12月7日
中國錦屏地下實(shí)驗室二期極深地下極低輻射本底前沿物理實(shí)驗設施
(簡(jiǎn)稱(chēng)“錦屏大設施”)
土建公用工程完工
具備實(shí)驗條件
這標志著(zhù)世界最深、最大的極深地下實(shí)驗室正式投入科學(xué)運行
首批來(lái)自清華大學(xué)、生態(tài)環(huán)境部、
北師大、中國原子能研究院、
上海交大、四川大學(xué)、
中國科學(xué)院大學(xué)、工信部電子五所
等單位的10個(gè)實(shí)驗項目組進(jìn)駐
世界最深、最大的
極深地下實(shí)驗空間
錦屏大設施
是“十三五”時(shí)期國家優(yōu)先建設的
重大科技基礎設施,
2020年12月項目開(kāi)工建設,
2021年作為前瞻引領(lǐng)型
國家重大科技基礎設施,
被列入國家“十四五”規劃。
錦屏大設施是國內第一個(gè)
極深地下實(shí)驗室基礎設施建設項目,也是國際上最大規模建設
具有極低輻射本底的綜合實(shí)驗設施。
實(shí)驗項目組入駐后,
將全力突破關(guān)鍵性核心技術(shù),
早日產(chǎn)出一批
重大原創(chuàng )性科研成果,
增強國家戰略科技力量,
為我國應對
深地科學(xué)國際科技競爭、
實(shí)現高水平科技自立自強
注入堅強動(dòng)力。
打造世界深地科研中心
加快實(shí)現高水平科技自立自強
錦屏地下實(shí)驗室是我國首個(gè)極深地下實(shí)驗室,錦屏大設施是中國錦屏地下實(shí)驗室二期項目。實(shí)驗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,以水電站深埋長(cháng)隧洞為基礎。與國際上其他地下實(shí)驗室相比,中國錦屏地下實(shí)驗室巖石覆蓋最深、宇宙線(xiàn)通量最小、輻射本底最低、可用空間最大,還具備交通便捷、電力及水源充足、基礎設施完備等優(yōu)勢。
錦屏地下實(shí)驗室的建設,要追溯到本世紀初。2003年,由國家開(kāi)發(fā)投資集團有限公司和四川省投資集團有限責任公司共同出資,國投集團控股的雅礱江流域水電開(kāi)發(fā)有限公司,開(kāi)始建設雅礱江上兩座世界級水電站——世界最高壩錦屏一級水電站、世界最大規模長(cháng)引水式水電站錦屏二級水電站。
2008年8月8日,錦屏山隧道貫通,受到新聞媒體的關(guān)注和報道。
正在苦苦尋找暗物質(zhì)研究場(chǎng)地的清華大學(xué)敏銳意識到這里是開(kāi)展暗物質(zhì)研究的絕佳場(chǎng)所,迅速與雅礱江公司取得聯(lián)系,建議共同建設深地實(shí)驗室。當時(shí)隧道已經(jīng)建成,在此基礎上擴挖建設實(shí)驗室,稍有不慎,會(huì )再次引發(fā)巖爆、塌方,對原有隧洞造成巨大破壞,甚至對水電工程建設造成影響。
面對風(fēng)險與挑戰,雅礱江公司毅然支持國家基礎科研,與清華大學(xué)共同建設實(shí)驗室。通過(guò)科學(xué)論證、精心組織施工,解決了安全風(fēng)險,雙方僅用一年半就完成了實(shí)驗室一期建設。
2010年12月,中國錦屏地下實(shí)驗室(一期)建成投運,成為我國首個(gè)、世界最深的地下實(shí)驗室。2014年,清華大學(xué)與雅礱江公司規劃建設實(shí)驗室二期項目,將地下可用實(shí)驗空間由原來(lái)的4000立方米增加到33萬(wàn)立方米。在二期工程基礎上,雙方提出建設國家重大科技基礎設施——“錦屏大設施”項目,并獲得國家批復,成為一項新的國之重器。
實(shí)驗室主任、北京師范大學(xué)黨委書(shū)記程建平表示,錦屏大設施的建設高度契合習近平總書(shū)記提出的“四個(gè)面向”要求。錦屏大設施作為粒子物理和核物理領(lǐng)域的“國之重器”,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)驗條件。作為開(kāi)放共享的大科學(xué)裝置,錦屏大設施也為深地巖體力學(xué)、深地醫學(xué)等深地科學(xué)提供了絕佳的研究平臺。
未來(lái),實(shí)驗室將成為多學(xué)科交叉的世界級深地科學(xué)研究中心,對我們國家探索未知世界、發(fā)現自然規律、實(shí)現科技變革、推動(dòng)科技創(chuàng )新,具有非常重要的意義。
攻克“地下2400米”極限挑戰
建設最“純凈”實(shí)驗室
深地實(shí)驗設施項目對科學(xué)實(shí)驗是優(yōu)勢,對工程建設卻是挑戰。在地下2400米,錦屏山厚實(shí)的大理巖能隔絕大部分宇宙輻射,但巖體卻會(huì )產(chǎn)生具有放射性的“氡氣”,影響到實(shí)驗的精度。與此同時(shí),錦屏大設施建設使用的建筑材料及機電設備同樣會(huì )引入新的放射性源頭,必須嚴格控制。此外,地下洞室空間有限、環(huán)境復雜,進(jìn)一步增加了工程建設難度。
雅礱江公司與清華大學(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)低本底設備材料、打造了“世界最深智能工地”。項目施工中,創(chuàng )新使用10層材料,在10萬(wàn)平方米的洞室表面層層設防,屏蔽巖石產(chǎn)生的水和氡氣,氡氣抑制率達99%。
為實(shí)現更低的輻射本底要求,所有設備、材料均為定制,并成功研發(fā)生產(chǎn)出低輻射水泥、金剛砂、巖棉及一批低輻射機電設備,均為國際首創(chuàng ),最大限度控制實(shí)驗室輻射本底,打造最“純凈”實(shí)驗環(huán)境。
同時(shí),建設各方深入推進(jìn)工程建設智能化,實(shí)現“智慧工地”“BIM協(xié)同設計”“智能交通與環(huán)境監測”一體化協(xié)同,極大提高了施工效率和質(zhì)量管控水平。目前,項目建成了全球最大的物理實(shí)驗液氮恒溫罐和聚乙烯屏蔽艙,建成了全球最長(cháng)距離新風(fēng)供風(fēng)系統,有效解決了地下實(shí)驗空間環(huán)境輻射精準控制難題,極大推動(dòng)了深地工程建設技術(shù)進(jìn)步。
中國工程院院士、中國輻射防護學(xué)會(huì )理事長(cháng)羅琦表示,通過(guò)一系列關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和智能建造技術(shù)的應用,已經(jīng)將錦屏大設施建設成為具備“極低環(huán)境氡析出”“極低環(huán)境輻射”“超低宇宙線(xiàn)通量”“超潔凈空間”等多種優(yōu)勢的國際一流深地實(shí)驗室,對我國深地基礎科學(xué)研究起到極大推動(dòng)作用,也為我國輻射防護科學(xué)事業(yè)提供了國際水平的平臺。
企校合作開(kāi)創(chuàng )科研體制新模式
促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研深度融合
錦屏大設施是國內唯一一個(gè)校企共建的國家重大科技基礎設施項目,是雅礱江公司和清華大學(xué)以產(chǎn)、學(xué)、研合作方式助推國家基礎科學(xué)研究的重大舉措,開(kāi)辟了國有大型企業(yè)支持國家基礎科學(xué)研究的先河。
雙方開(kāi)啟合作以來(lái),既各司其職又協(xié)同創(chuàng )新。多年來(lái),雅礱江公司投入大量人力物力,充分發(fā)揮企業(yè)管理優(yōu)勢統籌協(xié)調,成立錦屏地下實(shí)驗室管理局,全面負責錦屏大設施工程建設、運行管理、科研管理、安全保障等工作,依托錦屏水電站為各實(shí)驗項目組提供良好的綜合后勤保障,讓科學(xué)家能夠心無(wú)旁騖開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗;同時(shí)通過(guò)雅礱江聯(lián)合基金、企業(yè)技術(shù)中心、博士后工作站等平臺,積極支持和參與科研實(shí)驗。
清華大學(xué)利用強大的學(xué)術(shù)號召力、科研創(chuàng )新力,匯聚全國深地科學(xué)研究頂尖團隊,共同圍繞前沿基礎科研開(kāi)展攻關(guān),形成助力國家基礎科研發(fā)展的強大合力。
實(shí)驗室投運以來(lái),高質(zhì)量科研成果不斷涌現,也培養了一大批杰出人才。已累計發(fā)表高水平論文120多篇,其中2篇《Nature》,23篇《物理評論快報》,一項成果獲教育部2022年自然科學(xué)一等獎,培養6名“國家杰出青年科學(xué)基金獲得者”、4名“國家優(yōu)秀青年基金獲得者”和1名“新基石研究員”。
實(shí)驗室管委會(huì )主任委員、雅礱江公司黨委書(shū)記、董事長(cháng)祁寧春表示,雅礱江公司將充分發(fā)揮錦屏大設施“大國重器”的重要作用,和清華大學(xué)一道努力將錦屏大設施打造成為發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢、企校合作促進(jìn)國家基礎研究的樣板和典范。同時(shí),公司將在基礎研究、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)上持續發(fā)力,探索實(shí)現產(chǎn)學(xué)研深度融合,促進(jìn)科學(xué)成果轉化,助力推動(dòng)我國在基礎研究領(lǐng)域的自主創(chuàng )新能力和科技綜合實(shí)力提升,為實(shí)現高水平自立自強,建設科技強國貢獻雅礱江智慧和力量。