陳科?劉俠?科技日?qǐng)?bào)實(shí)習(xí)記者 李詔宇

12月7日，國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施、中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室二期極深地下極低輻射本底前沿物理實(shí)驗(yàn)設(shè)施（以下簡(jiǎn)稱(chēng)錦屏大設(shè)施）土建公用工程完工，并迎來(lái)首批10個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目組入駐。這標(biāo)志著世界最深、最大的極深地下實(shí)驗(yàn)室正式投入科學(xué)運(yùn)行。

該實(shí)驗(yàn)室未來(lái)將開(kāi)展哪些科學(xué)研究？位于地下2400米的最純凈實(shí)驗(yàn)室如何建成？記者采訪了相關(guān)專(zhuān)家。

位于中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室（CJPL）二期的中國(guó)暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)CDEX-1T大型液氮恒溫器。雅礱江流域水電開(kāi)發(fā)有限公司供圖

打造世界深地科研中心

錦屏地下實(shí)驗(yàn)室位于四川涼山錦屏水電站錦屏山隧道中部地下2400米處，以錦屏山為天然平臺(tái)，以水電站深埋長(zhǎng)隧洞為基礎(chǔ)建設(shè)。2010年12月，中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室（一期）建成投運(yùn)，這是世界首個(gè)最深地下實(shí)驗(yàn)室。

2014年，清華大學(xué)與雅礱江流域水電開(kāi)發(fā)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)雅礱江公司）規(guī)劃建設(shè)實(shí)驗(yàn)室二期項(xiàng)目，將地下可用實(shí)驗(yàn)空間由原來(lái)的4000立方米增加到33萬(wàn)立方米。在二期工程基礎(chǔ)上，雙方提出建設(shè)國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——錦屏大設(shè)施項(xiàng)目，并獲得國(guó)家批復(fù)。

在12月7日舉行的首批實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目組入駐儀式上，來(lái)自清華大學(xué)、生態(tài)環(huán)境部、北京師范大學(xué)、中國(guó)原子能研究院、上海交通大學(xué)、四川大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)等單位的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)同時(shí)入駐。未來(lái)錦屏大設(shè)施內(nèi)將開(kāi)展哪些科學(xué)研究？

錦屏地下實(shí)驗(yàn)室主任、北京師范大學(xué)黨委書(shū)記程建平表示，錦屏大設(shè)施作為粒子物理和核物理領(lǐng)域的“國(guó)之重器”，為暗物質(zhì)、中微子、核天體物理等前沿物理科學(xué)研究提供了極低輻射本底實(shí)驗(yàn)條件?！白鳛殚_(kāi)放共享的大科學(xué)裝置，錦屏大設(shè)施也為深地巖體力學(xué)、深地醫(yī)學(xué)等深地科學(xué)提供了絕佳的研究平臺(tái)?！背探ㄆ秸f(shuō)，實(shí)驗(yàn)室將成為多學(xué)科交叉的世界級(jí)深地科學(xué)研究中心，對(duì)我國(guó)探索未知世界、發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律、實(shí)現(xiàn)科技變革、推動(dòng)科技創(chuàng)新，具有重要意義。

建設(shè)最“純凈”的實(shí)驗(yàn)室

在地下2400米建設(shè)實(shí)驗(yàn)空間33萬(wàn)立方米的錦屏大設(shè)施，可謂困難重重。不僅面臨巖爆、涌水等一系列難題，錦屏山厚實(shí)的大理巖還會(huì)產(chǎn)生具有放射性的“氡氣”，影響科學(xué)實(shí)驗(yàn)的精度。

“我們與清華大學(xué)、中建三局等施工單位開(kāi)展聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，創(chuàng)新防水抑氡工藝、研發(fā)低本底設(shè)備材料?！毖诺a江公司錦屏地下實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理局局長(zhǎng)李名川說(shuō)，錦屏大設(shè)施建設(shè)中，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新使用10層材料，在10萬(wàn)平方米的洞室表面層層“設(shè)防”，屏蔽巖石產(chǎn)生的水和氡氣?！笆┕ぶ?，我們對(duì)防水抑氡構(gòu)造的5萬(wàn)余米拼接焊縫、穿過(guò)防水結(jié)構(gòu)的20多萬(wàn)個(gè)膨脹螺栓和5萬(wàn)多根錨桿，逐一進(jìn)行復(fù)檢，最終實(shí)現(xiàn)氡氣抑制率超99％。”

為實(shí)現(xiàn)更低的輻射本底要求，施工人員不僅定制了所有設(shè)備、材料，還研發(fā)生產(chǎn)出低輻射水泥、金剛砂、巖棉及一批低輻射機(jī)電設(shè)備。“這些設(shè)備均為國(guó)際首創(chuàng)，最大限度控制了實(shí)驗(yàn)室輻射本底，打造最‘純凈’實(shí)驗(yàn)環(huán)境?！毖诺a江公司錦屏地下實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理局工程建設(shè)部副主任李宏璧說(shuō)。

由于錦屏大設(shè)施空間容積達(dá)33萬(wàn)立方米，正常情況下需風(fēng)量高達(dá)24000立方米每小時(shí)。在距地表2400米的地下，新風(fēng)從何而來(lái)？中建三局錦屏大設(shè)施二標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理王偉說(shuō)，目前錦屏大設(shè)施新風(fēng)系統(tǒng)是全球最長(zhǎng)距離的新風(fēng)供風(fēng)系統(tǒng)。源源不斷的地表新風(fēng)，可經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)9千米的新風(fēng)管道和內(nèi)部超過(guò)1.5千米的送風(fēng)管道送達(dá)各個(gè)實(shí)驗(yàn)洞室。

中國(guó)工程院院士、中國(guó)輻射防護(hù)學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)羅琦表示，錦屏大設(shè)施已建設(shè)成為具備“極低環(huán)境氡析出”“極低環(huán)境輻射”“超低宇宙線通量”“超潔凈空間”等多種優(yōu)勢(shì)的國(guó)際一流深地實(shí)驗(yàn)室，將對(duì)我國(guó)深地基礎(chǔ)科學(xué)研究起到極大推動(dòng)作用，也為我國(guó)輻射防護(hù)科學(xué)事業(yè)提供了具有國(guó)際水平的平臺(tái)。