江门日报全媒体02-23 15:43 6404阅
被称为“大科学装置”的国家重大科技基础设施是推动重大科技创新的利器。位于江门开平市金鸡镇大山深处、深入地下700米的江门中微子实验室就是提升江门区域战略科技力量的关键设施之一。
2024年省政府工作报告提出,“加强应用基础研究和前沿研究”,推动江门中微子实验室等建成运行。今年春节期间,江门中微子实验室中心探测器安装工作仍在继续进行,80余名科学家与施工人员为探测器早日运行挥洒汗水。
目前江门中微子实验室建设最新进展如何?建设过程中面临了哪些困难?带着这样的疑问,记者近日走进江门中微子实验室,实地探访建设最新进展。
中心探测器安装进度已超70%
在江门中微子实验室工作人员指引下,记者一行驱车来到竖井口,进入矿用升降机,在黑暗中垂直下行,经过约5分钟抵达这座位于地下700米的大型“密室”。
位于地下700米的大型“密室”入口。
戴好发罩,穿好鞋套,穿上白色洁净服,进入风淋室约一分钟后,实验大厅大门缓缓拉开。“按计划,有机玻璃球要装满20000吨液体闪烁体,液体里的灰尘量不能超过0.008克,可以说是容不得一粒沙子。为防止灰尘中的放射性物质干扰实验观测结果,进出人员和货物都需要通过风淋室吹掉灰尘。”中国科学院高能物理研究所高级工程师钱小辉介绍道。
“探测器在运行时温度是21℃,而有机玻璃材料对温度更为敏感。在建造过程中,环境温度必须严格控制,否则玻璃球粘接聚合过程很有可能发生爆聚,严重影响粘接质量。”钱小辉介绍道。步入恒温21℃的实验大厅,可以看到巨大的水池中央屹立着直径40多米的探测器,让人感觉仿佛置身于科幻大片中。“目前,中心探测器安装进度已超过70%。”钱小辉说。
记者现场看到,在灯光照耀下,“黑色大桶”里巨大的不锈钢球形网架显得锃亮无比。作为整个装置的“骨架”,直径35.4米的有机玻璃球被590根支撑杆支撑在不锈钢网壳里面。
直径35.4米的有机玻璃球被590根支撑杆支撑在不锈钢壳里面。
安装中的光电倍增管。
据悉,“黑色大桶”中心有一座云台,为有机玻璃球的安装平台,它可以适应不锈钢球形网架内尺寸进行升降和延展。为了更近距离观察到内部结构和有机玻璃球的安装过程,记者从实验大厅顶部出来,沿交通支洞下行数百米,来到水池底部,抬头望去,银色的不锈钢网壳层层交织,壮观不已。
银色的不锈钢网壳层层交织。
深吸一口气,记者手脚并用,攀着近乎垂直的梯架向上爬,数分钟后来到云台中央,眼前豁然开朗。现场,数十名工人正在进行有机玻璃球的安装。
站在云台中央向上望去,可以看到正在安装中的有机玻璃球。
记者手脚并用,攀着近乎垂直的梯架向上爬。
据悉,中微子有机玻璃球由江苏汤臣新材料科技有限公司生产制造并负责安装,有机玻璃球将由263块巨大的球形面板自上而下逐层拼接安装而成。“为保证球体研发制造顺利开展,我们专门新建了高标准化的车间厂房,开辟生产专线,购置包括恒温车间在内的各类智能化数字化生产设备,攻克了项目进程中的一系列难题,并安排专业团队参与现场安装,拼接和注料的工艺都是首次使用。”江苏汤臣新材料科技有限公司总工程师、江门中微子实验室有机玻璃安装项目经理张高峰介绍道,今年春节期间就有50余名工人坚守岗位,力争早日完成有机玻璃球安装工作。
液闪纯化工作同步进行
中心探测器的安装工作正在紧锣密鼓进行,液闪混制与纯化设备、反符合探测器等设备的安装调试同样也在持续进行中。
来到液体闪烁体厅,记者见到,中国科学院高能物理研究所副研究员王志民正在进行多项数据的监测和分析,今年是他在江门中微子实验室工作的第9个年头。“我毕业后就加入了大亚湾反应堆中微子实验,之后转战江门,参与中微子实验的预研、测试与建设工作。”王志民说。
液闪纯化超纯水系统、超纯氮气等设备运行流畅。
记者现场看到,液闪纯化超纯水系统、超纯氮气等设备运行流畅。“我们和意大利及德国的科学家合作开展实验,让液闪进一步纯化,以达到中微子实验对液体闪烁体天然放射性的要求。”王志民说。
在液体闪烁体厅内的显示器上,相关数据不断更新。“根据这些数据,液体闪烁体的性能和特征可以被进一步分析出来,我们需要对各种数据及时整理,看看有没有问题。”王志民说,“到目前为止,监测的数据基本符合预想。”
江门中微子实验对探测器的精度提出高要求,自项目实施以来,项目组集智攻关、多措并举,攻克了全部技术难关:研制成功具有自主知识产权的国际最高光子探测效率的光电倍增管,打破了该领域的国际垄断,并获欧盟、美国、日本等国家和地区的专利授权;研制了高强度、高精度、高透光率光电倍增管水下防爆系统;研发高洁净度、高密封、高效率的液体闪烁体纯化系统,获得了目前国际上衰减长度最长的液闪;采用水下电子学的创新设计,以民用器件实现了航天可靠性;完成直径35.4米的有机玻璃球(国际最大)、直径41.1米的不锈钢网架等探测器关键部件的设计、研制及批量生产。
当记者问起,面临诸多关键技术难题,科学家们是怀揣着怎样的勇气一步一步克服的,中国科学院高能物理研究所研究员、开平中微子研究中心主任李小男表示:“世界上最著名的望远镜——哈勃空间望远镜同样让无数天文学家呕心沥血,打造与运行过程经历了一波三折,最终呈现的天体观测数据和图象在天文史上起到不可磨灭的作用。对于科技工作者而言,科技探索的初心是最大动力。”李小男表示,当下,实验室科学家和施工单位正合力加快推进关键核心设备安装,预计2025年开始运行取数,有望在全球范围内率先测得关键数据。
(文/图 江门日报全媒体记者 张浩洋 赵可义)
责任编辑:周祥燊
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