水切伦科夫探测阵列建设新闻综合_风闻

水切伦科夫探测阵列基建完成

运行后可实现低阈能、高灵敏度伽马射线源巡天观测

来源： 中国科学报（2020-05-13 第1版 要闻)   作者：倪思洁   

　　记者日前从中科院高能物理研究所获悉，高海拔宇宙线观测站（LHAASO）水切伦科夫探测阵列（WCDA）3号装置闭水试验已完成，这标志着该探测器的基建工作已全部完成，将顺利进入3号装置的工艺安装阶段。

　　WCDA相关负责人介绍，WCDA三个探测器单体全部投入运行后，可以实现全阵列对伽马射线源低阈能的巡天观测，其探测灵敏度、探测阈能均可达到国际领先水平。

　　WCDA总面积达78000平方米，由两个150米×150米的水池和一个300米×110米的水池共同组成，其特有的“薄壁混凝土现浇边墙+软基土工膜防渗系统+大跨度轻钢屋面结构”设计在国内属于首创，在国际也属领先。

　　在没有国标可参考的情况下，参建各方实现了优异防渗漏及保温效果。22500平方米和33000平方米的单体建筑实现了光学密闭，保证池内高灵敏度20吋光电倍增管得以在单光子水平下进行测量，池内整体的聚脲防腐体系确保超过80000平方米的钢结构、轻钢屋面在饱和水蒸气环境下长期不生锈。这些高水准的工艺指标通过了1号装置和2号装置的运行稳定性检验，能够确保池内水质长期保持12米以上的紫外光衰减长度，这是保证科学观测稳定开展的必要条件。

　　据悉，LHAASO项目是国家重大科技基础设施建设项目，在《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012—2030年）》中被列为16个优先安排的重大项目之一。

　　该项目位于四川省稻城县海子山，核心科学目标是探索高能宇宙线起源以及相关宇宙演化、高能天体演化和暗物质研究。为提高探测灵敏度，该项目将建设成由多种探测手段组成的复合式地面粒子探测器阵列，对宇宙线粒子和伽马射线在大气中产生的空气簇射作多参数的精确测量。以测量簇射粒子在水中产生的切伦科夫光为探测技术的WCDA是该项目的三种技术手段之一。

海子山上的苦与乐

记中科院高能所LHAASO水切伦科夫探测器阵列安装团队

来源：科学网 www.sciencenet.cn   作者：倪思洁    时间：2019/5/2 

​原文网址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2019/5/425879.shtm四川稻城的海子山，因星罗棋布的1145个大小海子而得名。有人说，这些闪烁在山间的大小海子，就像上帝失手撒下的一千多颗钻石一般。

白天，海子山间波光闪闪，夜晚，穹顶之上星光璀璨。在海子山4410米海拔的地方，有一群人，他们仰望星空、脚踏实地，像初生的孩童一般，保持着对世界最本真的好奇和最单纯的敬畏。他们的智慧和青春，也凝聚成了天地间的另一种闪耀——科技之光。

观测站的眼睛

宇宙线，是目前人类探索太阳系以外世界时可以研究的唯一物质样本。宇宙线以其起源，也成为人类探索宇宙及其演化的重要途径。

自1912年宇宙线被发现之后，一百年间，尽管与之相关的探索与研究已经产生了数枚诺贝尔奖牌，人类还是始终没有发现宇宙线的起源。

2015年12月，一个名为“高海拔宇宙线观测站”（LHAASO）的项目在我国正式立项。项目的建设站址，就位于平均海拔4410米的四川稻城海子山。

如今，这个观测站将成为人类仰望星空的又一新平台。它以探索高能宇宙线起源并开展相关的高能辐射、天体演化以及暗物质分布等基础科学研究为核心目标，总投资约12亿元，建设周期4年，投入运营后预计寿命在15年以上，是“十二五”期间启动的国家重大科技基础设施项目。

观测基地鸟瞰图（中科院高能物理所供图）

立项的消息曾让中国科学院高能物理所副研究员陈明君着实兴奋了一番。他参与的是LHAASO水切伦科夫探测器阵列（WCDA）的相关工作，在项目成立前，他们前后准备了八年。如今，陈明君也成为这个探测器阵列安装团队的负责人。

探测器是观测站的“眼睛”。按照设计，观测站有三个探测阵列：一是78000平方米的水切伦科夫探测器，包括三个“水池”，分为3120个探测单元；二是由5195个电磁粒子探测器和1171个缪子探测器组成的地面簇射粒子阵列；三是16台广角切伦科夫望远镜。

为了完成WCDA一号水池的探测器安装，去年10月，陈明君带着一波年轻人上了山。

水池内部结构图（中科院高能物理所供图）

上山！开工！

2018年国庆节前，陈明君在研究组里开了好几次会，每次会上，他都要跟年轻的科研人员说：“大家要做好国庆一结束就上山长期工作的心理准备。”

参加过选址工作的陈明君知道，不管风景有多美，在海拔4410米的高山上长期工作，都不能算作一件美事——那里的氧气含量只有内地的一半，工作环境只有零下三四度。

上山之前，大家都抓紧时间安置生活上的事情。趁着国庆节，中科院高能物理科研人员、探测器机械负责人李凯赶回老家办了场婚宴，婚宴刚结束就坐上火车上了山。

到10月15日，探测器组安装团队里的18位成员都已到齐。10月22日，第一个单元的光电倍增管安装，探测器安装工作正式开始。

随着工作的推进，压力降临到每个人身上。

李秀荣是个山东姑娘，说起话来的语速和她工作时一样麻利，她的主要工作是负责小光电倍增管的安装。WCDA的一号水池包括大小两种光电倍增管，二者的接受能谱范围不同，可以通过互补拓宽探测器的探测范围。

从十月中下旬开始，李秀荣要在零下的工作环境里给小光电倍增管编号、做测试、连电缆，还要教藏族工人怎么安装。每个人负责的工作都有时间节点的要求，为了赶上进度，李秀荣只能每天在安装和测试之间来回跑。

“这真是个体力活。”李秀荣笑着跟记者说。

团队成员在工作现场工作（陈明君供图）

团队成员王岩瑾在工作现场整理数据（陈明君供图）

跟她一样承受着心理压力和体能考验的，还有中科院高能物理所科研人员、探测器安装现场工作负责人李会财。这位85后小伙子在孩子出生一个星期后就上了山，此后一直承受着赶进度的压力。

“这种压力一直持续到我们探测器安装的最后一步。最后汇报的时候要精确到‘下午五点完成’，分秒必争。”李会财说。

每天下班，团队成员总要一起开个工作会，总结一天的工作，安排第二天的任务。“大家一起优化安装方案，有困难有压力，一起分担一起努力，苦中作乐，大家抢着活干，保证安装工作有条不紊顺利推进。”陈明君说。

2018年12月中旬，探测器初具规模（中科院高能物理所供图）

“所有的累都值得”

在离太阳最近的高山上，一周六天，一干就是四个月，团队里却谁也没有晒黑。每天早晨8点半，大家坐着班车一起从生活区上到工作区，一整天干下来，竟是连太阳也见不到的。

元旦那天，在听到了烟花爆竹的声音之后，他们中的一些人才意识到，原来新年来了。

寒冷的工作环境中，团队成员的手指常被冻得不听使唤，所以安装中划伤手指的情况经常出现，久而久之，这队成员在LHAASO的各个安装团队中得了一个名号——“创可贴消耗大户”。

这支平均年龄30多岁的团队，也有着年轻人的乐观。工作中，他们和藏族工人关系越来越亲密。每天中午，陈明君会去和工人们讨杯酥油茶喝。周末，他们也会偶尔去藏族工人的家里做客，有一次，藏族工人还专门炖出了12斤牦牛肉来款待他们。

团队成员在藏民家中做客（陈明君供图）

在苦与乐中，安装工作一点点接近尾声。1月10日，所有的探测器安装到位。2月22日，一号水池探测器安装调试结束，场地清理干净，准备进入注水阶段。

安装调试结束时，LHAASO项目的首席科学家、中科院高能物理所研究员曹臻跟安装团队的成员说：“我们这个团队了不起，现在建成了世界上灵敏度最高的探测器阵列。”

注水前，陈明君在150米×150米的水池里走了好几圈，把过去几个月里经历的各种事情都回忆了一遍。“所有的累和付出都是值得的。”陈明君心里默默地想。

在注水和科学调试之后，4月26日，由900个探测器单元组成的、探测器面积达22500平方米的一号水切伦科夫探测器阵列正式投入科学运行。

观测站的眼睛睁开了，但WCDA安装团队的工作还没有结束。6月底，他们将再次上山，开始二号水池的安装和调试……（完）