在世界最大极深地下实验室,仰望星空

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众所周知

我们的工程师都是很有“深度”的

我们知识渊博

我们“兵器”众多

我们上山下海

这次不一样了!

我们中国能建工程师亮出“狠活”

向极深地下发起挑战

这里是“极深地下”,宇宙线通量只有地面的一亿分之一,实验环境达到百级和千级洁净度,建成后将成为全世界空间最大、覆盖最深、屏蔽水平最好、配套最完善的“四最”地下实验室,成为科学家们开展粒子物理学、天体物理学及宇宙学等领域重大基础前沿物理实验研究的宝地。这里就是深藏于山体覆盖厚达米的四川省凉山州雅砻江畔的锦屏山隧道中的中国锦屏地下实验室。

今天,就由该实验室的主体设计单位中国能建华北院的专家来聊聊这个"有深度"的事儿。

Q

实验室为什么要建在这里?

A

中国锦屏地下实验室的选址和实验环境十分理想,它充分利用了四川凉山锦屏电厂交通隧道的天然地理优势,深地实验室垂直岩石覆盖厚度高达米,深度居世界之首。借此屏障能够极大地降低宇宙射线造成的影响,为重要核天体反应直接测量提供了世界一流的条件。并且由于实验室是建在山下,它拥有水平通道而不是垂直通道,更加方便研究人员的进出。

Q

这座实验室大不大?建成后科研工作环境怎么样?

A

我们设计的实验室面积约4万平方米,空间容积约30万立方米。地下实验室空间分布合理,包含实验厅、辅助隧道、服务隧道、连接隧道、排水隧道五部分。其中,实验大厅空间体积就有多立方米,比四个篮球场加在一起还要大。实验室的新风系统会保障通风换气,无论春夏秋冬都有微风拂过。

地下实验室的数据会同步传送到地上实验室,方便科研人员在地面从事科研工作。

Q

建造这座实验室,咱们的“科技与狠活”有哪些呀?

A

那可太多了!我们设计团队深入研究实验室地理位置极深、地下环境复杂、地下空间错杂的特点,充分利用一系列超前的设计手段和先进的理念,满足前沿物理实验超低宇宙线通量、空气氡浓度低、超洁净空间、极低环境辐射本底等特殊要求。

狠活一“防水抑氡”

极深的地理环境,防水防潮是重难点。为确保暗物质实验研究精度,抑制岩体中无处不在的氡气是一项世界级难题。项目团队首创“以防为主、以排为辅”的“防水抑氡”工法,创新使用10层复杂结构给实验室做“防护罩”,将岩石产生的水和氡气屏蔽在实验室之外。同时,对氡含量要求高的房间设置单独的新风系统,设置除氡设备,对试验空间进行除氡。

狠活二“极端洁净”

实验大厅与各隧道的连接处均安装气密门,设置人流、物流净化通道,末端采用高效过滤风口,设置余压阀将空气排至试验空间外。实验室采用地下水作为冷源进行温度控制,实验大厅保持在25摄氏度左右、环境湿度小于65%。

全方位举措确保地下空间百级、千级、万级等洁净环境。

狠活三“低本底辐射”

众所周知,一切物质都有不同强度的本底辐射。我们充分研究材料的本底特性,采取有效的控制措施,筛选优质低本底材料,所有设备、材料均特殊定制,且精准控制材料用量,确保辐射最低,保障未来科学实验的精度。

狠活四“消防安全”

实验室设施环境特殊,因其最大埋深约米,地下空间整体结构类似隧道,且空间结构复杂、路径曲折,内部有近米的高差,疏散路径复杂、疏散距离较长,无任何消防规范和工程案例可循。

对此,我们针对本设施具体条件和消防合理性进行设计,开展消防性能化模拟分析和安全评估,采取可靠的防火、疏散、灭火设计和救生设施。

狠活五“低碳”

实验室因地制宜采用自然冷源、智能照明、变频电机,降低能源消耗,采用集中控制和分级化管理方式,整合智慧安全系统,打造智能、绿色、节能、舒适、低维护的工作环境。

狠活六“BIM设计”

设计团队利用先进的BIM和三维激光扫描技术,搭建协同平台发挥数字化协同设计管理优势,基于轻量化三维模型进行设计协同,对设计全过程进行管理,提高设计质量,为试验设施创造最大的可利用空间。同时将BIM模型作为项目运维信息的载体,集成物联网和信息化系统,实现一体化项目运维管控,保障了后期数字化成果交付和智能化运维衔接。

当我们抬头仰望星空

感叹宇宙的浩渺

有这样有一群人

正在协力打造世界上

最“洁净”、最“安静”的房子

在米的“极深地下”

安放下一颗颗凝视太空的眼睛

通过捕捉原子核信号放大后的微微闪光

解析这些微弱又神奇的信号

去破解宇宙苍穹的终极秘密

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原标题:《在世界最大极深地下实验室,仰望星空!》



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