地下 700 米的江门中微子实验液体灌注启动,建设来到最后一个关键节点

xxn 阅读:18702 2024-12-18 16:10:30 评论:0

IT之家 12 月 18 日消息,根据中国科学院高能物理研究所的消息,12 月 18 日,江门中微子实验(JUNO)液体灌注启动。经过超纯水系统层层过滤的纯净水以 100 吨 / 小时的流量注入到探测器水池内,这标志着江门中微子实验进入最后关键节点

JUNO的核心探测器是一个有效质量为 2 万吨的液体闪烁体探测器(中心探测器),位于地下实验大厅内 44 米深的水池中央。

探测器的主支撑结构是直径为41.1米的不锈钢网壳,承载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、隔光板等多个探测器部件。

探测器内壁覆盖着光电倍增管,一起探测液体闪烁体“俘获”中微子时产生的闪烁光,将光信号转换为电信号输出。相较于国际上目前的最佳水平,本中心探测器的液体闪烁体体积增长了20倍,光电子产额增加了3倍,能量分辨率提高了2倍、达到前所未有的3%

▲ 图源中国科学院高能物理研究所

中心探测器置于圆柱形水池中,水池同时作为水契伦科夫探测器和屏蔽体。水池顶部装有约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一起探测宇宙线,以消除其对中微子检测的影响。水池内的水还可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。

据IT之家公告,液体灌注将分两阶段进行,前两个月将超净水灌满中心探测器的有机玻璃球内外空间,接着用6个月时间将有机玻璃球内部的超净水替换为液体闪烁体。预计到2025年8月完成所有灌注任务,并开始正式运行并取得数据

江门中微子实验大科学装置是一个耗时多年、位于广东江门的地下 700 米深处的巨型实验室。

江门中微子实验的主要科学目标是测量中微子质量序列,并开展其他多项重要的前沿研究。其核心探测设备设在地下700米的实验大厅内44米深的水池中央,其由直径为41米的不锈钢网壳、直径35.4米的有机玻璃球,以及2万吨液体闪烁体、45,000只光电倍增管等关键部件组成。

中微子是宇宙起源时存在的最古老和最基本的粒子,携带着许多重要的神秘信息。研究中微子对于理解宇宙和现有世界的物质具有重要意义,也是国际基础科学的前沿领域。

江门中微子实验建成后将成为国际中微子研究的重要中心之一,与日本顶尖的神冈中微子实验和美国深部地下中微子实验共同推动中微子研究的发展。这将进一步巩固中国在中微子研究领域的国际领先地位。

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