國際最大深地液氮低温實驗平台開始調試運行

科技日報涼山彝族自治州12月29日電 （記者張蓋倫 周思同）“啓動液氮灌注！”29日上午，在中國錦屏地下實驗室（以下簡稱“錦屏地下實驗室”）二期C1廳內，隨着錦屏大設施工程指揮部副總指揮、清華大學工程物理系教授李元景一聲令下，靜候良久的大型液氮低温屏蔽裝置迎來了第一立方米液氮。啓動液氮灌注，標誌着基於錦屏地下實驗室二期的極深地下極低輻射本底前沿物理實驗設施（以下簡稱“錦屏大設施”）的關鍵科學實驗設備進入調試運行階段。

錦屏地下實驗室位於四川省涼山彝族自治州錦屏山交通隧道內，由清華大學和國投集團雅礱江流域水電開發有限公司共同建設管理。它是全世界岩石覆蓋最深、可用空間最大、宇宙線通量最小且綜合條件國際一流的深地實驗平台，可讓國內外科學家開展暗物質探測、中微子研究、核天體物理實驗等重大基礎前沿科學研究。

2014年，錦屏地下實驗室二期開啓建設。2016年，錦屏大設施項目被列入“十三五”國家重大科技基礎設施項目指南。2020年底，錦屏大設施開工建設，地下可用實驗空間從一期實驗室的4000立方米增加到二期的33萬立方米。

錦屏大設施在約2400米岩石覆蓋的地下空間建設大型液氮低温屏蔽裝置、大型常温純淨水屏蔽裝置，同時建設多套組合式固體輻射屏蔽裝置，形成一個既能進行大型前沿物理實驗、又能開展小型原理驗證實驗的極深地下極低輻射本底屏蔽平台。

大型液氮屏蔽裝置高約20米，相當於6層樓高。它是錦屏大設施項目的關鍵大型工藝設備之一，可為新一代暗物質直接探測、無中微子雙貝塔衰變實驗提供探測器低温工作環境和輻射屏蔽系統。

錦屏大設施工程指揮部科學部主任、清華大學工程物理系教授嶽騫介紹，大型液氮低温屏蔽裝置建設容積約為1725立方米，體量相當於一個標準游泳池，就算日夜不停灌注液氮，也需要兩個月才能將其裝滿。在液氮屏蔽裝置核心區，2兆電子伏特（MeV）附近能量區間輻射本底約為地面同類探測器本底水平的百萬分之一。本底低，干擾弱，可最大限度屏蔽各種宇宙噪聲和射線，讓探測器能夠捕捉到屬於暗物質微弱的“風吹草動”。

這是國際上規模最大的深地液氮低温實驗平台，也是本底條件最優的深地低温實驗平台。“在未來二三十年甚至更長時間內，這一平台都會極具國際競爭力。”嶽騫説。

錦屏地下實驗室管理局副局長申滿斌介紹，大型低温液氮屏蔽裝置是世界上最大的地下液氮儲容器。經過近10年建設，今年，該裝置及實驗潔淨間、實驗腔、灌注管路、低温製冷系統和安全監測、通風換氣系統等相關配套設施全部完成施工和測試，有關技術指標全面實現，具備灌注試運行條件。

液氮灌注是大型液氮低温屏蔽裝置調試運行的關鍵環節，可檢驗液氮恆温器及實驗室配套設施的運行狀況及性能指標，是該裝置投入安全運行的重要節點，也意味着錦屏大設施工藝設備建設進入調試運行的新階段。