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國際最大深地液氮低溫實驗平臺開始調(diào)試運行

發(fā)布時間：2024/12/30 10:50:57編輯：Ma Liang
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“啟動液氮灌注！”在中國錦屏地下實驗室（以下簡稱“錦屏地下實驗室”）二期C1廳內(nèi)，隨著錦屏大設(shè)施工程指揮部副總指揮、清華大學(xué)工程物理系教授李元景一聲令下，靜候良久的大型液氮低溫屏蔽裝置迎來了第一立方米的液氮。啟動液氮灌注，標(biāo)志著錦屏大設(shè)施的關(guān)鍵科學(xué)實驗設(shè)備進(jìn)入調(diào)試運行階段。

錦屏地下實驗室位于四川省涼山彝族自治州錦屏山交通隧道內(nèi)，由清華大學(xué)和國投集團(tuán)雅礱江流域水電開發(fā)有限公司共同建設(shè)管理。它是全世界巖石覆蓋最深、可用空間最大、宇宙線通量最小且綜合條件國際一流的深地實驗平臺，可讓國內(nèi)外科學(xué)家開展暗物質(zhì)探測、中微子研究、核天體物理實驗等重大基礎(chǔ)前沿科學(xué)研究。

2014年，錦屏地下實驗室二期開啟建設(shè)。2016年，基于錦屏地下實驗室二期的極深地下極低輻射本底前沿物理實驗設(shè)施項目（簡稱錦屏大設(shè)施）被列入“十三五”國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項目指南。2020年底，錦屏大設(shè)施開工建設(shè)，地下可用實驗空間從一期實驗室的4000立方米增加到二期的33萬立方米。

錦屏大設(shè)施在約2400米巖石覆蓋的地下空間建設(shè)大型液氮低溫屏蔽裝置、大型常溫純凈水屏蔽裝置，同時建設(shè)多套組合式固體輻射屏蔽裝置，形成一個既能進(jìn)行大型前沿物理實驗、又能開展小型原理驗證實驗的極深地下極低輻射本底屏蔽平臺。

記者在現(xiàn)場看到，大型液氮屏蔽裝置高約20米，相當(dāng)于六層樓高。它是錦屏大設(shè)施項目的關(guān)鍵大型工藝設(shè)備之一，可為新一代暗物質(zhì)直接探測、無中微子雙貝塔衰變實驗提供探測器低溫工作環(huán)境和輻射屏蔽系統(tǒng)。

錦屏大設(shè)施工程指揮部科學(xué)部主任、清華大學(xué)工程物理系教授岳騫告訴科技日報記者，大型液氮低溫屏蔽裝置建設(shè)容積約為1725立方米，體量相當(dāng)于一個標(biāo)準(zhǔn)游泳池。就算日夜不停灌注液氮，也需要兩個月才能將其裝滿。在液氮屏蔽裝置核心區(qū)，2 MeV附近能量區(qū)間輻射本底約為地面同類探測器本底水平的百萬分之一。本底低，干擾弱，可最大限度屏蔽各種宇宙噪聲和射線，讓探測器能夠捕捉到屬于暗物質(zhì)微弱的“風(fēng)吹草動”。

這是國際上規(guī)模最大的深地液氮低溫實驗平臺，也是本底條件最優(yōu)的深地低溫實驗平臺�！霸谖磥矶晟踔粮L時間內(nèi)，這一平臺都會極具國際競爭力。”岳騫表示。

錦屏地下實驗室管理局副局長申滿斌介紹，大型低溫液氮屏蔽裝置是世界上最大的地下液氮儲容器。經(jīng)過近10年建設(shè)，今年，該裝置及實驗潔凈間、實驗腔、灌注管路、低溫制冷系統(tǒng)和安全監(jiān)測、通風(fēng)換氣系統(tǒng)等相關(guān)配套設(shè)施全部完成施工和測試，有關(guān)技術(shù)指標(biāo)全面實現(xiàn)，具備灌注試運行條件。

液氮灌注是大型液氮低溫屏蔽裝置調(diào)試運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可檢驗液氮恒溫器及實驗室配套設(shè)施的運行狀況及性能指標(biāo)，是該裝置投入安全運行的重要節(jié)點，也意味著錦屏大設(shè)施工藝設(shè)備建設(shè)進(jìn)入調(diào)試運行的新階段。