analisi dati dell’esperimento ancora in corso
  al CERN

• Preparazione alle campagne sperimentali per
  la misura con neutroni ad ISIS (UK) e presso
  tokamak.
Sicilia 2019
Riassunto azioni previste per il 2019:
Raffinamento analisi N_TOF e scrittura paper.
Misure ad ISIS presso tokamak (JET/EAST)

Necessità finanziarie MIB:

•   Inventariabile: Realizzazione di un nuovo preamplificatore veloce analogo a quello sviluppato
    nel 2018 ma con un range dinamico maggiore: 3k.
•   Meccanica per esperimento cinese e per i supporti necessari all’irraggiamento presso il
    reattore. 3 kE
•   Missioni (prevalentemente Cina )6 k
•   Trasporti 1.5k

Totale richieste :                                                     13.5 keuro
Anagrafica SiCILIA - MIB - 2019
    Mangiagalli         Do)         40%
     Di MarEno         Ric TD       30%
       Feng             Do)         20%
      Ghezzi             PA         10%
       Gorini            PO         20%
         Hu          Ass UNIMIB     30%
     Jamalipour      ASS UNIMIB     30%
    Perelli Cippo      Ric CNR      50%
       Rebai        Tecnologo CNR   60%
      Muraro           Ass CNR      10%

      Nocente          Ric TD       10%
     RigamonE          Ass CNR      40%
    Totale FTE                      3.5
KIDS_RD
KIDS_RD
Attività svolte nel 2018 e previste nel 2019

Andrea Giachero

INFN Milano-Bicocca, CdS 10-11 Luglio 2017
Produzione rivelatori durate il 2018
●
    I progetti delle varie varianti di rivelatori sono stati consegnati all’FKB ad inizio
    Aprile 2017;
●
    I rivelatori sono stati consegnati dall’FBK ai laboratori coinvolti della sigla (Milano-
    Bicocca, TIFPA e Roma1 a fine Novembre 2017 (consegna prevista a fine Luglio
    2018);
    ●
        Per produrli sono stati impiegati 7 mesi;
    ●
        Questo ha introdotto un notevole ritardo nella schedula del progetto;

                Esempio di Array 1 x 4                     Esempio Singolo risonatore

                                                                              Assorbitore
                                                    Capacitori

                                                     Feedline
                                                                              Induttore

    CdS 11-12 Luglio 2017                Andrea Giachero                                    2
Produzione rivelatori durate il 2018 (con’t)

                         Immagini SEM per due differenti configurazioni

                                                      Capacitore

                                                    Assorbitore

                                Assorbitore

                                                              Capacitore
                                                                           Induttore
                                    Induttore

 CdS 11-12 Luglio 2017                   Andrea Giachero                               3
Caratterizzazione dei rivelatori
●
    Caratterizzazione dei rivelatori iniziata a Gennaio 2018 e attualmente in corso;
●
    Risultati preliminari hanno evidenziato un funzionamento non ottimale:
    → il segnale in uscita risulta notevolmente attenuato su tutta la banda di
    frequenza di lettura;
●
    A Maggio 2018 è stata effettuata una produzione specifica per studiare il
    problema;
●
    Dai risultati sono stati esclusi problemi di design;
●
    Il problema è stato individuato nel Nitruro di Silicio depositato sul substrato di Silicio
    necessario per creare la membrana al di sotto dell’assorbitore;
●
    Per risolvere il problema si pensa di testare entro la fine del 2018 tre nuove varianti
    di produzione ;
    ●
        Annealing dei dispositivi per rimuovere eventuale idrogeno residuo nella
        membrana di Nitruro di Silicio;
    ●
        Rimozione del Nitruro di Silicio tranne dove sia necessario mantenerlo:
        membrana più un bordo attorno ad essa;
    ●
        Deposizione di Nitruro di Silicio su wafer di silicio utilizzando un processo LPCVD,
        in alternativa al PECVD, sfruttando una facility esterna;

    CdS 11-12 Luglio 2017               Andrea Giachero                                    4
Attività (eventualmente) previste per il 2019

●
    Si è confidenti che almeno una delle tre varianti proposte dia una risultato
    positivo

●
    Individuata la migliore tra le tre procedure studiare verranno prodotti nuovi
    rivelatori con membrana rilasciata e deposizione dell’assirbitore;

●
    Il quarto anno di progetto viene dunque richiesto per poter caratterizzare i nuovi
    rivelatori, compensando anche il ritardo inaspettato dovuto all’FBK durante il
    2017;

●
    Il 2019 sarebbe quindi totalmente dedicato a campagne di misura e
    caratterizzazione;

●
    I referees, che già stanno monitorando i risultati da qualche mese, e la
    Commissione Scientifica Nazionale 5, dovrebbero dovrebbero dare parere
    affermativo o negativo sulla richiesta per il quarto anno durante la riunione di
    Settembre 2018

    CdS 11-12 Luglio 2017            Andrea Giachero                                 5
Preventivi 2019: Anagrafica
 Sezione INFN di Milano-Bicocca
 Nome                       Posizione                                                          Percentuale
 Marco Faverzani            Assegnista di Ricerca Università, associato INFN                      29%
 Andrea Giachero            Ricercatore Universitario (RTD), associato INFN                       29%
 Angelo Nucciotti           Professore Associato, associato INFN                                  20%
 Andrei Puiu                Assegnista di Ricerca Università, associato INFN                      20%

 Sezione INFN di Genova
 Nome                       Posizione                                                          Percentuale
 Sergio Di Domizio          Ricercatore Universitario (RTD), associato INFN                       20%

 Sezione INFN di Roma1
 Nome                       Posizione                                                          Percentuale
 Da de)nire                                                                                       20%

 TIFPA, Trento Institute for Fundamentals Physics Applications
 Nome                       Posizione                                                          Percentuale
 Benno Margesin             Dirigente di Ricerca FBK, associato INFN                              20%
 Renato Mezzena             Tecnologo Universitario, associato INFN                               40%

                                                                               Totale in FTE     1.98

                               Nessuna varazione rispetto al 2018

 CdS 11-12 Luglio 2017                       Andrea Giachero                                                 6
Preventivi 2019: Richiesta Finanziaria
            Sezione di Milano Bicocca
            Capitolo        Descrizione                                                          Spesa [€]
            Consumo         LHe per criostato a diluizione ( 4 ra1reddamenti da 15 giorni)           0
                            Produzione rivelatori presso l’FBK                                       0
                            Studi preliminari presso l’INRiM di Torino                             5’000
                            Materiale di consumo per criogenia, elettronica e meccanica            2'000
            Missioni        Viaggi per meeting e per raggiungere le aree sperimentali              2'000
            Sezione di Genova
            Consumo         Materiale di consumo per elettronica                                   2'000
            Missioni        Viaggi per meeting e per raggiungere le aree sperimentali              1'000
            Sezione di Roma 1
            Consumo         Materiale di consumo per criogenia, elettronica e meccanica            2'000
            Missioni        Viaggi per meeting e per raggiungere le area sperimentali              1'000
            TIFPA
            Consumo         Materiale di consumo per criogenia, elettronica e meccanica            2'000
            Missioni        Viaggi per meeting e per raggiungere le aree sperimentali              1'000
                                                                                        Totale    18'000

Richieste alla sezione → Invariate rispetto al 2018
●
    Ospitalità presso il Laboratorio di Criogenia, dove la maggior parte delle attività di
    caratterizzazione saranno svolte;
●
    Disponibilità dell'officina meccanica, per                            eventuali         lavorazioni      di   parti
    meccaniche (sostegni, holder, rame, etc);
    CdS 11-12 Luglio 2017                          Andrea Giachero                                                  7
BACKUP
SINGLE
Processo di Produzione                                                 KIDS_RD

                                                           da M. Faverzani, A. Giachero et al.
                                           poster che verrà presentato alla Conferenza LTD17
                                                    Kurume, Fukuoka, Japan, July 17-21, 2017

 CdS 11-12 Luglio 2017   Andrea Giachero                                                  4
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