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中冶京誠承建的高海拔宇宙線繆子探測器投入使用

2020-12-11 11:22:00

  12月6日,中冶京誠設(shè)計與施工的高海拔宇宙線觀測站舉行“繆子探測器陣列主體工程完工暨LHAASO-3/4陣列的科學運行啟動儀式”。經(jīng)過兩年半的建設(shè),包括917個繆子探測器與4008個電磁粒子探測器的高海拔宇宙線觀測站3/4規(guī)模陣列正式投用,標志著全球高能伽馬探測靈敏度最高的同類觀測站建成。
  宇宙線高能粒子是人類獲取太陽系外物質(zhì)樣本的唯一渠道,但由于大氣層的保護,宇宙線的能量在穿過大氣層的過程中,大部分都被吸收了,而在高海拔地區(qū)布局探測器,就是為了搶在大氣層吸收前,捕捉到更多的次級粒子,獲取更多信息。高海拔宇宙線觀測站從2008年前期預研開始,歷時6年,最終選址稻城縣海子山,平均海拔4410米,地形地貌十分復雜。該宇宙線觀測站系國際宇宙線研究中心與中國科學院、清華大學等單位聯(lián)合研制的全球北天區(qū)宇宙線觀測站??娮犹綔y器(MD)是其4種探測手段之一,主要用于區(qū)分伽馬射線中的宇宙線本底,從而大大提高伽馬射線探測的靈敏度。WCDA實現(xiàn)甚高能中低能段(100GeV-30TeV)對整個北天區(qū)伽瑪源的巡天觀測,巡天靈敏度將達到世界最佳水平。
  中冶京誠承建的1188個MD陣列主體工程是本項目探測陣列中的核心部件,其設(shè)計、制作與安裝面臨巨大挑戰(zhàn):部分探測器處于沼澤區(qū)域,在雨季長期處于水位線以下,極容易滲水;當?shù)刈畲髸円箿夭羁蛇_30多度,而罐體內(nèi)的溫差年變化不能超過5度;內(nèi)部放置的水袋,面臨長途運輸、壓差變化、吊裝鋪設(shè)各環(huán)節(jié)防滲漏的難題。自2018年開工建設(shè)以來,中冶京誠項目部專門成立了研發(fā)團隊,接連攻克了結(jié)構(gòu)設(shè)計、抗?jié)B設(shè)計、無壓實覆土回填等多項技術(shù)難關(guān),具體采用大斷面+混凝土筒體的組合形式,并開展相關(guān)焊接工藝研究,確保了探測器外殼的結(jié)構(gòu)空間性能穩(wěn)定;進行鋼蓋和混凝土筒體結(jié)合面防滲漏止水材料的選型、安裝工藝及容許空間、防老化和密封性系列試驗研究,解決了連接材料的功能性和耐久性問題;通過獨立松土堆方、可變坡比、固土成型設(shè)計方案及施工工藝,分析不同回填材料性能及松土堆積效果,在無機械夯實情況下,實現(xiàn)了土方回填達到設(shè)計坡比要求。項目人員長期進駐現(xiàn)場,克服高寒缺氧、施工條件簡陋、人機降效明顯、氣候條件多變等諸多困難,目前,已投用的1077個探測器無一滲漏,探測器精度全部達標,圓滿完成建設(shè)任務。
  隨著主體工程的完成,高海拔宇宙線觀測站探索高能宇宙線起源、開展相關(guān)的高能輻射、天體演化以及暗物質(zhì)分布等的基礎(chǔ)科學研究征程,正式拉開序幕。剩余的111臺繆子探測器的超純水灌注以及探測器調(diào)試等工作將在明年春季完成。屆時,整個繆子探測器陣列將全部投入運行。2021年,LHAASO一經(jīng)全面建成便有望占據(jù)國際領(lǐng)先地位,創(chuàng)造巨大的科學價值,助力破解科學研究的世紀謎題。

來源:中冶京誠

編輯:網(wǎng)站實習1

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