Radiation resistance of the ATLAS-ALFA electronics and trigger efficiency analysis at √s = 13 TeV and β. ∗ = 2.5 km

Other Title(s)

مقاومة إلكترونيات كاشف ألفا-أطلس بسيرن و حساب كفاءة عملية الاصطفاء من خلال تحليل بيانات الكاشف عند طاقة مركز كتلة 13 تيرا إلكترون فولت و خصائص موجية محددة

Dissertant

Abd al-Maghari, Abd al-Rahman Yasir Abd Allah

Thesis advisor

Shabat, Muhammad Musa
al-Ghusayn, Mahir Umar

University

Islamic University

Faculty

Faculty of Science

Department

Department of Physics

University Country

Palestine (Gaza Strip)

Degree

Master

Degree Date

2018

Arabic Abstract

كاشف ألفا المنشئ تحت الأرض في مسارع الهادرونات الكبير بسيرن يتأثر بالإشعاع بسبب قربه من شعاع البروتونات، سواء كان التأثير بشكل أني بسبب شدة الإشعاع أو تراكميا يسبب كمية الجرعة المستقبلة حائل فترة زمنية معينة، معظم أجزاء الكاشف محمية بشكل جزئي.

لكن الإشعاع المتبقي يؤثر على الإلكترونيات الخاصة بالكاشف مقاومة الإلكترونيات الخاصة بلقا متضمنا اللوحة الأم - لوحة مضخم الفوتونات - لوحة المحفز - لوحة المراقبة والتحكم المحلية ) تمت دراستها في هذا العمل بالإضافة إلى ذلك تم حساب كفاءة عملية الانتقاء الكاشف للتصادمات المرنة بين البروتونات عند مستوى قوة كولوم.

و تم حسابها لبيانات حقيقية من مصادم الهادرونات الكبير عند طاقة مركز كتلة تساوي 13 تيرا إلكترون فولت و عند خواص ضوئية محددة لكاشف الفا النتائج أظهرت أن اللوحة الأم تعطلت ما بين جرعة تساوي 500 ل 600 جراي بشكل عام بينما لوحة المراقبة و التحكم المحلية توقفت عن العمل بشكل صحيح في مرحلة مبكرة جدا من عملية الإشعاع توقفت هذه اللوحة عن العمل بشكل جزئي مراقبة المتغيرات ) عند جرعة ابتداء من 59 جراي في العينة الأولى و أقل من 94 جراي في العينة الثانية، بينما توقفت بشكل كلي عن العمل عن المراقبة والتحكم ) عند جرعة ابتداء من 184 جراي للعينة الأولى و ما بين 94 جراي و 194 جراي للعينة الثانية بسبب شدة الإشعاع تأثرت بعض المكونات بشكل عشوائي منها أحد أجزاء لوحة المحفز الخاص بتفعيل قراءة البيانات بشكل اصطفاني من الكاشف.

تم حساب كفاءة الاصطفاء بشكل فردي لكل كاشف في هذا الدراسة باستخدام طريقتين الأولى باستخدام معلومات محفز ألفا من بيانات ألفا الكلية والثانية باستخدام العناصر المنطقية في معالج التحفيز المركزي الخاص بأطلس الكفاءة باستخدام الطريقتين أعلى من 99.8% باستثناء الكاشف رقم 7 و 8 في الكاشف رقم 8 الكفاءة أعلى من 99.42% ما عدا في عملية التشغيل رقم 309010 وتساوي 98.55% أما في الكاشف رقم 7 فتتغير الكفاءة من 98.36% إلى 99.68%.

كفاءة المحفز للتصادم المرن نوع 15 و 18 و اللذان يتم استعمالهما في تحليل البيانات الفيزيائية الخاصة بالكاشف في صاحبة أعلى كفاءة لأنها تستفيد من بوابة الاختيار المنطقية ما بين الكاشفين على يمين نقطة التصادم وعلى يسارها و هي أكبر من 99.97% في كلا نوعي التصادم أسباب غير البررة أم في حاجة الحة ؛ فطرة تدفع بالبشرية للتوثيق لتجميد اللحظات في خزان الذكريات الخاص بها لتلك التفاصيل التي لربما تكون مملة للبعض ولبعض الآخر تبدو متلاشية في الماء وقلة قليلة التي لا ترى في ضياعها إلا خسارة كبيرة فلذلك، الاهتمام جوهر لاإنسانية جوهر الحياة لأناس عرفوا قدرها بكل ما فيها وسعوا لتخليدها ...

لقائلها.

English Abstract

ALFA detector installed in LHC underground area is affected by the risk of radiation; both Single Event and Total Ionizing Dose effects, most of the detectors equipment are partially shielded.

The residual radiation affects the electronics and the unshielded parts of the detector.

The radiation hardness of ALFA electronics including (the Motherboard, the Photomultiplier Fronted board, Trigger Mezzanine board as well as embedded local Monitoring board - ELMB) has been studied in this thesis.

In addition, the trigger efficiency of the ALFA has been investigated for elastic like events in center mass energy √? = ?? ??? and amplitude function at the interaction point ? ∗ = ?.

? ?? data using the calibration stream.

The results show that through the total ionization dose effect the Motherboard doesn’t withstand with a dose higher than 500 Gy in general where the ELMBs are damaged and stop working properly for doses much lower.

It stop working probably (partially damaged) at dose higher than 59 Gy for the first sample and less than 94 Gy for the second one where it stop working completely (fully damaged) for a dose higher than 184 Gy in the first sample and between from 94 Gy to 194 Gy for the second one.

Through the Single event effect, the first trigger PMF died between 194 Gy and 284 Gy whereas the second died because of a too high radiation dose ~ 600 Gy, by the TID.

The trigger efficiency for the individual ALFA detector is found in two ways using the ALFA trigger information from ALFA data and using the CTP items.

The efficiency in the two cases is above 99.8% except for detector B7L1U and B7R1L for all runs, in B7R1L the efficiency is higher than 99.42% for all runs except for run 309010 at 98.55 ± 0.0219%, in detector B7R1U the efficiency varies from 98.36% to 99.68%.

The L1 ELAST15 and L1 ELAST18 CTP items which benefit from the loose ’OR’ condition between the two detectors on the same side of the IP, give the highest overall efficiency, larger than 99.97%, close to 100%.

Main Subjects

Physics

Topics

• Radiation effects
• Electronics

No. of Pages

116

Table of Contents

• APA
• MLA
• AMA

Language

English

Data Type

Arab Theses

Record ID

BIM-902543