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在2400米的地下,建設實驗室有多難?

2023-12-08 00:57

來源:新華網

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新華社成都12月7日電(記者邢拓、薛晨)7日,中國錦屏地下實驗室二期極深地下極低輻射本底前沿物理實驗設施(簡稱“錦屏大設施”)投入科學運作。錦屏地下實驗室位於2400米深的地下,上方是層巒疊嶂的錦屏山,兩岸是奔涌不絕的雅礱江,在此山高水險之處,建設一座地下實驗室有多難?難點在哪,如何突破?

“實驗室一期、二期建設,不僅要克服隧道施工本身可能帶來的岩爆、涌水等問題,還要綜合考慮項目的科研需求,通過多項工程來打造‘最純凈’的地下實驗室。”雅礱江公司錦屏地下實驗室管理局常務副局長李名川告訴記者。

“當時現場水霧瀰漫,濕度特別大。”中建三局錦屏大設施Ⅱ標項目經理王偉還記得2021年9月剛來到施工現場時的場景。

錦屏大設施工程建設現場。新華社發

深地對科研來説是優勢,但對工程建設卻是不小的挑戰。錦屏山岩體能隔絕大部分宇宙輻射,卻不可避免會産生大量氡氣,氡氣産生的輻射本底將影響實驗精度。而高原環境下的極深地下洞室複雜多變,經常噴涌而出的地下水,讓實驗室防水施工更加困難重重。

在面積約10萬平米的洞壁裏防水、防潮、防氡氣施工成為當時建設最大難題。

項目團隊進行了大量的試驗研究:連續6個多月,先後採用15種材料開展實施了30多種方案,開創了“以防為主、以排為輔”的“防水抑氡”工法。“我們使用共10釐米厚的10層材料層層設防,就像是給整個實驗室鋪一層‘雞蛋殼’,將氡氣和水擋在實驗空間外面。”王偉説。

這是11月7日在錦屏大設施實驗廳內拍攝的防水抑氡層。新華社記者 胥冰潔 攝

為了追求“更純凈”,項目建設和實驗所需的各項材料、設備還需滿足低本底輻射的要求。這一極度嚴苛的要求,讓團隊在籌備階段遇到了不少難關。錦屏地下實驗室管理局工程技術部主任工程師李宏璧對此深有感觸:“建設初期因為沒有合格的水泥,現場一度停工待料7個月,後來幾家單位聯合研發了低本底水泥。”

“材料、設備低本底的控制是最關鍵的一環。”王偉坦言,團隊共進行了3000多次的低本底輻射檢測。

實驗室二期建設過程中,上海交通大學、中國原子能科學研究院等團隊也同步在二期裸洞裏潛心科研。“如何保障工程建設與科學實驗順暢並行,成為錦屏大設施建設時期的一大難點。”李名川説。

在二期上海交大實驗空間,為了保證交大實驗順利進行,施工隊利用橋機搭建移動平臺施工,前後耗時一年多才得以完工。“技術難題一個接著一個,我們做到了關關難過關關過。”王偉説,隊員們身上都有一股攻堅克難、鍥而不捨的勁兒。

項目團隊多方面發力,保障實驗室各項條件達到世界一流水準:引入新風系統,通過鋪設約10公里的新風管道,持續向實驗室供應氡含量低的新風,保障“地下工作者”“自由呼吸”;開發工程建設智慧綜合管理系統,將智慧工地系統、BIM協同平臺、智慧交通與環境監測系統進行一體化協同,實現整合應用;雅礱江公司與入駐的科研團隊簽訂入駐協議、安全管理協議、後勤保障協議,做好服務保障工作……

這是11月7日拍攝的錦屏大設施實驗室A1廳,廳內水、電、通風系統一應俱全。新華社記者 胥冰潔 攝

如今,世界最深、最大的極深地下實驗室正式亮相,將為更多的深地實驗提供一流條件。走進二期實驗大廳,聚乙烯遮罩艙、液氮罐等大型實驗裝置均已建成。身後,一條條交通隧道、服務隧道、排水隧道有序鋪開,連通隧洞與外界。暢想未來,科學家們有望在這座功能齊全的“地下城”裏窺探浩渺宇宙,走上星際之旅……

【責任編輯:劉維佳】
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