世界最大！地下700米的“玻璃球”，有四万五千个“灯泡”→

2024-10-14 09:49世界最高

中微子是宇宙形成之初就存在的最古老、最原始的基本粒子，携带着非常多的重要神秘信息，研究中微子对于认识宇宙和现存的世界物质都具有重要意义，这也是国际最前沿的基础科学。中微子难以探测，需要巨大的探测器。10月11日，位于地下700米的大科学装置——江门中微子实验建设取得重要进展。往下看，一同了解↓

地下700米铸国之重器

捕捉“幽灵粒子”

江门中微子实验以测量中微子质量顺序为首要科学目标，并进行其它多项重大前沿研究，其核心探测设备位于地下700米的实验大厅内44米深的水池中央，由直径41米的不锈钢网壳、直径35.4米的有机玻璃球，以及2万吨液体闪烁体、45000只光电倍增管等关键部件组成。

目前，江门中微子实验中心探测器最内层的有机玻璃球已合拢，外层的不锈钢网架和光电倍增管也在有序合拢中，预计11月底完成全部安装任务，并启动超纯水、液体闪烁体的灌装，2025年8月正式运行取数，预计运行约30年。

这个装置为啥要建在地下700米？中微子极其微小、不带电，很难与其他粒子发生碰撞，地下为中微子探测提供了绝佳环境。数百米的岩层能够屏蔽宇宙线等各种射线粒子的干扰，但中微子可以轻易抵达。

江门中微子实验有机玻璃球内径35.4米，由263块12厘米厚的烘弯球面板和上下烟囱粘接而成，有机玻璃净重约600吨，是世界最大的单体有机玻璃球。

有机玻璃球作为探测中微子的靶物质液闪的容器，将承载20000吨液闪，同时整个球体置于纯水中运行，运行中需要长期承受约3000吨的浮力，该受力通过有机玻璃节点、连接杆和不锈钢节点传递到不锈钢网壳主结构上，在连接杆上装有传感器进行受力监测。特殊设计的不锈钢结构预埋入有机玻璃中作为有机玻璃节点，经过反复设计优化和上百次试验最终获得超高承载能力，并且部分不锈钢节点采用碟簧设计方案，有效改善了有机玻璃节点的受力分布。

大科学装置的后续建设

还有哪些重要节点？

江门中微子实验总工程师中国科学院高能所正高级工程师马骁妍：在有机玻璃球外，工作人员正在对不锈钢网壳底部进行最后的收尾工作。这个球形的网架结构，直径约41米，是中心探测器的主支撑结构。现场对环境的洁净要求非常高，这个结构用了12万套特制不锈钢高强铆钉，实现了无焊接现场拼装和组装。

沿着不锈钢网壳往上看，会发现它的内壁有序排满了很多金灿灿的像灯泡一样的东西，这是探测器上非常关键的设备之一——光电倍增管，也称黄金瞳。它就像探测器的眼睛一样，负责捕捉来自有机玻璃球里面产生的中微子信号，目前，光电倍增管已安装完成90%，预计下个月全部安装完成。

经过允许，记者沿着有机玻璃球的外部软梯，攀爬到了有机玻璃球的顶部，独家探访了光电倍增管的“黄金世界”↓↓

数百人在这里，工程挖了7年，地下又建了3年，才建造出这么独特的大科学装置，期待它尽早产出科学研究成果。

走！探访地下700米的国之重器

建在地下700米深处的这个大科学装置有哪些特点？山体下的地下实验室究竟如何抵达？戳视频，跟随镜头去地下深处一探究竟↓

通往地下700米中微子实验装置的隧道全长1200多米，最陡的地方大概有20多度。下去一趟大概10多分钟，工作人员每天靠小火车往返。

为何把中微子实验的装置建在这样一个地方？马骁妍解释，我们研究的是核反应堆产生的中微子，这边距离阳江核电站和台山核电站都是53公里，对于探测来说位置很好。另外，这里还有高山屏蔽，且地质条件符合建造地下洞室。

江门中微子的实验大厅内部，跨度达到了50米左右，是目前国内最大跨度的地下岩洞。它的中心探测器四周是直径和深度约44米的水池，内部是一个大球。大球分为内外两层，外部是不锈钢网壳，内部就是目前已经实现合拢的世界最大的单体有机玻璃球。

马骁妍介绍，这个探测器是世界上最大的液体闪烁体中微子探测器。最外面是地磁屏蔽线圈、白色的反射膜，和朝外的2000多支光电倍增管。水池壁上有成千上万根线缆连到两边的电子学间，对探测器的信号进行传输，将来探测器是工作在液体的环境下，有机玻璃球里会灌装2万吨的液体闪烁体，球外面也就是水池里会灌35000吨的超纯水。

整个探测器从材料及元器件选择上都是有讲究的，它要经过长期的可靠性测试，来保证探测器在未来30年能够安全稳定地运行。

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