两座核电站之间， 700多米深的花岗岩下， 正开掘一个巨大的空洞， 容纳一个12层楼高的水晶球 。 这个水晶球， 将浸泡在一个灌有3万吨纯净水的池里， 被钢架栓牢 。 圆柱体的水池， 直径43.5米， 深44米 。 水池上方是各种测量设施 。 中科院高能物理所供图
两座核电站之间， 700多米深的花岗岩下， 正开掘一个巨大的空洞， 容纳一个12层楼高的“水晶球” 。 来自球中的一次次闪烁， 将吐露中微子的身世秘密 。
位于广东的正在建设的江门中微子实验装置， 是中国前所未有的最复杂的高能物理实验装置 。 与当前最好的国际同类装置相比， 它的规模大20倍， 精度提高近一倍 。
世界最大的有机玻璃球
中微子被称为幽灵粒子， 为侦测它， 人类不得不大费周章 。 如今， 江门地下中微子实验观测站（JUNO）被物理学家寄予厚望：精确地测量中微子的一些基本特性 。
宇宙里到处都是中微子 。 每秒钟就有3亿亿个来自太阳的中微子穿过每个人的身体 。 中微子很难跟其他物质反应， 穿行宇宙如入无物之阵 。 现代的中微子实验都会用巨量的靶物质作为陷阱， 提高捕获中微子的几率 。
JUNO的核心， 是一个直径35.4米， 厚12厘米的空心有机玻璃球 。 造这么大， 是因为里面要灌上2万吨的液体（叫做液闪）作为靶物质 。
这是人类造过的最大的有机玻璃球 。 中科院高能物理所所长王贻芳曾告诉科技日报采访人员， 目前世界上用于粒子物理的有机玻璃球， 比它小20倍；水族馆的有机玻璃水箱也比它小得多 。
这个水晶球的意义， 是用透明的介质， 分开里面的液闪和外面的水 。 中科院高能物理所研究员曹俊说， 这个有机玻璃球必须非常透明， 同时结实 。
“12层高的空球， 就像房子一样可能垮塌 。 其他材料造不出来， 用有机玻璃也很难 。 因为有机玻璃很容易裂 。 ”曹俊说， “没有造这种球的国家标准 。 我们自己建造了一个力学实验室， 自己做出一套标准 。 ”
这个水晶球的准备工作已经就绪 。 当实验大厅开掘完毕后， 它将在现场搭建, 因为几十米的球无法通过隧道 。
最大的地下人工洞穴
JUNO的前辈是大亚湾中微子实验装置 。 它们都利用了核裂变反应释放的海量中微子 。 不同的是， 大亚湾侦测的是一个核电站的中微子；而JUNO则同时利用两个核电站， 10个反应堆的中微子 。
位于广东的阳江核电站将建6个反应堆， 台山核电站将建4个反应堆 。 JUNO距离两者都是53公里 。
曹俊告诉采访人员， 如探测器到多个反应堆的距离不相等， 中微子能谱上的小结构就会互相抵消（就像正弦信号的波峰波谷会抵消） 。 根据计算， 应在距离两个核电站均为53公里的一个宽200米长2公里的矩形区域设置探测器 。
53公里很远， 从反应堆来的中微子流会变弱 。 所以， JUNO与大亚湾探测器相比， 靶物质增重一千倍 。 JUNO的大玻璃球， 将浸泡在一个灌有3万吨纯净水的池里， 被钢架栓牢（以克服3000吨的浮力） 。 圆柱体的水池， 直径43.5米， 深44米 。 水池上方是各种测量设施 。
容纳这一切需要一个直径50米、高70米的巨型大厅 。 JUNO被设计在700多米的花岗岩山体下， 以屏蔽宇宙射线干扰 。
为此， JUNO正在山里凿出国内最大的地下洞穴 。 这也带来了很多麻烦， 打隧道和开挖大厅， 都碰上了涌水， 这使土建工程出现延期问题 。 项目组一边灌浆堵水， 一边抽水 。 他们不敢全部堵住出水点， 避免洞穴外围承压太大带来垮塌风险 。
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