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12月7日，国家重大科技基础设施、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土建公用工程完工，并迎来首批10个实验项目组入驻。这标志着世界最深、最大的极深地下实验室正式投入科学运行。
该实验室未来将开展哪些科学研究？位于地下2400米的最纯净实验室如何建成？记者采访了相关专家。
位于中国锦屏地下实验室二期的中国暗物质实验CDEX-1T大型液氮恒温器。雅砻江流域水电开发有限公司供图
打造世界深地科研中心
锦屏地下实验室位于四川凉山锦屏水电站锦屏山隧道中部地下2400米处，以锦屏山为天然平台，以水电站深埋长隧洞为基础建设。2010年12月，中国锦屏地下实验室建成投运，这是世界首个最深地下实验室。
2014年，清华大学与雅砻江流域水电开发有限公司规划建设实验室二期项目，将地下可用实验空间由原来的4000立方米增加到33万立方米。在二期工程基础上，双方提出建设国家重大科技基础设施——锦屏大设施项目，并获得国家批复。
在12月7日举行的首批实验项目组入驻仪式上，来自清华大学、生态环境部、北京师范大学、中国原子能研究院、上海交通大学、四川大学、中国科学院大学等单位的实验项目团队同时入驻。未来锦屏大设施内将开展哪些科学研究？
锦屏地下实验室主任、北京师范大学党委书记程建平表示，锦屏大设施作为粒子物理和核物理领域的“国之重器”，为暗物质、中微子、核天体物理等前沿物理科学研究提供了极低辐射本底实验条件。“作为开放共享的大科学装置，锦屏大设施也为深地岩体力学、深地医学等深地科学提供了绝佳的研究平台。”程建平说，实验室将成为多学科交叉的世界级深地科学研究中心，对我国探索未知世界、发现自然规律、实现科技变革、推动科技创新，具有重要意义。
建设最“纯净”的实验室
在地下2400米建设实验空间33万立方米的锦屏大设施，可谓困难重重。不仅面临岩爆、涌水等一系列难题，锦屏山厚实的大理岩还会产生具有放射性的“氡气”，影响科学实验的精度。
“我们与清华大学、中建三局等施工单位开展联合技术攻关，创新防水抑氡工艺、研发低本底设备材料。”雅砻江公司锦屏地下实验室建设管理局局长李名川说，锦屏大设施建设中，团队创新使用10层材料，在10万平方米的洞室表面层层“设防”，屏蔽岩石产生的水和氡气。“施工中，我们对防水抑氡构造的5万余米拼接焊缝、穿过防水结构的20多万个膨胀螺栓和5万多根锚杆，逐一进行复检，最终实现氡气抑制率超99％。”
为实现更低的辐射本底要求，施工人员不仅定制了所有设备、材料，还研发生产出低辐射水泥、金刚砂、岩棉及一批低辐射机电设备。“这些设备均为国际首创，最大限度控制了实验室辐射本底，打造最‘纯净’实验环境。”雅砻江公司锦屏地下实验室建设管理局工程建设部副主任李宏璧说。
由于锦屏大设施空间容积达33万立方米，正常情况下需风量高达24000立方米每小时。在距地表2400米的地下，新风从何而来？中建三局锦屏大设施二标项目经理王伟说，目前锦屏大设施新风系统是全球最长距离的新风供风系统。源源不断的地表新风，可经过长达9千米的新风管道和内部超过1.5千米的送风管道送达各个实验洞室。
中国工程院院士、中国辐射防护学会理事长罗琦表示，锦屏大设施已建设成为具备“极低环境氡析出”“极低环境辐射”“超低宇宙线通量”“超洁净空间”等多种优势的国际一流深地实验室，将对我国深地基础科学研究起到极大推动作用，也为我国辐射防护科学事业提供了具有国际水平的平台。
发布时间：2023-12-08 10:01
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