世界最深、最大的極深地下實驗室——錦屏大設(shè)施在四川投入科學運行
中新網(wǎng)成都12月7日電 (記者 王鵬)記者7日從雅礱江流域水電開發(fā)有限公司(簡稱“雅礱江公司”)獲悉,中國錦屏地下實驗室二期極深地下極低輻射本底前沿物理實驗設(shè)施(簡稱“錦屏大設(shè)施”)土建公用工程當日完工,具備實驗條件。這標志著世界最深、最大的極深地下實驗室正式投入科學運行。
打造世界深地科研中心
錦屏地下實驗室是我國首個極深地下實驗室,錦屏大設(shè)施是中國錦屏地下實驗室二期項目。實驗室位于四川涼山錦屏水電站錦屏山隧道中部地下2400米處,以錦屏山為天然平臺,以水電站深埋長隧洞為基礎(chǔ)。與國際上其他地下實驗室相比,中國錦屏地下實驗室?guī)r石覆蓋最深、宇宙線通量最小、輻射本底最低、可用空間最大,還具備交通便捷、電力及水源充足、基礎(chǔ)設(shè)施完備等優(yōu)勢。
錦屏地下實驗室的建設(shè)要追溯到本世紀初。2003年,雅礱江公司開始建設(shè)雅礱江上兩座世界級水電站——世界最高壩錦屏一級水電站、世界最大規(guī)模長引水式水電站錦屏二級水電站。連接兩座電站的錦屏山隧道長達17.5公里,垂直巖石覆蓋2400米,是國際上巖石覆蓋最厚的地下隧道,是理想的深地實驗室建設(shè)場所。
正在苦苦尋找暗物質(zhì)研究場地的清華大學意識到這里是開展暗物質(zhì)研究的絕佳場所,迅速與雅礱江公司取得聯(lián)系,建議共同建設(shè)深地實驗室。通過科學論證、精心組織施工,解決了安全風險,雙方僅用一年半就完成了實驗室一期建設(shè)。
2010年12月,中國錦屏地下實驗室(一期)建成投運,成為我國首個、世界最深的地下實驗室。2014年,清華大學與雅礱江公司規(guī)劃建設(shè)實驗室二期項目,將地下可用實驗空間由原來的4000立方米增加到33萬立方米。在二期工程基礎(chǔ)上,雙方提出建設(shè)國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——“錦屏大設(shè)施”項目,并獲得國家批復,成為一項新的國之重器。
實驗室主任、北京師范大學黨委書記程建平表示,錦屏大設(shè)施作為粒子物理和核物理領(lǐng)域的“國之重器”,為暗物質(zhì)、中微子、核天體物理等前沿物理科學研究提供了極低輻射本底實驗條件。作為開放共享的大科學裝置,錦屏大設(shè)施也為深地巖體力學、深地醫(yī)學等深地科學提供了絕佳的研究平臺。未來,實驗室將成為多學科交叉的世界級深地科學研究中心。
攻克“地下2400米”極限挑戰(zhàn)
深地實驗設(shè)施項目對科學實驗是優(yōu)勢,對工程建設(shè)卻是挑戰(zhàn)。在地下2400米,錦屏山厚實的大理巖能隔絕大部分宇宙輻射,但巖體卻會產(chǎn)生具有放射性的“氡氣”,影響到實驗的精度。與此同時,錦屏大設(shè)施建設(shè)使用的建筑材料及機電設(shè)備同樣會引入新的放射性源頭,必須嚴格控制。此外,地下洞室空間有限、環(huán)境復雜,進一步增加了工程建設(shè)難度。
雅礱江公司與清華大學、中建三局等施工單位開展聯(lián)合技術(shù)攻關(guān),創(chuàng)新防水抑氡工藝、研發(fā)低本底設(shè)備材料、打造了“世界最深智能工地”。項目施工中,創(chuàng)新使用10層材料,在10萬平方米的洞室表面層層設(shè)防,屏蔽巖石產(chǎn)生的水和氡氣,氡氣抑制率達99%。為實現(xiàn)更低的輻射本底要求,所有設(shè)備、材料均為定制,并成功研發(fā)生產(chǎn)出低輻射水泥、金剛砂、巖棉及一批低輻射機電設(shè)備,均為國際首創(chuàng),最大限度控制實驗室輻射本底,打造最“純凈”實驗環(huán)境。
中國工程院院士、中國輻射防護學會理事長羅琦表示,通過一系列關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和智能建造技術(shù)的應(yīng)用,錦屏大設(shè)施已成為具備“極低環(huán)境氡析出”“極低環(huán)境輻射”“超低宇宙線通量”“超潔凈空間”等多種優(yōu)勢的國際一流深地實驗室,對我國深地基礎(chǔ)科學研究起到極大推動作用,也為我國輻射防護科學事業(yè)提供了國際水平的平臺。
企校合作開創(chuàng)科研體制新模式
錦屏大設(shè)施是國內(nèi)唯一一個校企共建的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項目,是雅礱江公司和清華大學以產(chǎn)、學、研合作方式助推國家基礎(chǔ)科學研究的重大舉措,開辟了國有大型企業(yè)支持國家基礎(chǔ)科學研究的先河。
據(jù)了解,雅礱江公司成立錦屏地下實驗室管理局,全面負責錦屏大設(shè)施工程建設(shè)、運行管理、科研管理、安全保障等工作,依托錦屏水電站為各實驗項目組提供良好的綜合后勤保障,讓科學家能夠心無旁騖開展科學實驗。清華大學利用強大的學術(shù)號召力、科研創(chuàng)新力,匯聚全國深地科學研究頂尖團隊,共同圍繞前沿基礎(chǔ)科研開展攻關(guān),形成助力國家基礎(chǔ)科研發(fā)展的強大合力。實驗室投運以來,高質(zhì)量科研成果不斷涌現(xiàn),已累計發(fā)表高水平論文120多篇。
實驗室管委會主任委員、雅礱江公司董事長祁寧春表示,雅礱江公司將充分發(fā)揮錦屏大設(shè)施“大國重器”的重要作用,和清華大學一道努力將錦屏大設(shè)施打造成為發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢、企校合作促進國家基礎(chǔ)研究的樣板和典范。(完)
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