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• convezione
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• temperatura
• temperature

La mia tesi consiste nell'analisi dei rischi del sistema di raffreddamento del calorimetro elettromagnetico Mu2e. L'obiettivo dell'esperimento Mu2e al Fermilab è la ricerca della conversione coerente di un muone in un elettrone. Il calorimetro ha la funzione fondamentale di misurare l'energia degli elettroni, il tempo e la posizione dell'impatto. Il calorimetro è un rilevatore complesso, progettato per operare in un ambiente ostile nel vuoto. Il capitolo 1 riporta una breve descrizione della motivazione fisica dell'esperimento Mu2e e dell'apparato sperimentale. Il capitolo 2 riporta la descrizione del calorimetro elettromagnetico Mu2e. Il capitolo 3 riporta la descrizione del sistema di raffreddamento del calorimetro, compresi i vincoli in termini di temperatura operativa posti dai photomultipliers di silicio, l'elettronica di front-end e di acquisizione dati, l'architettura del sistema e l'analisi idraulica. Il capitolo 4 riporta la descrizione delle comuni tecniche disponibili per effettuare l'analisi dei rischi di un sistema fisico. I capitoli 5 e 6 riportano la descrizione dell'analisi dei rischi del sistema di raffreddamento del calorimetro che abbiamo sviluppato utilizzando le procedure denominate rispettivamente Failure Mode, Effects and Criticality Analysis e What If? Analysis. Il capitolo 7 riporta uno studio preliminare delle prestazioni del sistema di raffreddamento che utilizza il perfluoro-n-esano come possibile alternativa alla soluzione di glycol monopropilenico. Il capitolo 8 riporta le conclusioni della tesi.

My Master Thesis consists in the risk analysis of the Mu2e electromagnetic calorimeter cooling system. The physics goal of the Mu2e experiment at Fermilab is the search for the neutrino-less coherent conversion of a muon to an electron. The calorimeter has the fundamental function of measuring the electrons energy, time and position of impact. The calorimeter is a challenging detector, designed to operate in a hostile environment in vacuum. Chapter 1 reports a brief description of the Mu2e experiment physics motivation and experimental machinery. Chapter 2 reports the description of the Mu2e electromagnetic calorimeter. Chapter 3 reports the description of the calorimeter cooling system, including the constraints in terms of operational temperature posed by the silicon photomultipliers, the front-end and data acquisition electronics, the system architecture and hydraulic analysis. Chapter 4 reports the description of the common available techniques to carry out the risk analysis of a physical system. Chapters 5 and 6 report the description of the risk analysis of the calorimeter cooling system that we have developed using the procedures named respectively Failure Mode, Effects and Criticality Analysis and What If? Analysis. Chapter 7 reports a preliminary study of the cooling system performance using perfluoro-n-hexane as a possible alternative to the monopropylene glycol solution. Chapter 8 reports the conclusions of the Thesis.