记者从中国科学院高能物理研究所了解到,位于广东的国家重大科技基础设施江门中微子实验(JUNO)的液体灌注工作于12月18日正式启动。超纯水经过层层过滤,以每小时100吨的流量注入探测器水池内,标志着江门中微子实验建设的最后一道关键工序已经完成。
接下来的液体灌注工作将分两步进行,前两个月将超纯水灌满中心探测器有机玻璃球内外空间,随后再用六个月时间将有机玻璃球内部的超纯水置换为液体闪烁体。预计2025年8月,全部灌注任务将完成,中心探测器将正式投入运行并开始数据采集。
江门中微子实验的核心设备是一个有效质量约两万吨的液体闪烁体探测器(中心探测器)。它位于地下700米深的实验大厅内44米深的水池中央,由直径41.1米的不锈钢网壳支撑。这个巨大的探测器内部,包括35.4米直径的有机玻璃球、两万吨液体闪烁体、两万只20英寸光电倍增管、两万五千只3英寸光电倍增管、前端电子学、电缆、防磁线圈、隔光板等众多关键部件。
中心探测器内壁布满了光电倍增管,它们用于探测中微子被液体闪烁体“俘获”时产生的闪烁光,并将这些光信号转换为电信号输出,供科研人员进行深入研究。相比于目前国际上的最高水平,江门中微子中心探测器的液体闪烁体体积增大了20倍,光电子产额增大了3倍,能量分辨率更是达到了前所未有的3%。
中心探测器被浸泡在一个圆柱形的水池中,这个水池同时充当水契伦科夫探测器和屏蔽体。水池顶部覆盖着约1000平方米的宇宙线径迹探测器。水契伦科夫探测器和宇宙线径迹探测器联合工作,能够有效探测并去除宇宙线对中微子探测的影响。此外,水池中的水还能屏蔽岩石的天然放射性及宇宙线在附近岩石中产生的大量次级粒子。
江门中微子实验(JUNO)的主要科学目标是测量中微子的质量顺序,并开展多项其他重大前沿研究。实验建成后,将成为国际中微子研究的重要中心之一,与日本的顶级神冈中微子实验(Hyper-K)和美国的深部地下中微子实验(DUNE)形成三足鼎立之势,进一步巩固我国在中微子研究领域的国际领先地位。
(来源:央视新闻客户端;流程编辑:u028)