Meld je aan voor onze Precisie Extrusie Masterclass op 28 februari! Aanmelden >

Muon spectrometers voor experiment van CERN

Een nieuwe generatie spectrometers voor het onderzoek van een baanbrekend instituut.

Het Max-Planck-Institut für Physik (MPP) is een baanbrekend instituut dat al veel impact gemaakt heeft in de wereld van elektronica. Het Duitse bedrijf is geheel toegewijd aan ontwikkelingen op het gebied van elektronica. Het instituut zet dankzij hun 10 micron precisie van draadpositie een ongekend wereldrecord.

Het bedrijf voert fundamenteel onderzoek uit met een focus op elementaire deeltjesfysica en astro-deeltjesfysica. Als onderdeel van het ATLAS-experiment benodigd MPP zeer dunwandige aluminium buizen met een hoge precisie. Deze aluminium buizen , ook wel driftbuizen genoemd, vormen de kern van een nieuwe generatie muondetectoren in het ATLAS-experiment van CERN. De vorige generatie spectrometers was betrokken bij de opsporing van het befaamde Higgs boson in 2012. Peter Higgs heeft hiervoor in 2013 de Nobelprijs voor Natuurkunde toegekend gekregen.

Ingenieurs en wetenschappers monteren momenteel acht van deze moderne detectoren. Hun hogere prestaties zullen al een rol gaan spelen in de komende meetfase (3e run van 2022 tot 2023). In totaal zullen 100 van deze detectoren de komende drie jaar worden gebouwd aan het MPP en het Fermilab USA i.s.m. universiteiten in de VS. Ze zullen worden geïntegreerd in ATLAS tijdens de volgende lange shutdown van 2024 tot 2027.

Ongekende precisie in de nieuwe generatie Spectrometers

“De nieuwe driftbuizen hebben een diameter van 15 mm, slechts de helft van de eerdere modellen. De signalen kunnen nu binnen 200 nanoseconden worden uitgelezen, dat is vier keer sneller dan voorheen. Dit betekent dat de driftbuizen en hun elektronica minder tijd worden blootgesteld aan de neutronen- en gammastraling die alomtegenwoordig is in de ATLAS-detector – en daarom 10 keer sneller kunnen reageren op muonen”, legt Dr Hubert Kroha -projectleider MPP- uit.

Een belangrijke bijdrage aan de hoge ruimtelijke resolutie wordt geleverd door de ongelooflijke mechanische precisie van de muonkamers. Tijdens de constructie van de kamers worden de posities van de teldraden in het midden van de driftbuizen met een nauwkeurigheid van 5 micrometer gemonteerd. Ter vergelijking: een mensenhaar is ongeveer 100 micrometer dik.

Aan deze geëxtrudeerde aluminium buizen worden zeer hoge eisen gesteld m.b.t. dunne wanddikte (0,4 mm), rondheid en concentriciteit binnen 0,1 mm en lage oppervlakteruwheden die allemaal ver buiten de reguliere normen liggen. Hier vreesden we voor de maakbaarheid van dergelijke buizen.

Mifa Masterclass Precisie Extrusie

“Tijdens een Masterclass aan de Mifa academy leerden we over de bijzondere mogelijkheden in precisie extrusie bij MIFA. Hierdoor waren wij in staat om in goede samenwerking met Mifa een buis te construeren met  de juiste specificaties en die de volgende stap voor onze nieuwe generatie muon spectrometers te realiseren. Tevens konden we ook voor de oppervlaktebehandeling bij hun laten uitvoeren zodat we slechts één aanspreekpartner hebben.”

Mifa organiseert deze Masterclasses voor engineers en constructeurs om onze kennis over de mogelijkheden van aluminium precisie extrusie te delen. Inspiratie en kennis staan centraal tijdens de Mifa Masterclasses. Tijdens de masterclass leert u om aluminium precisie extrusie optimaal in te zetten zodat u een beter profiel en uiteindelijk beter eindproduct kunt ontwikkelen. Met als -mogelijk- bijkomend voordeel lagere kosten dankzij efficiënte ontwerpen. U kunt gratis deelnemen aan een online masterclass.

Mifa levert een ongekende nauwkeurigheid

Bij Mifa draait alles om kennis en techniek. Met ons uitgebreide machinepark en onze kennis op het gebied van aluminium- en magnesiumprofielen produceren we de meest nauwkeurige profielen. Samen met Max Planck Institute for Physics werkten we aan het Project ATLAS Detector CERN Geneva. Een project waarbij Mifa’s precisie extrusie met maattoleranties van ±0,02 mm en zeer dunne wanddikte Max Planck Institute for Physics ongekende mogelijkheden geeft.

Het ATLAS project vereist voor alle onderdelen een ongekende nauwkeurigheid. Speciaal om deze reden kiest Max Planck Institute for Physics om de aluminium profielen bij Mifa te laten maken. Het ontwerp vereist namelijk een wanddikte van 0,4 mm, waarbij er amper een afwijking in mag zitten. De gangbare normen voor extrusie van aluminium profielen staat vaak afwijkingen toe van ±0,15mm. Mifa kan tot een nauwkeurigheid van ±0,02 mm extruderen. Dit was de reden dat Max Planck Institute for Physics Mifa koos als partner voor dit uitdagende project.

Meer over precisie extrusie

Oppervlaktebehandelingen voor een speciale zuiverheid

Naast de precisie die Mifa levert is er nog een andere reden waarom Max Planck Institute for Physics voor Mifa koos. Om het aluminium profiel te beschermen ondergaat het product een oppervlaktebehandeling. De oppervlaktebehandeling is een chemische bewerking van het metaaloppervlak. De laag die over het profiel gaat, genaamd Surtec, zorgt er onder andere voor dat het profiel beschermd wordt tegen corrosie.

Bij Mifa hebben we niet alleen kennis van machining, precisie extrusie en assemblage. Dankzij de volledig geautomatiseerde grote en kleine productielijnen van Mifa Surface Treatment zijn we in staat om het gehele oppervlaktebehandelingsproces voor onze eigen rekening te nemen. Dit bespaart uiteindelijk in tijd en kosten van het totaalproces.

Meer over oppervlaktebehandelingen

Speciale verpakking

In samenwerking met Max Planck Institute for Physics heeft Mifa een speciale verpakking ontwikkeld om de high-tech profielen te beschermen tijdens het vervoer. Dankzij de op maat gemaakte verpakkingen blijven alle producten perfect op hun plaats zitten.

Neem contact met ons op

Bel of mail Rick

Area Sales manager