今天小編分享的科技經驗：三個維度 讀懂世界最深、最大地下實驗室，歡迎閲讀。
新聞記者 杜江茜
四川涼山，錦屏水電站錦屏山隧道中部地下 2400 米，中國錦屏地下實驗室迎來新進展。
12 月 7 日，中國錦屏地下實驗室二期，錦屏大設施正式投入科學運行。首批來自清華大學、生态環境部、北師大、中國原子能研究院、上海交大、四川大學、中國科學院大學、工信部電子五所等部門的 10 個實驗項目組進駐。
中國錦屏地下實驗室（CJPL）二期錦屏大設施 A2 實驗廳。
錦屏大設施，全稱極深地下極低輻射本底前沿物理實驗設施。作為世界最深、最大的極深地下實驗空間，它是國内第一個極深地下實驗室基礎設施建設項目，也是國際上最大規模建設具有極低輻射本底的綜合實驗設施。
在實驗室主任、北京師範大學黨委書記程建平看來，作為粒子物理和核物理領網域的 " 國之重器 "，錦屏大設施為暗物質、中微子、核天體物理等前沿物理科學研究提供了極低輻射本底實驗條件。
作為開放共享的大科學裝置，錦屏大設施為深地岩體力學、深地醫學等深地科學提供絕佳的研究平台。
" 未來，實驗室将成為多學科交叉的世界級深地科學研究中心，對我們國家探索未知世界、發現自然規律、實現科技變革、推動科技創新，具有非常重要的意義。" 程建平説道。
國之重器
打造世界深地科研中心
作為錦屏地下實驗室的二期項目，随着錦屏大設施的投入使用，這個極深地下實驗室的使用面積由原來的 4000 立方米，增加到 33 萬立方米。
" 錦屏大設施是不折不扣的國之重器。" 雅砻江流網域水電開發有限公司（簡稱雅砻江公司）相關負責人表示，整體上看，中國錦屏地下實驗室以錦屏山為天然平台，以水電站深埋長隧洞為基礎。
雅砻江錦屏一級水電站大壩和陡峻的錦屏山。
與國際上其他地下實驗室相比，錦屏地下實驗室岩石覆蓋最深、宇宙線通量最小、輻射本底最低、可用空間最大，還具備交通便捷、電力及水源充足、基礎設施完備等優勢。
在此次投入使用的二期項目之前，2010 年 12 月，中國錦屏地下實驗室（一期）建成投運，成為我國首個、世界最深的地下實驗室。
從研究成果上看，中國錦屏地下實驗室（一期）投入使用以來，聚集了中國極深地下科學研究的國家力量，不斷刷新極致科研的世界紀錄。
中國錦屏地下實驗室（CJPL）一期外觀。
例如，已累計發表高水平論文 120 多篇，其中 2 篇《Nature》，23 篇《物理評論快報》，一項成果獲教育部 2022 年自然科學一等獎，培養 6 名 " 國家傑出青年科學基金得主 "、4 名 " 國家優秀青年基金得主 " 和 1 名 " 新基石研究員 "。
以此為基礎，2014 年，清華大學與雅砻江公司規劃建設實驗室二期項目，将地下可用實驗空間由原來的 4000 立方米增加到 33 萬立方米。此時，在二期工程基礎上，雙方對于建設國家重大科技基礎設施 " 錦屏大設施 " 項目，達成共識。
具體而言，項目建設利用雅砻江錦屏水電站交通隧道群 2400 米極深岩石覆蓋的有利條件，建成占地面積超 6 萬平方米，容積約 33 萬立方米的極深地下實驗空間。
" 錦屏大設施，将成為多學科交叉的世界級開放共享實驗平台和世界深地科學研究中心。" 據上述負責人透露，就在錦屏大設施建設過程中，已有清華大學、上海交大、中國原子能院、四川大學等頂尖科研團隊陸續進駐，開展粒子物理、核天體物理、生命科學等前沿基礎研究。其中，暗物質、核天體物理領網域取得的成果已達到世界領先水平。
科研人員在中國錦屏地下實驗室開展相關實驗。
眼下，随着錦屏大設施的正式投入使用，實驗室将進一步為開展暗物質直接探測實驗、無中微子雙貝塔衰變實驗、核天體物理領網域關鍵核素合成過程，以及恒星演化等重大基礎前沿物理問題研究，提供世界輻射本底最低、最純淨的實驗環境。
大國工程
在極深地下創造的工程奇迹
如果説，錦屏地下實驗室的科學運行中，藴含着從當下延展至未來的科學攀登。那麼，在從過去至當下的跋涉中，錦屏大設施在攻克 " 地下 2400 米 " 的極限建設挑戰中，就已經接連拿下十餘項世界第一，在極深地下創造出一個個名副其實的工程奇迹，成為我國最獨特的大科學裝置之一。
位于中國錦屏地下實驗室（CJPL）二期的粒子和天體物理氙探測實驗 PandaX-4T 實驗裝置。
對此，中國工程院院士、中國輻射防護學會理事長羅琦表示，通過一系列關鍵技術突破瓶頸和智能建造技術的應用，對我國深地基礎科學研究起到極大推動作用，也為我國輻射防護科學事業提供了國際水平的平台。
" 深地實驗室的輻射本底，不僅有來自太空的宇宙射線，也有深地環境條件自身產生的本底。" 雅砻江公司的相關負責人坦言，在地下 2400 米，錦屏山厚實的大理岩能隔絕大部分宇宙輻射，但岩體卻會產生具有放射性的 " 氡氣 "，影響到實驗的精度。與此同時，錦屏大設施建設使用的建築材料及機電設備同樣會引入新的放射性源頭，必須嚴格控制。此外，地下洞室空間有限、環境復雜，進一步增加了工程建設難度。
中國錦屏地下實驗室（CJPL）位于四川省涼山州錦屏水電站錦屏山隧道中部埋深 2400 米處，圖為錦屏山交通隧道東端入口。
對此，雅砻江公司與清華大學、中建三局等施工部門開展聯合技術突破瓶頸，創新防水抑氡工藝、研發低本底設備材料、打造了 " 世界最深智能工地 "。
例如，項目施工中，創新使用 10 層材料，在 10 萬平方米的洞室表面層層設防，屏蔽岩石產生的水和氡氣，氡氣抑制率達 99％。
同時，為實現更低的輻射本底要求，所有設備、材料均為定制，并成功研發生產出低輻射水泥、金剛砂、岩棉及一批低輻射機電設備，均為國際首創，最大限度控制實驗室輻射本底，打造最 " 純淨 " 實驗環境。
位于中國錦屏地下實驗室（CJPL）二期的錦屏深地核天體物理實驗 JUNA 離子注入裝置。
此外，建設各方深入推進工程建設智能化，實現 " 智慧工地 ""BIM 協同設計 "" 智能交通與環境監測 " 一體化協同，極大提高了施工效率和質量管控水平。
目前，項目建成了全球最大的物理實驗液氮恒温罐和聚乙烯屏蔽艙，建成了全球最長距離的新風供風系統，有效解決了地下實驗空間環境輻射精準控制難題，極大推動了深地工程建設技術的進步。
中國錦屏地下實驗室（CJPL）布置示意圖。
對此，羅琦将錦屏大設施的優勢概括為，具備 " 極低環境氡析出 "" 極低環境輻射 "" 超低宇宙線通量 "" 超潔淨空間 " 等多種疊加。
開創科研體制新模式
從國家重大科技基礎設施的 " 國之重器 "，到建設世界最深、最大地下實驗室的 " 大國工程 "，錦屏大設施的誕生中，還有着開創企校合作科研體制新模式的探索。
錦屏大設施内的實驗潔淨間。
整體上看，眼下，我國積極加快科技強國建設，實施創新驅動發展戰略。以創新聯合體為抓手，一大批國資央企、科技領軍企業和專精特新企業積極參與到產學研協同突破瓶頸中，在體制機制創新、關鍵核心技術突破和保障重要產業鏈供應鏈安全穩定方面取得了顯著進展。
其中，錦屏大設施就是由清華大學和雅砻江公司共同建設，國内首個校企共建的國家重大科技基礎設施項目。
錦屏大設施内的大型低温液氮恒温器。
具體到實踐中，從分工上看，清華大學和雅砻江公司作為校企兩方，各司其職又協同創新。
其中，雅砻江公司投入大量人力物力，充分發揮企業管理優勢統籌協調，成立錦屏地下實驗室管理局，全面負責錦屏大設施工程建設、運行管理、科研管理、安全保障等工作，并依托錦屏水電站為各實驗項目組提供良好的綜合後勤保障，讓科學家能夠心無旁骛地開展科學實驗。還通過雅砻江聯合基金、企業技術中心、博士後工作站等平台，積極支持和參與科研實驗。
錦屏大設施輔助隧道。
清華大學則利用強大的學術号召力、科研創新力，匯聚全國深地科學研究頂尖團隊，共同圍繞前沿基礎科研開展突破瓶頸，形成助力國家基礎科研發展的強大合力。2010 年 12 月 12 日，中國錦屏地下實驗室一期揭牌投運，一舉結束了我國沒有深地前沿物理實驗室的歷史。彼時，清華大學 CDEX 實驗團隊和上海交大 PandaX 實驗團隊入駐後，在較短的時間内，就使我國暗物質直接測量實驗從無到有，并迅速達到國際先進研究水平。
" 錦屏大設施是國内唯一一個校企共建的國家重大科技基礎設施項目。" 實驗室管委會主任委員、雅砻江公司黨委書記、董事長祁寧春表示，這是校企以產、學、研合作方式助推國家基礎科學研究的重大舉措，開辟了國有大型企業支持國家基礎科學研究的先河。
截至目前，實驗室已有 10 個實驗團隊入駐，覆蓋 " 暗物質探測、中微子研究、核天體物理、深地醫學、深地岩石力學、微弱力測量 " 等多個學科門類，形成百花齊放的生動局面，實驗室的突破性成果也在不斷湧現，更是成為了各入駐團隊人才培養的搖籃。
錦屏大設施實驗 A1 廳。
" 我們将充分發揮錦屏大設施‘大國重器’的重要作用。" 對于未來，祁寧春期待雅砻江公司和清華大學共同努力，将錦屏大設施打造成為發揮新型舉國體制優勢、企校合作促進國家基礎研究的模範和典範。
