STEREO Recherche de neutrinos stériles auprès du réacteur de l’ILL

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1 STEREO Recherche de neutrinos stériles auprès du réacteur de l’ILL
Stéréo - Chefs de service - novembre 2014

2 Anomalie des neutrinos de réacteur
Emis par désintégration β- des produits de fission. Détectés par leur réaction de désintégration β inverse Flux neutrinos mesuré auprès des réacteurs à courtes distances (<100m) systématiquement inférieur au flux attendu. Hypothèse: neutrino stérile Etude de l’oscillation à très courte distance auprès des réacteurs Stéréo - Chefs de service - novembre 2014

3 Le concept STEREO Nouvelle expérience réacteur à courte distance
→ L = 10m Réacteur compact pour ne pas atténuer les oscillations dans la source → ILL cœur (~40 cm) Détecteur permettant de voir les oscillations en distance et en énergie → Détecteur segmenté Technologie éprouvée pour un début de prise de données en 2015 → Scintillateur dopé au Gd Véto muons Blindage Polyéthylène Blindage Plomb Stéréo - Chefs de service - novembre 2014

4 Le détecteur STEREO Cible et détection :
Scintillateur liquide dopé Gd (1x1x2 m3) Cloisonnement optique : 6 cellules Cible entourée d’un scintillateur non dopé → capture γ/meilleure efficacité neutron Lumière vue par PMTs 8″ au dessus Stéréo - Chefs de service - novembre 2014

5 Les blindages Blindage passif Blindage actif
Pb: 10cm, 20cm bas, 15cm haut Polyéthylène boré: 15cm faces latérales, 20cm bas, 30 cm haut Blindage actif Véto muon : Cherenkov à eau 20 cm Couronne externe 30cm Aménagement de la casemate μ nth nf PEHD Veto μ PSD γ Veto µ PEHD Pb Stéréo - Chefs de service - novembre 2014

6 Collaboration STEREO Véto µ Electronique, Acquisition de données
Contrôle lent Injection lumière Coordination projet Détecteur interne Etude sécurité Scintillateur liquide PMTs Blindage détecteur Système calibration avec sources Murs latéraux et frontaux Coordination ILL Etude sécurité Aménagement casemate Stéréo - Chefs de service - novembre 2014

7 STEREO au LPSC Contributions techniques Physiciens Véto muons
SDI : C.BERNARD, M. CHALA, M. HEUSCH Electronique et Acquisition de données Service Electronique : G.BOSSON, JL.BOULY, O.BOURRION, J.BOUVIER, C.LI, N.PONCHANT, D.TOURRES Système d’injection de lumière G.BOSSON, C.LI, M.HEUSCH Physiciens F.MONTANET, J.LAMBLIN, JS.REAL, A.STUTZ S.SZLOSDOS, T.SALAGNAC, V. HELAINE Stéréo - Chefs de service - novembre 2014

8 STEREO au LPSC Véto muon Efficacité de détection des muons > 95 %
Faible sensibilité aux neutrons et aux gammas Faible capacité calorifique Détecteur Cherenkov à eau Elément de protection incendie → Résistance sismique de la cuve Stéréo - Chefs de service - novembre 2014

9 STEREO au LPSC Véto muon
Conception, construction et test d’un prototype de véto muon Cuve en PMMA(3m*2m*25cm) remplie d’eau déminéralisée dopée avec 4-MU (shifter de longueur d’onde  + de lumière) habillée de Tyvek (réflexion/diffusion) équipée de 20 PMTS sur le dessus Placée dans une chambre noire : 5 m x 6 m à ossature bois installée dans le hall Ariane Télescope muon: 2 X 8 scintillateurs plastique vus par 2 PMTs Caractérisation de l’efficacité du véto muon Stéréo - Chefs de service - novembre 2014

10 Boite noire Télescope muon Cuve PMTs sur les faces Cuve PMTs dessus
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11 STEREO au LPSC Electronique et acquisition de données
Conception, test, production et installation de l’électronique, des triggers et de l’acquisition de données du détecteur. Design des bases des PMTs (dynamique pe/PMT) Carte Front-End 8 voies (FADC 250 MHZ + FPGA) Carte trigger/centralisation Système HV (CAEN) ~ 75 voies +1,5kV 1mA/PMT Gestion du slow control : sondes de température, pression, niveau, HT PMTs Acquisition de données Carte trigger Carte FE au format µTCA µTCA Stéréo - Chefs de service - novembre 2014

12 STEREO au LPSC Système d’injection de lumière à base de LED
Pour chaque volume optique (6 cel. cible + 4 cel. GC + veto) Calibrer le gain (PMTs + électronique) Mesure r la linéarité (électronique et PMTs) Contrôler la transmission du scintillateur Signal lumineux: LED (450 et 390 nm) Fibres + diffuseurs dans le détecteur 3 fibres /cellule (#3 hauteurs) Boitiers de distribution : lumière sur fibres 1 boite par hauteur / 16 fibres par boite 1 déclenchement par boite Carte commande LED (format µTCA) Stéréo - Chefs de service - novembre 2014

13 Avancement technique Véto: Electronique: Injection de lumière
Deux configurations testées (PMTS sur les faces latérales et sur le dessus) Principe eau+ tyvek+4Mu validé PMTs et bases(service électronique) testés dans la configuration finale véto Attente de validation du design de la cuve véto pour tenue au séisme et protection incendie Installation prévue à l’ILL: printemps 2015 Electronique: Bases des PMTs détecteur définies. Fabrication: décembre 2014 2 cartes FE prototype 4 voies : Validation du FPGA + FADC 250MHz 1 carte envoyée à Saclay pour tests proto détecteur 1 carte au LPSC, utilisée pour des mesures de physique Carte FE prototype 2 voies : Validation du standard µTCA Carte FE proto 8 voies en cours de test (physiciens) Carte trigger réalisée en cours de test Carte commande LED en cours de définition Injection de lumière Prototype distribution lumière par faisceau de fibres en cours de tests Contribution aménagement casemate ILL: Un mur déjà monté Stéréo - Chefs de service - novembre 2014

14 Bilan financier - Planning
Bilan global: Total ANR + Instituts = K€ Déficit : 370K€ Surcoût sécurité : protection feu, cuve du détecteur, aménagement casemate ILL Bilan LPSC: Planning Contraintes de sécurité ASN Redéfinition intérieur cuve détecteur en attente validation par NECS pour risque sismique → retard dépôt du dossier ASN Difficultés(€)définition protection feu Décalage du planning Dépôt dossier ASN + appels d’offre : Fin 2014 Installation du blindage à l’ILL : Printemps 2015 Intégration/montage du détecteur au LPSC (Hall Ariane) : Eté 2015 Installation détecteur à ILL : Automne 2015 Prise de données : + 32K€ Stéréo - Chefs de service - novembre 2014