中冶京誠承建的高海拔宇宙線繆子探測器投入使用

2021-01-13 中國鋼鐵新聞網

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」。經過兩年半的建設，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規模陣列正式投用，標誌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樣本的唯一渠道，但由於大氣層的保護，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，地形地貌十分複雜。該宇宙線觀測站系國際宇宙線研究中心與中國科學院、清華大學等單位聯合研製的全球北天區宇宙線觀測站。繆子探測器（MD）是其4種探測手段之一，主要用於區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實現甚高能中低能段（100GeV-30TeV）對整個北天區伽瑪源的巡天觀測，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，其設計、製作與安裝面臨巨大挑戰：部分探測器處於沼澤區域，在雨季長期處於水位線以下，極容易滲水；當地最大晝夜溫差可達30多度，而罐體內的溫差年變化不能超過5度；內部放置的水袋，面臨長途運輸、壓差變化、吊裝鋪設各環節防滲漏的難題。自2018年開工建設以來，中冶京誠項目部專門成立了研發團隊，接連攻克了結構設計、抗滲設計、無壓實覆土回填等多項技術難關，具體採用大斷面+混凝土筒體的組合形式，並開展相關焊接工藝研究，確保了探測器外殼的結構空間性能穩定；進行鋼蓋和混凝土筒體結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；通過獨立鬆土堆方、可變坡比、固土成型設計方案及施工工藝，分析不同回填材料性能及鬆土堆積效果，在無機械夯實情況下，實現了土方回填達到設計坡比要求。項目人員長期進駐現場，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、開展相關的高能輻射、天體演化以及暗物質分布等的基礎科學研究徵程，正式拉開序幕。剩餘的111臺繆子探測器的超純水灌注以及探測器調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一經全面建成便有望佔據國際領先地位，創造巨大的科學價值，助力破解科學研究的世紀謎題。

來源：中冶京誠

編輯：網站實習1

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