新闻中心

中冶京诚承建的高海拔宇宙线缪子探测器投入使用

发表时间:2020/12/10     阅读次数:231


12月6日,中冶京诚设计与施工的高海拔宇宙线观测站举行“缪子探测器阵列主体工程完工暨LHAASO-3/4阵列的科学运行启动仪式”。经过两年半的建设,包括917个缪子探测器与4008个电磁粒子探测器的高海拔宇宙线观测站3/4规模阵列正式投用,标志着全球高能伽马探测灵敏度最高的同类观测站建成。

宇宙线高能粒子是人类获取太阳系外物质样本的唯一渠道,但由于大气层的保护,宇宙线的能量在穿过大气层的过程中,大部分都被吸收了,而在高海拔地区布局探测器,就是为了抢在大气层吸收前,捕捉到更多的次级粒子,获取更多信息。高海拔宇宙线观测站从2008年前期预研开始,历时6年,最终选址稻城县海子山,平均海拔4410米,地形地貌十分复杂。该宇宙线观测站系国际宇宙线研究中心与中国科学院、清华大学等单位联合研制的全球北天区宇宙线观测站。缪子探测器(MD)是其4种探测手段之一,主要用于区分伽马射线中的宇宙线本底,从而大大提高伽马射线探测的灵敏度。WCDA实现甚高能中低能段(100GeV-30TeV)对整个北天区伽玛源的巡天观测,巡天灵敏度将达到世界最佳水平。

中冶京诚承建的1188个MD阵列主体工程是本项目探测阵列中的核心部件,其设计、制作与安装面临巨大挑战:部分探测器处于沼泽区域,在雨季长期处于水位线以下,极容易渗水;当地最大昼夜温差可达30多度,而罐体内的温差年变化不能超过5度;内部放置的水袋,面临长途运输、压差变化、吊装铺设各环节防渗漏的难题。自2018年开工建设以来,中冶京诚项目部专门成立了研发团队,接连攻克了结构设计、抗渗设计、无压实覆土回填等多项技术难关,具体采用大断面+混凝土筒体的组合形式,并开展相关焊接工艺研究,确保了探测器外壳的结构空间性能稳定;进行钢盖和混凝土筒体结合面防渗漏止水材料的选型、安装工艺及容许空间、防老化和密封性系列试验研究,解决了连接材料的功能性和耐久性问题;通过独立松土堆方、可变坡比、固土成型设计方案及施工工艺,分析不同回填材料性能及松土堆积效果,在无机械夯实情况下,实现了土方回填达到设计坡比要求。项目人员长期进驻现场,克服高寒缺氧、施工条件简陋、人机降效明显、气候条件多变等诸多困难,目前,已投用的1077个探测器无一渗漏,探测器精度全部达标,圆满完成建设任务。

随着主体工程的完成,高海拔宇宙线观测站探索高能宇宙线起源、开展相关的高能辐射、天体演化以及暗物质分布等的基础科学研究征程,正式拉开序幕。剩余的111台缪子探测器的超纯水灌注以及探测器调试等工作将在明年春季完成。届时,整个缪子探测器阵列将全部投入运行。2021年,LHAASO一经全面建成便有望占据国际领先地位,创造巨大的科学价值,助力破解科学研究的世纪谜题。

微信图片_20201208085539.png