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探秘大科学装置，我们来到了地下700米的江门中(5)
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摘要：“幽灵粒子” “我们正处在一个巨大坑洞的坑底，实验大厅高71米，跨度达49.5米，是目前国内跨度最大的地下洞室，内有44米深的水池。”阎良平说，地下
“幽灵粒子”
“我们正处在一个巨大坑洞的坑底，实验大厅高71米，跨度达49.5米，是目前国内跨度最大的地下洞室，内有44米深的水池。”阎良平说，地下大厅没有一根立柱支撑，为了防止塌陷，穹顶和洞室四周布满锚索，锚索深深扎入岩体，像拧紧的螺栓一样对岩石施加预应力，将岩石牢牢固定住。
支撑有机玻璃球和各种仪器设备的“钢球”，使用了大约900吨低放射性的不锈钢材料。“相比碳钢，不锈钢比较软，很难得到需要的刚度和精度，价格也昂贵。但钢球要泡在水中30年，所以还是得用不锈钢。”王贻芳说，为了保证实验大厅的洁净度，同时确保不变形，整个钢结构没有一处焊接，科研人员用12万套高强螺栓将不锈钢构件拼接成型。
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在大钢球内，有机玻璃球的安装刚刚开始。工程人员揭开覆盖物，晶莹剔透的玻璃板露出光彩。“这是目前已知的最干净、透明的有机玻璃，肉眼就能明显看出它和普通有机玻璃的区别。”王贻芳流露出自豪的神情，他说，为了达到透明度的指标，生产厂家新建了生产线，对各种材料成分进行了改进，生产工具、模具也进行了特殊的处理。
先期到达场地的200吨烷基苯在大罐中用氮气密封保存，将通过管道输送至液闪纯化大厅，用于设备调试。新京报记者 张璐 摄
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开挖地下实验室并不容易，需要解决大量技术难题。大亚湾实验中方负责人是中科院高能物理所所长王贻芳，他举例说，在距核反应堆很近的地方进行爆破，是实验当中遇到的巨大困难。“最终我们克服重重困难，安全完成了邻近核反应堆的约3000次爆破作业，建成了地下实验室。”
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2003年，中国科学院高能物理研究所（中科院高能物理所）的科研人员提出设想，利用我国大亚湾核反应堆群产生的大量中微子，寻找中微子的第三种振荡模式，并精确测量该振荡的几率。
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按照一根管子5万元计算的话，光2万只管子就要10亿元，而实验的总投入才20亿元。如果光电倍增管不能做到国产化，国外厂家的要价不可能降下来。“在中科院高能物理所的牵头下，科研团队一边加紧国产化研制，一边向外界传递出‘我们能做出来'的积极信号。”
乘坐缆车顺着斜井前往地下700米的实验大厅。? 新京报记者 张璐 摄
他进一步解释说，从光学性能讲，评价液闪透明度的关键指标是衰减长度。同时，从放射性角度讲，液闪中的放射性杂质去除得越干净越好。“我们要求放射性铀的含量是10的负17次方。”
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在江门中微子实验之前，20英寸光电倍增管的生产被日本滨松公司垄断。徐美杭是中科院高能物理所实验物理中心光电倍增管测试与防护系统的骨干。她说：“当时一只管加上后面的防水封装，市场价大概是5万元，滨松公司知道我们正在研制后，给我裸管的报价降到了3.3万元。”
“虽然要求前六年的数据，但我们的实验都是按照20年来做的。”徐美杭说，团队制作了200个模型，给它们创造了加速老化的环境，再进行水压试验，计算防水封装的可靠性。
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江门中微子实验探测器示意图。中科院高能物理所供图
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有机玻璃球厚12厘米，但对于直径35.4米的玻璃球来说，12厘米薄如蛋壳。科研人员准备了265块球形有机玻璃板，最大的一块9米长、3米宽，它们将被分层逐一粘接，拼成玻璃球。粘接材料不是普通的胶水，而是有机玻璃本体材料。
所有设备就位后，浸泡着探测器的水池将注满高纯水，以屏蔽中微子之外的其他物质。明年夏天，水池上方将用氮气封住，并盖上“黑盖子”，将光和空气隔绝。江门中微子实验设计寿命是30年，盖子再度开启，要等到30年后。
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如果不是近距离感受大科学装置，很难想象这样一个“超级工程”，要处置的繁杂细节如此之多。被问及是否焦虑，江门中微子实验的“总指挥”王贻芳给出了否定的答案。“所有最难的问题已经提前得到解决。”
文章来源：《实验室科学》 网址: http://www.syskxzz.cn/zonghexinwen/2022/0823/1189.html