在12月7日,中国锦屏地下实验室二期,一个集极深地下与极低辐射本底于一体的前沿物理实验设施的土建公用工程已全面竣工,达到了实验标准。这标志着全球最深、规模最大的地下实验室正式投入科学运行。
该设施由中国能源建设集团有限公司的下属单位——中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司(简称“中国能建华北院”)主导设计。这是继“中国天眼”与白鹤滩水电站工程后,中国能建华北院在国家重大科技基础设施领域的又一创举,项目成果集多项世界之最。
锦屏地下实验室位于四川省凉山州锦屏水电站锦屏山隧道中部,其位置地下2400米,宇宙线通量仅为地面的十万分之一。实验室占地面积约4万平方米,总空间容量达33万立方米,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及地下实验室综合运维支持平台等。
实验室具备“极低环境氡析出”、“极低环境辐射”、“超低宇宙线通量”与“超洁净空间”等独特优势,成为全球范围内空间最大、覆盖深度最深、屏蔽水平最高、配套设施最完善的一流地下实验室。
面对深地环境的挑战,如防水抑氡、本底控制、超规消防与空间洁净等,中国能建华北院深入研究实验室的地理位置与复杂地下环境,提出了创新解决方案,成功攻克了工程难题,满足了前沿物理实验对宇宙线通量、空气氡浓度、空间洁净度与辐射本底的严格要求。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,全程应用建筑信息模型(BIM)技术,有效提升了设计质量和项目安全性。
该项目覆盖高度逾两千米,山体内部地下水丰富,地下空间内壁渗透性强、水压大、渗水量大且分布无规则。针对这一难题,设计团队在缺乏类似工程案例与设计先例的情况下,通过广泛查阅资料与深入研讨,确立了“以排为主、以防为辅、多道设防”的设计原则,创新性地构建了十层复合构造防护体系,兼顾了实验室低本底辐射值、氡气抑制与表面清洁需求,实现了洞室岩壁的防排结合、刚柔互补与持久适用的防护目标。
未来,锦屏地下实验室将发展成为多学科交叉的国际级深地科学研究中心,为我国在物理学、宇宙学等领域达到国际领先水平提供坚实的基础支撑,推动国家科技创新平台实现“质的飞跃”。