HAVRÁNEK, D. Elektronika pro vyčítání scintilačních detektorů a koaxiální RF vedení pro svazek VITO v zařízení ISOLDE vCERN [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2024.
Na zařízení ISOLDE v CERN je momentálně připravováno měření magnetického momentu isotopu berylia-11 s využitím radiačně detekované magnetické resonance a měření hyper-jemné anomálie isotopů draslíku s využitím dvojné RF-laser resonance. Předložená diplomová práce se zabývá návrhem a technickým řešením dvou klíčových prvků potřebných pro tato měření. Jedná se o analogovou elektroniku pro nové scintilační detektory a RF vedení pro RF excitaci svazku atomů. Práce je přehledně členěná celkem do 9 kapitol + úvodu a závěru. První kapitola se věnuje krátkému úvodu do fyzikální motivace experimentu. Kapitoly 2 a 3 pak shrnují základní poznatky o RF vedení a zesilovačích. Těžiště práce leží v kapitolách 4-7 týkajících se simulací a návrhu RF vedení a kapitoly 8-9 věnující se návrhu analogové části vyčítací elektroniky pro scintilační detektory. Podstatná část práce se zabývá návrhem RF vedení typu strip-line pro frekvenční rozsah 0-4GHz s maximálním výkonem 100 W. Stěžejní byl hlavně návrh přechodu od koaxialní geometrie kabelu k strip-line části a odpovídající impedanční přizpůsobení. Finální návrh bude během následujících měsíců zkonstruován v CERN a použit pro měření v následujícím roce. Druhá část práce se věnuje návrhu analogové elektroniky pro sumaci a zesilování signálů z křemíkových fotonásobičů. Po prvotním návrhu byl vyroben prototyp desky a ta byla otestována s několika zdroji záření. Byly prověřeny hlavní parametry obvodu, hlavně linearita výstupního signálu v závislosti na množství detekovaných fotonů. Všech 16 detekčních desek bude vyrobenou a použito pro měření v říjnu 2024. Daniel započal svoji práci v říjnu 2023, velmi rychle se zorientoval v poměrně komplikované problematice experimentu a zapojil se do práce ve skupině. Během své práce Daniel pracoval s velkým nadšením a zaujetím pro projekt. Práce byla průběžně diskutována v rámci pracovní skupiny v CERN. Daniel prokázal poměrně široký záběr znalostí jak se simulačními nástroji tak i prakticky v přípravě a měření prototypů RF vedení a vyčítací elektroniky. Celkově práci hodnotím výborně, o jejich kvalitách svědčí i to, že výsledky budou přímo využity pro nadcházející fyzikální měření na ISOLDE. K práci nemám žádné doplňující otázky, vše jsme si vyjasnili při jejím sepisování. Drobná výtka směřuje pouze k jazykové stránce, která není, jak jen jsem schopen jako nerodilý mluvčí posoudit, vždy 100 %. Navrhuji hodnocení výborně, 95 bodů. Posudek vypracoval Mgr. Michael Pešek, Ph.D., odborný vedoucí diplomové práce.
So záujmom som si preštudoval skvelú diplomovú prácu Daniela Havránka, ktorá sa venuje vývoju elektronických systémov pre fyzikálny experiment VITO na zariadení ISOLDE v CERNe. Fyzici si si často konštruujú elektroniku pre svoje experimentálne aparatúry sami, čo sa bohužiaľ prejavuje v dosiahnutých výsledkoch. Je naozaj skvelé vidieť, že na elektronike experimentu VITO sa podieľali aj inžinieri, a ešte lepšie, že jeden z nich bol študent rádioelektroniky z VUT v Brne. Práca pokrýva dve úplne odlišné témy – návrh elektromagnetickej štruktúry a návrh impulzného elektronického obvodu, čo je náročný rozsah pre jedného študenta. Návrh koaxiálneho vedenia je podrobne spracovaný od prvotných teoretických výpočtov, cez numerické simulácie až po praktickú realizáciu navrhnutej štruktúry. Toto všetko navyše s veľmi konkrétnymi termínmi inštalácie do urýchľovača, realizovateľnosťou výroby, praktickými aspektami montáže, kompatibilita s vákuom a nespočet ďalších požiadaviek. Práve požiadavka na praktickú realizáciu takto náročného zariadenia predstavuje úplne iný level a Danielova práca je naozaj impresívna. Podobne je to s návrhom elektroniky pre detektor beta častíc. Bežný čitateľ vidí obyčajný operačný zosilňovač v zapojení prevodník prúd napätie. Ide ale o veľmi náročný projekt. Obvod musí pracovať vo veľmi silnom magnetickom poli v supravodivom magnete, detegovať doslova jednotlivé elektróny, signály musia byť extrémne kvalitné aby vyčítacia elektronika nelimitovala, alebo nedegradovala fyzikálny potenciál detektora. Aj tu musel diplomant zohľadniť množstvo praktických aspektov, s ktorými sa bežný študent nestretne. Daniel odviedol kus veľmi kvalitnej a zaujímavej práce.
eVSKP id 159062