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世界最深、最大的极深地下实验室——锦屏大设施在四川投入科学运行

发布时间:2023-12-07 13:03:20来源:
图为锦屏大设施内的试验干净间。雅砻江公司供图

  打造世界深地科研中心

  锦屏地下试验室是我国首个极深地下试验室,锦屏大设施是中国锦屏地下试验室二期项目。试验室位于四川凉山锦屏水电站锦屏山隧道中部地下2400米处,以锦屏山为天然平台,以水电站深埋长隧洞为基本。与国际上其他地下试验室相比,中国锦屏地下试验室岩石笼罩最深、宇宙线通量最小、辐射本底最低、可用空间最大,还具备交通便捷、电力及水源充分、基本设施完备等优势。

图为雅砻江锦屏一级水电站大坝和陡峻的锦屏山。雅砻江公司供图

  锦屏地下试验室的建设要追溯到本世纪初。2003年,雅砻江公司开端建设雅砻江上两座世界级水电站——世界最高坝锦屏一级水电站、世界最大规模长引水式水电站锦屏二级水电站。衔接两座电站的锦屏山隧道长达17.5公里,垂直岩石笼罩2400米,是国际上岩石笼罩最厚的地下隧道,是梦想的深地试验室建设场合。

  正在苦苦寻找暗物资研讨场地的清华大学意识到这里是开展暗物资研讨的绝佳场合,敏捷与雅砻江公司取得接洽,建议共同建设深地试验室。通过科学论证、精心组织施工,解决了安全风险,双方仅用一年半就完成了试验室一期建设。

  2010年12月,中国锦屏地下试验室(一期)建成投运,成为我国首个、世界最深的地下试验室。2014年,清华大学与雅砻江公司规划建设试验室二期项目,将地下可用试验空间由本来的4000立方米增添到33万立方米。在二期工程基本上,双方提出建设国度重大科技基本设施——“锦屏大设施”项目,并获得国度批复,成为一项新的国之重器。

  试验室主任、北京师范大学党委书记程建平表现,锦屏大设施作为粒子物理和核物理领域的“国之重器”,为暗物资、中微子、核天体物理等前沿物理科学研讨提供了极低辐射本底试验条件。作为开放共享的大科学装置,锦屏大设施也为深地岩体力学、深地医学等深地科学提供了绝佳的研讨平台。未来,试验室将成为多学科交叉的世界级深地科学研讨中心。

  攻克“地下2400米”极限挑衅

  深地试验设施项目对科学试验是优势,对工程建设却是挑衅。在地下2400米,锦屏山厚实的大理岩能隔断大部分宇宙辐射,但岩体却会发生具有放射性的“氡气”,影响到试验的精度。与此同时,锦屏大设施建设应用的建筑资料及机电装备同样会引入新的放射性源头,必需严厉节制。此外,地下洞室空间有限、环境庞杂,进一步增添了工程建设难度。

图为锦屏大设施试验A厅。雅砻江公司 供图

  雅砻江公司与清华大学、中建三局等施工单位开展结合技术攻关,创新防水抑氡工艺、研发低本底装备资料、打造了“世界最深智能工地”。项目施工中,创新应用10层资料,在10万平方米的洞室表面层层设防,屏蔽岩石发生的水和氡气,氡气克制率达99%。为实现更低的辐射本底要求,全部装备、资料均为定制,并胜利研产生产出低辐射水泥、金刚砂、岩棉及一批低辐射机电装备,均为国际开创,最大限度节制试验室辐射本底,打造最“纯净”试验环境。

  中国工程院院士、中国辐射防护学会理事长罗琦表现,通过一系列要害技术攻关和智能建造技术的使用,锦屏大设施已成为具备“极低环境氡析出”“极低环境辐射”“超低宇宙线通量”“超干净空间”等多种优势的国际一流深地试验室,对我国深地基本科学研讨起到极大推进作用,也为我国辐射防护科学事业提供了国际程度的平台。

  企校合作首创科研体制新模式

  锦屏大设施是国内唯一一个校企共建的国度重大科技基本设施项目,是雅砻江公司和清华大学以产、学、研合作方法助推国度基本科学研讨的重大措施,开拓了国有大型企业支撑国度基本科学研讨的先河。

  据了解,雅砻江公司成立锦屏地下试验室管理局,全面负责锦屏大设施工程建设、运行管理、科研管理、安全保障等工作,依托锦屏水电站为各试验项目组提供良好的综合后勤保障,让科学家能够心无旁骛开展科学试验。清华大学运用壮大的学术号令力、科研创新力,汇聚全国深地科学研讨顶尖团队,共同缭绕前沿基本科研开展攻关,形成助力国度基本科研发展的壮大合力。试验室投运以来,高质量科研结果不断涌现,已累计发表高程度论文120多篇。

  试验室管委会主任委员、雅砻江公司董事长祁宁春表现,雅砻江公司将充足施展锦屏大设施“大国重器”的主要作用,和清华大学一道奋斗将锦屏大设施打造成为施展新型举国体制优势、企校合作增进国度基本研讨的样板和模范。

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