清華大學(xué)研究人員正在觀察大型低溫液氮屏蔽裝置的液氮灌注情況。

受訪者供圖

在位于四川省涼山彝族自治州的中國錦屏地下實驗室和極深地下極低輻射本底前沿物理實驗設(shè)施（以下簡稱“錦屏大設(shè)施”）內(nèi)，我們正以獨特方式迎接新春。

我們選擇在深地“仰望星空”，是因為這里能提供輻射更低的環(huán)境。暗物質(zhì)探測，信號弱、難度大，我們需要一個極為安靜的場所，一個“地底音樂廳”，來傾聽宇宙里最美妙的音樂。

在錦屏大設(shè)施三大極深地下極低輻射本底屏蔽平臺之一的大型低溫液氮屏蔽裝置，我們正在進行液氮灌注。

雖然2400米厚的巖石能阻擋大部分宇宙射線，使實驗室內(nèi)部的宇宙線通量降低8個數(shù)量級，只有地面的一億分之一，但是環(huán)境中仍有部分輻射存在。我們把高純鍺探測器放在液氮罐中間，液氮既相當(dāng)于一層屏蔽體，能吸收、慢化中子，阻擋伽馬射線等對探測器的干擾，同時又能為探測器提供近零下200攝氏度的低溫，幫助探測器更好地工作。

目前裝置內(nèi)液氮液位已達到1米，灌注完成后，裝置將容納1725立方米（約等于一個標準游泳池體積）的液氮，為我國新一代暗物質(zhì)直接探測、無中微子雙β衰變實驗提供探測器低溫工作環(huán)境和輻射屏蔽系統(tǒng)。

與液氮灌注同步，由清華大學(xué)牽頭的中國暗物質(zhì)實驗（CDEX）正在進行下一代高純鍺陣列暗物質(zhì)直接探測實驗CDEX—50的建設(shè)，目前正在開展高純鍺探測器的測試工作。相比于上一代CDEX—10實驗，CDEX—50的液氮屏蔽從約1立方米提升到1725立方米，探測器總質(zhì)量從10公斤提升到50公斤，預(yù)期暗物質(zhì)探測靈敏度將提高2個數(shù)量級。

同時，在錦屏大設(shè)施另一極深地下極低輻射本底屏蔽平臺——世界最大的聚乙烯屏蔽艙中，正在建設(shè)16套超低本底伽馬譜儀，可對材料中的微量放射性進行高靈敏度的檢測，未來將開展規(guī)模更大的各類低本底研究。