快捷搜索:  

【我们这十年@坐标祖国】地下深处,仰望星空

“天高地迥,觉宇宙之无穷;兴今悲来,识盈虚之有数。”宇宙在世人(ren)的(de)眼中是(shi)一个永恒的(de)存在,既笼罩着神秘的(de)色彩,又使人(ren)感到好(hao)奇和向往。

主导宇宙演化的(de)洪荒之力到底是(shi)什么?占宇宙95%的(de)暗物质与暗能量究竟是(shi)怎样的(de)存在?探测暗物质对(dui)揭开宇宙奥秘至关重要,暗物质、中微子、恒星演化、元素形成,这些前沿科学研究将为人(ren)类认识宇宙带来革命性的(de)突破。科学研究苦苦探寻的(de)答案,也许不在浩渺星空,而在2400米地下深处。

在这个由清华大学与国投集团雅砻江流域水电开发有限公司(gongsi)(gongsi)(简称:国投集团雅砻江公司(gongsi)(gongsi))合作共建(jian)运行的(de)世界最深地下实验室——中国锦屏地下实验室中,科学家们(men)在这里“仰望星空”,寻找那最“弱”的(de)光,向更深邃的(de)宇宙奥秘“进军”!

向深地进军,打造中国首个“世界最深”

暗物质、中微子、恒星演化、元素形成……这些前沿科学研究将为人(ren)类认识宇宙带来革命性的(de)突破。选择在深地“仰望星空”,是(shi)利用山体阻挡宇宙射线的(de)干扰,为科学实验提供最“纯净”的(de)环境。在中国锦屏地下实验室建(jian)成之前,深地实验室是(shi)欧美发达国家的(de)专利。

中国锦屏地下实验室的(de)建(jian)设(she),从本世纪初开始。世纪之初,国投集团雅砻江公司(gongsi)(gongsi)将锦屏大河湾截弯取直,建(jian)设(she)两座世界级水电站。2008年8月8日,北京奥运会开幕当天,连接两座电站的(de)锦屏山隧道贯通,正在苦苦寻找暗物质研究场地的(de)清华大学敏锐意识到这里是(shi)开展暗物质研究的(de)绝佳场所,迅速与雅砻江公司(gongsi)(gongsi)取得联系。

锦屏山隧洞是(shi)世界上埋深最深的(de)隧道之一,建(jian)设(she)过程中多次遭遇大流量突涌水,遭遇较大规模岩爆1200多次,被国内外专家称为地下工程施工中的(de)“癌症”。在此基础上扩挖建(jian)设(she)实验室,稍有不慎,会再次引发岩爆、塌方,对(dui)原有隧洞造成巨大破坏,甚至对(dui)锦屏水电工程建(jian)设(she)造成极大影响。

面对(dui)种种风险与挑战,国投集团毅然决定支持国家基础科研,由雅砻江公司(gongsi)(gongsi)与清华大学共建(jian)锦屏实验室。通过科学论证解决安全风险,仅用一年半时间(shijian)就完成了实验室建(jian)设(she)。2010年12月,中国锦屏地下实验室建(jian)成投运,成为我(wo)国首个、也是(shi)世界最深的(de)地下实验室。

2014年,清华大学与国投集团雅砻江公司(gongsi)(gongsi)规划建(jian)设(she)更大空间,能容纳更多实验组的(de)实验室二期项目,将地下可用实验空间由原来的(de)4000立方米增加到30万立方米,同时在一期、二期工程基础上,提出建(jian)设(she)“极深地下极低辐射本底前沿物理实验设(she)施”(简称“锦屏大设(she)施”)项目。该项目最终获得国家正式批复,并于2019年7月20日启动。作为前瞻引领型的(de)重大科技(keji)基础设(she)施,中国锦屏地下实验室为中国深地基础科学研究提供了重要平台,成为一项新的(de)国之重器。

攻克“地下2400米”极限挑战,建(jian)设(she)最“纯净”的(de)实验室

在地下2400米的(de)地方“仰望星空”,是(shi)因为地下实验环境能降低宇宙线对(dui)科学实验的(de)干扰,中国锦屏地下实验室开展的(de)实验研究,除控制宇宙线通量外,还需要严格控制“环境本底”,让实验处于“纯净”的(de)环境中。

在这大山深处,隧洞之中,想要建(jian)设(she)最“纯净”的(de)实验室绝非易事。深地环境本身氡气含量偏高,富集效应会进一步增大氡气浓度,对(dui)实验产生干扰。同时,实验室建(jian)设(she)所需的(de)钢筋、水泥、骨料,以及实验仪器设(she)备等都需要满足低本底要求,降低对(dui)实验的(de)干扰。

成功的(de)路上困难重重、满是(shi)荆棘。锦屏大设(she)施工程建(jian)设(she)在国内没有先例,没有任何借鉴的(de)工法和标准,只能在实践中不断探索。深地环境对(dui)科研是(shi)优势(youshi),对(dui)工程建(jian)设(she)却是(shi)巨大的(de)挑战:空间有限、洞室纵横、环境复杂,极大增加了工程建(jian)设(she)的(de)难度。锦屏大设(she)施对(dui)工程质量要求严苛,也对(dui)施工技术、工艺工法、施工组织等提出了更高要求。

3年来,各参建(jian)单位、高校、设(she)计院通力合作,不断攻关,走出了一条自主创新道路,在满足地下实验室低本底辐射值、氡气抑制、表面洁净的(de)基础上综合考虑防水措施,做到防排结合,刚柔相济,实验空间耐久适用,突破该项技术瓶颈,更是(shi)首创防水抑氡工艺。

处于地下深处的(de)建(jian)设(she)者们(men)殚精竭虑、攻坚克难,极力破解着“挑剔”的(de)建(jian)筑材料、设(she)备、工艺、质量等方面的(de)诸多难题。中建(jian)集团正在施工实验室二期,创新使用10层复杂结构,将岩石产生的(de)水和氡气屏蔽在实验室之外,所有设(she)备、材料均特殊定制,做到辐射最低,以保障未来科学实验的(de)精度。实验室所用的(de)建(jian)筑材料、实验器材等全部定制生产,每批次材料均需进行低本底辐射检测,在探测器核心区,要求放射性核素含量小于10微贝克(每秒有一个原子发生衰变时,其放射性活度即为1贝克)每公斤的(de)超纯材料,非核心区材料也要求小于每公斤1毫贝克。

大国重器的(de)建(jian)造离不开“大国脊梁”,在地下2400米,聚集着中国极深地下科研和建(jian)设(she)的(de)国家队(dui),他(ta)们(men)向极限挑战,建(jian)设(she)世界最“纯净”实验室,众志成城打造出这座“国之重器”。

开放共享,打造全球深地科学研究“圣地”

中国锦屏地下实验室成立之初,清华大学CDEX实验团队(tuandui)(dui)和上海交通大学PandaX实验团队(tuandui)(dui)入驻锦屏地下实验室,主要开展暗物质探测方面的(de)研究。

2400米深处的(de)锦屏地下实验室,犹如探索宇宙星空的(de)“发现之门”,科学家们(men)在这里取得了一系列喜人(ren)的(de)成果,助力我(wo)国暗物质研究实现了从“跟跑”、“并跑”到“领跑”的(de)跨越,推动了我(wo)国相关基础前沿领域迅速发展。2020年12月,中核集团中国原子能科学研究院和中科院近代物理研究所在这建(jian)成世界最强流深地核天体物理加速器,并成功出束。科研团队(tuandui)(dui)对(dui)“圣杯”反应(直接影响恒星演化进程的(de)12C(α,γ)16O核反应,被誉为核天体物理研究领域的(de)“圣杯”反应。)等进行直接测量,灵敏度、统计精度、曝光量、能量范围均为国际最高水平。

与此同时,越来越多的(de)顶尖科研团队(tuandui)(dui)也相继入驻,形成了多学科交叉的(de)前沿实验平台,实验组研究方向愈加丰富,新的(de)研究成果捷报连连,吸引着更多科研需求。

2024年,中国锦屏地下实验室二期将建(jian)成投入运行,将成为具备极低氡气浓度、极低环境辐射、超低宇宙线通量、超洁净空间等优势(youshi)的(de)国际一流深地实验室。

未来,中国锦屏地下实验室将持续吸引国内外顶级科学团队(tuandui)(dui)入驻,形成暗物质探测、核天体物理、生命科学、岩石力学等多学科交叉的(de)世界级开放共享实验平台,成为全球深地科学研究的(de)“圣地”。

中国深度,央企担当。当建(jian)设(she)科技(keji)强国的(de)时代召唤与个人(ren)价值在锦屏山地下2400米深处汇聚,一曲击鼓催征、奋楫扬帆的(de)壮美诗歌激越奏响。

中国锦屏地下实验室的(de)建(jian)设(she)者们(men)满怀豪情,投身支持国家基础科学研究的(de)伟大事业,在人(ren)类科学史上,中国人(ren)注定将留下浓墨重彩的(de)一笔。

【编辑:周驰】

颐和园2023年日历发布 385幅植物图片展园林四季芳华

海上丝路再现繁荣 “向海经济”正当时

奔驰客服回应弹窗广告:或系第三方软件弹出

冯骥才“俗世奇人(ren)”系列手稿画稿首次集中亮相

考古发现距今百万年头骨化石 实证中国百万年人(ren)类史

有聊|张睿:演戏要老老实实,观众都比演员聪明

因火灾维修两年的(de)法国“珍珠”号核潜艇又起火了

国潮俘获“Z世代”,中国人(ren)审美旨趣向内看

中消协提醒:汽车相关领域这些条款“无效”!

福布斯:身家升至32亿美元 特朗普重回美国400富豪榜

科研人(ren)员发现兰科植物新物种 呼吁加强保护

秦汉时期风靡一时的(de)美食,竟是(shi)烤肉串?

成都世乒赛即将开幕 传统强队(dui)外哪些队(dui)伍值得期待

水下爆炸、管道漏气……“北溪”遭破坏多国震惊,谁干的(de)?

报告显示自杀是(shi)2021年韩国年轻人(ren)的(de)最大死因

《羊了个羊》爆红 小游戏要火?

领养老金还要交税?要分清基本养老保险和个人(ren)养老金

瑞典称“北溪”天然气管道泄漏或为“蓄意破坏”

宇宙演化,暗物质,暗能量,锦屏山隧洞

您可能还会对下面的文章感兴趣:

共有:719人留言! 共有:719人喜欢本文! 点赞 最新评论 查看所有评论
加载中......
发表评论