原標題：世界最深、最大的極深地下實驗室正式投入科學運行 地下2400米處，有個“超潔凈空間”

科研人員正在做實驗。 雅礱江公司供圖

　　錦屏大設施

　　●國內第一個極深地下實驗室基礎設施建設項目，也是國際上第一次大規模建設具有極低輻射本底極端條件的綜合實驗設施

　　●具備“極低環境氡析出”“極低環境輻射”“超低宇宙線通量”“超潔凈空間”等多種優勢

　　●實驗廳總容積從約4000立方米擴大到約33萬立方米，地上輔助實驗平臺建築面積達到約4000平方米

　　●為暗物質、中微子、核天體物理等前沿物理科學研究提供了極低輻射本底實驗條件，為深地岩體力學、深地醫學等深地科學提供了絕佳的研究平臺

　　12月7日，世界最深、最大的極深地下實驗室——中國錦屏地下實驗室二期極深地下極低輻射本底前沿物理實驗設施（簡稱“錦屏大設施”）正式投入科學運行，首批來自清華大學、北京師範大學等單位的10個實驗項目組正式進駐。

　　錦屏大設施是國內第一個極深地下實驗室基礎設施建設項目，也是國際上第一次大規模建設具有極低輻射本底極端條件的綜合實驗設施。多項第一“在身”，錦屏大設施為何建，如何建？

　　為何建

　　打造全球深地科學研究的前沿基地

　　岩石覆蓋超過2000米的地下實驗室，被稱為極深地下實驗室。目前，美國、加拿大、日本、俄羅斯等國都在建設極深地下實驗室。

　　為何要建極深地下實驗室？答案和暗物質有關。

　　天文數據顯示，目前世界上人類發現的物質只有5%左右，剩下95%的物質沒被發現，這部分物質就是暗物質。“對暗物質進行研究，將幫助我們很好地認識世界和宇宙。”錦屏大設施工程指揮部副總指揮、總工程師，清華大學工程物理系教授李元景説。

　　但此前，我國研究暗物質的極深地下實驗室存在空白，國內科研院所大多只能租用國外的實驗室進行暗物質與深地科學研究。直到2010年，中國錦屏地下實驗室一期建成投運，成為世界最深地下實驗室。

　　本次錦屏大設施投運，使得中國錦屏地下實驗室在一期的基礎上，實驗廳總容積從約4000立方米擴大到約33萬立方米，同時地上輔助實驗平臺建築面積達到約4000平方米，有望成為世界深地物理實驗的中心。

　　“錦屏大設施重要的目的之一是為了研究暗物質。”實驗室主任、北京師範大學黨委書記程建平介紹，錦屏大設施作為粒子物理和核物理領域的“國之重器”，不僅為暗物質、中微子、核天體物理等前沿物理科學研究提供了極低輻射本底實驗條件，還是一個開放共享的大科學裝置，為深地岩體力學、深地醫學等深地科學提供了絕佳的研究平臺。

　　國投集團雅礱江公司錦屏地下實驗室管理局局長李名川説，在這裡，研究內容不僅有暗物質、中微子探測、物品的輻射檢測和輻射方面的職業健康研究等，也有細胞分裂、生殖發育、腫瘤免疫等醫學研究，還有地震、岩石力學等研究，甚至晶片的封裝也在進行測試。“未來，這裡將形成多學科交叉的開放共享實驗平臺，打造成為全球深地科學研究的前沿基地，助力國家科創平臺跨越式提升。”

　　如何建

　　地下2400米處建設最“純凈”實驗室

　　科學家介紹，研究暗物質就得屏蔽各種宇宙射線，岩石是天然的阻隔物。而且，隨著岩層增厚，宇宙射線衰減會越來越快，所以實驗室不僅要建在地底，還會選擇最大的垂直岩石覆蓋。

　　中國錦屏地下實驗室位於涼山錦屏山地下2400米處，錦屏山厚實的大理岩能把絕大部分的宇宙射線屏蔽掉，山體本身的輻射也極低。“這些條件讓這裡成為科學家開展暗物質研究的絕佳實驗場所。”李名川説，相比世界第二大的地下實驗室，錦屏地下實驗室的空間還要大將近一倍。足夠大的空間，意味著可以安裝更大的科學設施，科學成果取得的週期會大大縮短。

　　然而，深地實驗設施項目對科學實驗是優勢，對工程建設卻是挑戰。

　　譬如，位於地下2400米，厚實的大理岩能隔絕大部分宇宙輻射，但岩體卻會産生具有放射性的氡氣，影響實驗精度；地下洞室空間有限、環境複雜等因素進一步增加了工程建設難度……

　　如何破解建設難題？雅礱江公司與清華大學、中建三局等單位開展聯合技術攻關，創新防水抑氡工藝、研發低本底設備材料、打造了“世界最深智慧工地”。

　　針對氡氣，施工單位創新使用10層材料，在10萬平方米的洞室表面層層設防，屏蔽岩石産生的水和氡氣，氡氣抑制率達99％。

　　中建三局錦屏大設施二標項目經理王偉介紹，為實現更低的輻射本底，他們定制了所有設備、材料，並成功研製低輻射水泥、金剛砂、岩棉及一批低輻射機電設備，最大限度控制實驗室輻射本底，打造最“純凈”實驗環境。

　　目前，該項目建成全球最大的物理實驗液氮恒溫罐和聚乙烯屏蔽艙，建成全球最長距離新風供風系統，有效解決地下實驗空間環境輻射精準控制難題。

　　中國工程院院士、中國輻射防護學會理事長羅琦説，通過攻關關鍵技術和應用智慧建造技術，錦屏大設施已建設成為具備“極低環境氡析出”“極低環境輻射”“超低宇宙線通量”“超潔凈空間”等多種優勢的國際一流深地實驗室，將對我國深地基礎科學研究起到極大推動作用，也為我國輻射防護科學事業提供了國際水準的平臺。

　　此外，錦屏大設施還是國內唯一一個校企共建的國家重大科技基礎設施項目，是雅礱江公司和清華大學以産、學、研合作方式助推國家基礎科學研究的重大舉措，開國有大型企業支持國家基礎科學研究的先河。

　　實驗室管委會主任委員、雅礱江公司董事長祁寧春表示，公司將和清華大學一道在基礎研究、關鍵技術攻關上持續發力，探索實現産學研深度融合，促進科學成果轉化，助力推動我國在基礎研究領域的自主創新能力和科技綜合實力提升。（四川日報全媒體記者 寧寧）