Dune cdr the Single-Phase Protodune

Chapter 4: Detector Installation
4–125
4.5
Cathode Plane Assemblies (CPAs)
Individual CPA modules will be delivered to EHN1 in containers as shipped from the production
sites. Each CPA module weights roughly 24 kg and will be lifted out of the shipping crate by
hand. Three CPA modules will be placed on a flat surface and screwed/pinned together to form a
CPA column. The crane then will be attached at the top end of the CPA column with appropriate
lifting straps and shackles. The assembled CPA column will be lifted to the vertical position.
Once the successive CPA column is formed, it is brought together with the previous one within
1 mm along their (vertical) length. This alignment is provided by two pins located on the side of
the CPA that will fit into a vertical slot on the side of the next CPA. Six CPAs columns locked
together will eventually form the cathode plane and moved inside the cryostat through the TCO
and positioned parallel to the APA plane at the design drift distance. Refer back to Figures 2.15
and 2.17 in Section 2.3.
4.6
Field Cage (FC)
Three basic elements comprise the FC: the top, bottom and end-wall FC assemblies. The top and
bottom FC assemblies are basically mirror assemblies that are hinged from the top and bottom of
the CPAs. Figure 4.6 (left) shows a top/bottom FC assembly in which the ground plane covers
one side of the field shaping profiles. The right hand image in the figure shows the CPA pair with
top and bottom field cages attached. These will be attached to both sides for the ProtoDUNE-SP
installation.
Figure 4.6: Left: top or bottom FC assembly (they are symmetrical). Right: side view of a CPA pair
with four field cages (two top and two bottom) attached.
ProtoDUNE Single-Phase Technical Design Report

---

Chapter 4: Detector Installation
4–126
The end-wall FC assembly is constructed from four stacked end-wall FC modules. Figure 4.7 shows
one of the end-wall FC modules. Four of these modules will be stacked and connected together to
build the end-wall. The stacking will be done by the overhead hoist near the TCO in the clean
room. Once the end wall is complete, it will be moved into the cryostat on the rails in the clean
room and positioned on the appropriate beam in the DSS. The end-wall is supported by a spreader
bar that is in turn supported from the beam. The spreader can swivel about the support point;
this is necessary for positioning the end-wall with respect to the APA and CPA.
Figure 4.7: FC end wall panel
The sequence of installation for the FC components is as follows:
•
After the first row of APAs is installed and translated to the Salève (south) side of the
cryostat, bridge beam A is bolted into place. The two end walls for the Salève-side drift
volume will be constructed and moved inside the cryostat supported by bridge beam B. The
configuration of bridge beams is shown in Figure 2.66.
•
As the CPAs are constructed outside the cryostat, both the top and bottom FC assemblies
are attached on both sides, top and bottom. This combination of FC and CPA is then moved
into the cryostat and supported by bridge beam C. See Figure 4.8. This is done three times
to get all into position.
•
Once beam C has been bolted into positon the end walls can be mounted on the end-wall
hangers and the spreader bars removed. The field cages in the Salève-side drift can be
deployed as shown in Figure 4.8.
ProtoDUNE Single-Phase Technical Design Report

---

Chapter 4: Detector Installation
4–127
•
After the second row of APAs is installed and translated to the Jura (north) side of the
cryostat, the two end-walls for the Jura-side drift are constructed and moved inside the
cryostat supported by bridge beam D.
•
Once all the TPC components have been moved into the cryostat the TCO is closed.
•
Once the TCO is closed, the end walls in the Jura-side drift are placed into position on the
end-wall hangers and the fields cages are deployed.
Figure 4.8: Field cages deployed in the Salève-side drift
ProtoDUNE Single-Phase Technical Design Report

---

Chapter 5: Software and Computing
5–128
Chapter 5
Software and Computing
5.1
Overview
This section outlines the technical design of the offline computing system and introduces the
software that will be used to simulate and reconstruct ProtoDUNE-SP data.
The data rate and volume will be substantial over the relatively short run and this drives many
design choices for the offline computing system. The system provides resources necessary for data
distribution, processing, and analysis on the grid [14].
All raw data will be saved to tape after being transferred to central CERN and FNAL computing
facilities (Section 5.2.2). During this stage, the metadata and storage locations for all raw data
files will be captured in a file catalog system.
A small portion of the data will be immediately processed for data quality monitoring (DQM)
purposes (see Section 5.3). The processing steps on the full data sample (see Section 5.4) include
ADC-level corrections, potential excess-noise filtering, signal processing, reduction, calibration,
reconstruction, summarizing, and final user analysis. Multiple passes through this chain will be
required for final results, as calibrations, algorithms, and summary definitions are expected to
evolve.
Details on the software framework, event simulation and reconstruction are covered toward the
end of this section.
ProtoDUNE Single-Phase Technical Design Report

---