這個建在廣東的大玻璃球，用來做什么？

2024-10-13 17:51 來源：央視新聞、大灣區(qū)之聲

近日，記者從中國科學(xué)院獲悉，位于地下700米的江門中微子實驗（JUNO）的中心探測器內(nèi)部、世界最大的單體有機玻璃球，已經(jīng)全部建成，進入建設(shè)的收官階段。

江門中微子實驗以測量中微子質(zhì)量順序為首要科學(xué)目標(biāo)，并進行其它多項重大前沿研究，其核心探測設(shè)備位于地下700米的實驗大廳內(nèi)44米深的水池中央，它由直徑41米的不銹鋼網(wǎng)殼、直徑35.4米的有機玻璃球，以及2萬噸液體閃爍體、45000只光電倍增管等關(guān)鍵部件組成。

江門中微子實驗2013年立項，2015年開工建設(shè)地下實驗硐室，2021年底，地下硐室交付使用并開始探測器安裝。目前，江門中微子實驗中心探測器最內(nèi)層的有機玻璃球已合攏，外層的不銹鋼網(wǎng)架和光電倍增管也在有序合攏中，預(yù)計11月底完成全部安裝任務(wù)，并啟動超純水、液體閃爍體的灌裝，2025年8月正式運行取數(shù)，預(yù)計運行約30年。

為什么要研究中微子

中微子是宇宙形成之初就存在的最古老也最原始的基本粒子，攜帶著非常多重要的神秘信息，研究中微子對于認(rèn)識宇宙和我們現(xiàn)存的世界物質(zhì)都具有非常重要的意義，也是國際最前沿的基礎(chǔ)科學(xué)。

世界最大的單體實驗玻璃球

就在大灣區(qū)

江門中微子實驗有機玻璃球內(nèi)徑35.4米，由263塊12厘米厚的烘彎球面板和上下煙囪粘接而成，有機玻璃凈重約600噸，是世界最大的單體有機玻璃球。事實上，相比其35.4米的直徑，12厘米厚的有機玻璃球按比例換算，就好像雞蛋殼一樣薄。有機玻璃板材生產(chǎn)采用獨特配方和工藝，具有高透光率和低本底的特點，其天然放射性本底鈾和釷的質(zhì)量占比小于一萬億分之一。

有機玻璃球作為探測中微子的靶物質(zhì)液閃的容器，將承載20000噸液閃，同時整個球體置于純水中運行，運行中需要長期承受約3000噸的浮力，該受力通過有機玻璃節(jié)點、連接桿和不銹鋼節(jié)點傳遞到不銹鋼網(wǎng)殼主結(jié)構(gòu)上，在連接桿上裝有傳感器進行受力監(jiān)測。

多項國際領(lǐng)先技術(shù)創(chuàng)新

為了建造這一大科學(xué)裝置，江門中微子實驗團隊集智攻關(guān)、多措并舉，攻克多項技術(shù)難關(guān)：

成功研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國際最高光子探測效率的光電倍增管，打破了該領(lǐng)域的國際壟斷，并獲歐盟、美國、日本等的專利授權(quán)。
研制出高強度、高精度、高透光率光電倍增管水下防爆系統(tǒng)。
研發(fā)了高潔凈度、高密封、高效率的液體閃爍體（簡稱液閃）純化系統(tǒng)，獲得目前國際上衰減長度最高的液閃。
采用水下電子學(xué)的創(chuàng)新設(shè)計，以民用器件實現(xiàn)了航天級別的可靠性。
建成國內(nèi)最大跨度的深埋地下洞室，該洞室頂部起拱跨度達49.5米，相關(guān)施工屬于世界級的超常規(guī)地下工程。