Spagna – Capsule di plastica – Suministro de fabricación de cúpulas de polimetacrilato de metilo de muy alta transparencia a luz ultravioleta por termo conformado para la obtención de cubiertas anti-implosión para fotomultiplicadores de 20 pulgadas para el experimento Hyperkamiokande.

Hyper-Kamiokande (HK) è il progetto di costruzione di un telescopio di neutrini internazionale, evoluzione dei rivelatori Kamiokande e Super-Kamiokande. Il rivelatore HK sarà costruito a 620 m sotto terra, con l'obiettivo di osservare neutrini, decadimento dei protoni e altri fenomeni fisici. L'esperimento si svolgerà in un enorme serbatoio cilindrico d'acqua, di ~70 m di diametro e ~70 m di profondità, riempito con una megatonnellata di “acqua ultrapura” estremamente trasparente, sulle cui pareti saranno installati decine di migliaia di fotosensori (Photo-Multiplier Tubes, ‘PMTs’ da qui in avanti) sensibili alla luce chiamata luce Cherenkov prodotta dalle particelle, come il neutrino, quando interagiscono con l'acqua. La Spagna partecipa a questa grande infrastruttura di ricerca e lo fa attraverso il Consorzio LSC che sarà responsabile di coordinare e sviluppare la partecipazione spagnola nella costruzione del rivelatore di neutrini HK, che include il finanziamento di nuovi progetti e interventi da realizzare in HK, per il progetto, la fabbricazione e l'installazione di capsule di protezione dei fotomultiplicatori. A tal fine, è stata sviluppata una copertura “anti-implosione” per ciascuno dei PMT da 20 pollici dell'esperimento HK, composta da due parti unite tra loro: la prima, formata da acciaio, che riveste la parte posteriore del PMT; e la seconda, realizzata a partire da lastre di polimetacrilato di metile di altissima trasparenza ai raggi ultravioletti (PMMA UVT), che è posizionata nella parte anteriore del PMT e deve essere trasparente ai fotoni Cherenkov che si intende rilevare con esso. La trasparenza ai raggi ultravioletti della cupola di PMMA UVT è, di gran lunga, il parametro più importante che determina la funzionalità della copertura protettiva per il PMT da 20” di HK. È per questo che, oltre a partire da una lastra di PMMA UVT di eccellente trasparenza, che è stata prodotta esplicitamente per soddisfare le esigenze di trasparenza del progetto HK, è necessario un processo di trasformazione fino alla realizzazione della cupola che riduca tale trasparenza al minimo indispensabile. È per questo che il processo di trasformazione che è stato validato fino ad oggi è il termoconformato, in cui la lastra di PMMA UVT viene riscaldata fino a una temperatura in cui può essere deformata da una sovrapressione d'aria, fino a raggiungere la geometria necessaria fissata per la cupola. Durante tutto il processo, e in particolare durante il processo di riscaldamento e conformazione, è necessario evitare in qualsiasi modo che polvere o qualsiasi altro tipo di impurità possa aderire alla superficie della cupola conformata, causando una potenziale riduzione della alta trasparenza iniziale ai raggi UV della lastra. Oltre alla sua trasparenza, un altro fattore cruciale per la sopravvivenza di oltre 10 anni di acquisizione dei dati dell'esperimento HK è la resistenza meccanica delle coperture protettive. Il LSC ha effettuato test di validazione con coperture di diversi spessori conformate a partire da lastre di PMMA UVT e ha validato che uno spessore di 13 mm soddisfa i minimi requisiti di resistenza necessari per il progetto. Pertanto, la copertura di PMMA UVT generata a partire da una lastra di 13 mm di spessore è sufficiente per mitigare la propagazione dell'onda d'urto e minimizzare i danni causati all'esperimento dalla perdita di PMT rotti.