Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF)
Projeto Neutrinos Angra
Status do Projeto ANGRA
V Encontro de Trabalho
Laudo Barbosa
Santo André, 26 de Junho, 2009
Histórico do design para o detector
A condição geográfica privilegiada dos reatores nucleares em Angra dos Reis aponta
para um detector que poderia medir o ângulo de mistura 13 com excelente precisão
Tal projeto implica alto custo (50M$), e exige colaboração internacional. Outras
colaborações internacionais já estão em andamento (ex: Double Chooz, Daya Bay)
O Projeto NEUTRINOS ANGRA, financiado pela FINEP (<1M$), prevê medidas do
fluxo de anti-neutrinos e nos permite o início de um trabalho científico e tecnológico
com perspectivas motivantes de médio e longo prazo
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Histórico do design para o detector
• Projeto original
• Inspirado em DoubleChooz
• Boa resolução em energia
• Custo alto (humano e material)
• Mecânica complexa
• Baseado em uso de cintilador líquido
Este design não pode ser realizado em
Angra (usa material inflamável, exige
laboratório subterrâneo)
Histórico do design para o detector
“caipirinha”
“robusto”
alvo
gama catcher
buffer
PMT
• Alternativas
• Detector “robusto” prevê volumes sólidos (cintilador e acrílico)
• Baixo custo, mecânica simples
• Detector “caipirinha” lembra modelo DoubleChooz, mas é mais simples
• Ambos têm custo muito inferior ao modelo DoubleChooz
• “Caipirinha” usa cintilador líquido
Estes designs não podem ser realizados em Angra
(para o modelo “robusto” não encontramos cintilador sólido dopado com gadolínio no mercado)
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Histórico do design para o detector
P
P
M3
h1
h2
h1
M1
H
H
M3
h3
M1
d
M2
d
M2
P
L
Propostas de laboratórios subterrâneos (submetidos à eletronuclear)
• O estudo do impacto ambiental toma muito tempo
• Tem que ser feito por engenheiros da Eletronucler
• Chances de autorização por parte da Eletronuclear são remotas
• O custo das instalações seria proibitivo no momento
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Status
Neutrinos
Água + Gadolínio
Design atual:
• Resultados do grupo de Livermore demonstram viabilidade de se detectar captura
de neutrons em água + Gd  neutrinos podem ser detectados em água
• Eletronuclear pode fornecer água de excelente qualidade
• Custo bastante reduzido relativamente aos outros modelos estudados
• Já temos um detector operando com água em um contêiner em Angra II
• O detector tem que ser operado em superfície (  um desafio para o projeto)
(*) detalhes: outra apresentação neste encontro
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Status
Eletrônica de front-end
• O circuito preliminarmente proposto (AngraNote 001-2007) tem sido usado em várias
medidas com diferentes PMTs (Hamamatsu, Philips, EMI)
• Um circuito discriminador foi adicionado, provendo saída digital (além da analógica)
• No momento concluímos a fabricação de 25 canais para outro projeto (Monrat)
Sistema de Veto (apresentação neste encontro)
• 470m de barras cintiladoras foram comprados no Fermilab
• Cada barra tem comprimento 1.60m, largura 5cm, espessura 1cm
• As barras vêm com furo para introdução de fibra óptica
• Em princípio será adotado o mesmo conceito originalmente proposto (barras X&Y
para uso também em calibração, PMT multipixel para leitura de sinais)
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Status
Simulação (três apresentações neste encontro)
• Foi simulada a penetração de nêutrons em um volume de água. Os resultados
obtidos concordam com estimativas analíticas e com resultados experimentais de
outros grupos
• Foi simulada a produção de fotoelétrons pelo processo Cerenkov em água, por
aniquilação de pósitrons, por múons e por captura de nêutrons (estão sendo feitas
medidas para comparação)
• Repositório de versões do GEANT com implementação de geometrias pre-definidas
para o detector ANGRA (AngraNote 008-2009)
• Estudo da correlação entre espectro de anti-neutrinos e queima de combustível
nuclear
Eletrônica & Aquisição de dados (três apresentações neste encontro)
• Progressos na comunicação com barramento CAN para eletrônica de slow control.
• Progressos no desenvolvimento de eletrônica de controle (HV, PIC, DAC, ADC...)
• Projeto para o sistema de aquisição de dados físicos (para detector central e para
sistema de veto) em andamento
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Status
Detector de raios cósmicos em Angra
• Detector + sistema de aquisição de dados + software instalados
• Conexão via internet estabelecida (acesso a partir de uma máquina no CBPF)
• Update previsto para o mês de Julho (hardware, software e comunicação)
Gestão
• Foi entregue o primeiro relatório parcial à FINEP
• Foi solicitado o desembolso da última parcela do financiamento
• Será solicitada (até o final do ano) a prorrogação do projeto
• Técnicos da FINEP visitarão o contêiner em Angra no segundo semestre/2009
Angra Notes
• 8 publicadas até o momento
• Nota #9 submetida há dois dias (24/07/09)
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Status
TDR
• Iniciada a redação do TDR
• Versão draft_0 em curso
• Primeira versão antes do final de 2009
Capítulos do TDR / Responsáveis:
• Overview / João dos Anjos, Hiroshi
• The Central Detector / Laudo
• The VETO System / Marcelo Leigui
• Electronics and Data Acquisition / Herman
• Simulation and data Analysis / Pietro
Tanto o TDR quanto outras tarefas de projeto
têm sido discutidos em reuniões periódicas pelo
skype – convocações e minutas são enviadas à
lista ANGRA_PROJECT
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Conclusões
Conclusão apresentada no relatório FINEP
... o projeto se desenvolve muito bem, embora esteja atrasado devido à dificuldade natural
de cooperação com a ELETRONUCLEAR, já que envolve colocação de detector junto a
uma usina nuclear para produção comercial de energia onde todos os detalhes devem ser
examinados para garantir a segurança do reator e do sitio da usina como um todo. As
perspectivas são muito boas pois agora já dispomos de um laboratório no local, e estão
definidas as condições de contorno quando ao dimensionamento e características do
detector, restando agora sua construção. Para concluir o projeto necessitaremos
prorrogação da vigência do convênio, que será solicitada oportunamente.
• O detector de neutrinos para Angra-II será instalado em superfície
• Adotamos a técnica de radiação Cerenkov em água (viabilidade e custo acessíveis)
• Desafios importantes devem ser enfrentados para concretizar o projeto
• O ritmo do trabalho deve se acelerar, para que seja concluído em 2010
• Importante documentar todas as atividades em AngraNotes e no TDR
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