深埋地下2400米，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室有何玄機(jī)？

在錦屏地下實(shí)驗(yàn)室建成前，我國從事暗物質(zhì)探測等基礎(chǔ)科學(xué)研究的高校只能租借國外實(shí)驗(yàn)室的角落開展研究，由于租借的場地小且在使用時(shí)受制于人，難以取得實(shí)質(zhì)性成果。因此，在國內(nèi)建成自己的深地實(shí)驗(yàn)室，一直是這些科學(xué)家心中的夢想。

然而，實(shí)現(xiàn)夢想的建設(shè)過程困難重重。

02

建成自己的深地實(shí)驗(yàn)室，有何難題？

難題一：巖爆防治

錦屏地下實(shí)驗(yàn)室埋深超過2400米，巖體承受的最大壓力超過113兆帕，相當(dāng)于11000多米的水壓力作用在巖石上。實(shí)驗(yàn)室開挖期間發(fā)生1次極強(qiáng)巖爆，產(chǎn)生的能量相當(dāng)于2.3級地震，造成1000立方米巖石出現(xiàn)垮塌。

難題二：治理氡氣

深厚的山體可以阻擋來自太空的射線，但山體巖石會釋放氡氣，形成新的放射源，對深地實(shí)驗(yàn)造成極大干擾。

為了做到全球最低環(huán)境輻射，深地實(shí)驗(yàn)室建設(shè)首創(chuàng)了一種做法：給11萬平方米的洞室表面量身定做一件特殊的“防護(hù)服”，包含10層材料、共10厘米厚，這10層材料鋪開后，可以鋪滿140個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場。

這件“防護(hù)服”有5萬余米拼接縫，20多萬個(gè)膨脹螺栓和5萬多根錨桿組成它的25萬多個(gè)“扣子”。對此，李宏璧和同事們逐一進(jìn)行檢測，確保每條縫、每個(gè)“扣子”都合格，最終實(shí)現(xiàn)了零滲水點(diǎn)的工程奇跡，氡氣抑制率超99%。

‍

難題三：設(shè)備材料的放射性要滿足要求

為打造極致純凈的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，建筑材料和設(shè)備除滿足一般工程要求外，其放射性也需要滿足要求。

現(xiàn)有產(chǎn)品不滿足要求，李宏璧和同事們就頂住巨大的工期壓力開展定制和研發(fā)。“我們停工7個(gè)月，會同科研機(jī)構(gòu)集體攻關(guān)，才研發(fā)出滿足要求的低輻射水泥。”此外，團(tuán)隊(duì)還研發(fā)了低輻射巖棉、金剛砂、防火板等特種建材以及一大批不銹鋼定制的機(jī)電設(shè)備。

‍

03

首批科研團(tuán)隊(duì)已入駐，期待更多成果

攻克難題的過程，也是一次校企共建國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的嘗試。

2008年，錦屏水電站施工時(shí)，建成兩條長17.5公里、最大埋深約2525米的錦屏山隧道，而這正是清華大學(xué)苦苦尋找的建設(shè)深地實(shí)驗(yàn)室的場所。于是，工程團(tuán)隊(duì)經(jīng)過科學(xué)論證，和高校合作共建錦屏地下實(shí)驗(yàn)室。

2023年12月，實(shí)驗(yàn)室二期工程完工后，首批來自清華大學(xué)、上海交通大學(xué)等高校的10個(gè)科研團(tuán)隊(duì)正式入駐實(shí)驗(yàn)室，集合了粒子物理、核天體物理、深地醫(yī)學(xué)、芯片封裝軟錯(cuò)誤測試、微弱力測量等多學(xué)科交融的深地科學(xué)研究中心已初步成形。

作為一個(gè)大科學(xué)設(shè)施，錦屏地下實(shí)驗(yàn)室不僅可以為暗物質(zhì)研究、中微子測量、核天體物理等宇宙科學(xué)提供最適宜的實(shí)驗(yàn)條件，同時(shí)也為地球深地研究，特別是深地生物學(xué)、深地醫(yī)學(xué)提供一個(gè)絕佳的研究平臺。

期待這里產(chǎn)出更多科研成果

增強(qiáng)我國戰(zhàn)略科技力量！