世界最深最大地下实验室投运

王轶辰2023-12-08 21:12:20

12月7日，中国锦屏地下实验室二期极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施土建公用工程完工，具备实验条件，标志着世界最深、最大的极深地下实验室正式投入科学运行。

该项目由中国能源建设集团有限公司旗下中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司（以下简称中国能建华北院）主体设计。这也是中国能建华北院继参与打造“中国天眼”和白鹤滩水电站工程两大“国之重器”之后，设计的又一拥有多项世界之最头衔的国家重大科技基础设施项目。

锦屏地下实验室位于四川凉山锦屏水电站锦屏山隧道中部地下2400米处，宇宙线通量仅为地表的一亿分之一。实验室面积约4万平方米，空间容积33万立方米，建设有极深地下极低辐射本底屏蔽平台、极深地下极低本底分析测试平台、地下实验室综合运维支持平台等。具备“极低环境氡析出”、“极低环境辐射”、“超低宇宙线通量”、“超洁净空间”等多种优势，是全世界空间最大、覆盖最深、屏蔽水平最好、配套最完善的“四最”地下实验室。

面对该项目深地环境的防水抑氡、本底控制、超规消防、空间洁净等一系列前所未有的工程难题，中国能建华北院作为主体设计单位，积极开展重难点专项研究和调研工作，深入研究实验室地理位置极深、地下环境复杂、地下空间错杂的特殊性，提出的创新设计方案有效解决了工程难题，满足了前沿物理实验超低宇宙线通量、空气氡浓度低、超洁净空间、极低环境辐射本底等特殊要求。在设计过程中，采用三维激光扫描技术，获取地下隧洞现状点云模型，全过程采用BIM技术解决项目设计难点，提升设计质量、消除施工风险，助力项目高标准投入科学运行。

该项目山体覆盖高度超过两千米，山体内部地下水丰富，地下空间内壁渗水的渗透性强、水压力大、渗水量大、渗漏点多且分布无规律。同时，溶于渗水的氡气对暗物质探测的高精度装置影响尤为严重。针对这一难点，在没有国内外类似工程案例和同类型设计方案的情况下，设计团队查阅了大量工程文献和资料，在充分研讨和调研基础上，最终确定了“以排为主、以防为辅、多道设防”的设计原则，创造性地采用十层复合构造防护体系，在满足地下实验室低本底辐射值、氡气抑制、表面洁净的基础上综合考虑防水措施，达到洞室岩壁防排结合、刚柔相济、耐久适用的防护方案和效果。

据悉，锦屏地下实验室今后将发展成涵盖粒子物理、核天体物理、宇宙学、生命科学、岩石力学等多学科交叉的世界级深地科学研究中心，为我国在物理学、宇宙学等多个领域进入国际领先行列提供强力基础支撑，助力国家科创平台“跨越式提升”。