设为首页 | 加入收藏 无障碍 繁体
当前位置: 首页 / 发改工作 / 科技创新 / 创新与高技术发展处
在川国家重大科技基础设施巡展之三 “深地探秘”——极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施
发布日期:2021-02-02 信息来源:创新与高技术发展处(全面创新改革综合处) 浏览量: 字体: 分享到:

雅砻江,金沙江最大的支流,发源于青海省境内的巴颜喀拉山南麓,自西北向东南逶迤而来,当雅砻江奔流至四川省凉山州境内时,汹涌的雅砻江被巍峨的锦屏山截住了去向,江流被迫转弯,形成了150公里壮美的大河湾,利用大河湾310m天然落差,在此建设了锦屏水电站。目前世界最深的地下实验室——“极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施”,就隐藏在雅砻江边锦屏山的地下。


锦屏水电站

2010年,清华大学与雅砻江流域水电开发有限公司充分发挥我国制度优势,利用锦屏水电站工程建成中国锦屏地下实验室一期,实现我国极深地下实验室突破。

2016年,中国锦屏地下实验室二期“极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施”成功纳入《国家重大科技基础设施建设“十三五”规划》,将在一期基础上,建设性能指标领先国际的重大科技基础设施,建成国际最深、可用空间最大、综合条件最好的极深地下极低辐射本底实验平台。项目法人单位为清华大学,主管部门为教育部,共管部门为四川省人民政府,共建单位为雅砻江流域水电开发有限公司。


视频:极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施

“极深地下”是指实验设施将建在锦屏山的地下,岩石覆盖达2400米,是世界最深的地下实验室。

“极低辐射本底”是指2400米的岩石覆盖层可以有效阻挡宇宙射线,使得宇宙线通量小于每年每平方米100个,为地面水平的亿分之一,是全世界地下实验室中最低的宇宙射线辐射本底环境,从而可对稀有事例实验开展研究。

“前沿物理实验设施”是指利用极低辐射本底的实验平台,可开展暗物质直接探测实验、无中微子双贝塔衰变实验和核天体物理实验等前沿物理实验研究。这些重大的前沿科学问题有着揭示物质起源和宇宙演化奥秘、开启人来全新的宇宙认知的巨大意义。

悟空上天,盘古入地!

暗物质是既不发射光、也不吸收和反射光的物质,占宇宙物质总质量的80%—90%。国际上的暗物质探测研究主要有间接探测(通常在太空中进行,如“悟空”暗物质粒子探测卫星)、直接探测(通常在地下实验室进行,如极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施的“盘古”暗物质实验装置)、加速器产生等3种研究方法,被称为上天、入地和人造暗物质。


极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施

项目将建成4个主实验洞室,可利用空间超过30万立方米,其中极深地下极低辐射本底屏蔽平台包括三类辐射屏蔽装置。

大型低温液氮辐射屏蔽装置:该装置利用约6米厚的高纯液氮有效阻挡降低岩石、建筑材料中的辐射本底,为暗物质直接探测、无中微子双贝塔衰变实验等提供一个良好的屏蔽系统和低温工作环境,使得实验装置可以在液氮低温介质中“安静”地工作。


大型低温液氮辐射屏蔽装置

大型常温纯净水辐射屏蔽装置:该装置利用足够厚的纯净水来阻挡外部岩石和建筑材料对于实验的辐射本底贡献,主要是为暗物质直接探测、中微子实验提供常温的工作环境和良好的屏蔽系统。


大型常温纯净水辐射屏蔽装置

组合式固体辐射屏蔽装置:该装置主要是利用聚乙烯、铅和高纯无氧铜等材料,为相对小型的实验提供机动灵活的屏蔽系统,以适应不同探测器形状和大小的科学实验的本底屏蔽需求。

目前,清华大学主导的中国暗物质实验CDEX合作组、上海交大主导的PandaX实验合作组、中国原子能科学研究院核天体物理实验团队等已正式入驻地下实验室开展研究,正持续产出系列原创性重大成果。全球下一代锗-76无中微子双贝塔衰变实验正在积极协调,拟选址极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施开展实验。极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施正向世界深地科学研究的中心阔步迈进!

扫一扫在手机打开当前页

热点排行

相关推荐

回到
顶部
四川省发展和改革委员会