热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

锦屏深地核天体青年突击队:仰望星空的“地下工作者”

2022-12-23 08:40     来源:中国原子能科学研究院     天体物理核天体
在不为人知的四川锦屏山地下2400米深处,有一群来自原子能院的“地下工作者”孜孜不倦地开展实验研究。他们心怀梦想、仰望星空,在世界最深的中国锦屏地下实验室,向核天体物理这个略显神秘的学科领域发起冲锋。他们就是中核集团金牌青年突击队——原子能院核物理研究所锦屏深地核天体青年突击队。

锦屏深地核天体物理实验项目团队

时间紧 突击三月出束流

2020年9月26日,锦屏深地核天体物理实验室建设动工令下达,项目正式开工。根据时间节点要求,项目团队必须要在5个月内完成设备安装与调试,并留出充足的时间给科研团队做实验。然而,地下施工的难度超过预期。加速器稳定运行条件要求极高,尽管项目团队做了详细的方案,但毛坯地面不平整、冷却水排放影响环境湿度、高湿环境影响加速器安装、管道灰尘引发打火……一个又一个问题接踵而至。5个月时间,别说做实验,实现设备出束都是巨大的挑战。

“那段时间,经常晚上开会讨论遇到的各种问题。往往是会议都还没全部结束,刚刚讨论的某个解决方案就已经开始实施了。”“完全没有节假日,一切时间管理和进度控制都非常严格。”“清华大学的同行也曾跟我们感叹,项目成败先不说,坚持做下来怎么也要扒一层皮。”那5个月的经历简直跟“打仗”似的,其紧张激烈程度,至今回忆起来,团队成员都印象深刻。

2020年12月26日,随着屏幕上一道亮光刺破黑色,锦屏深地核天体物理加速器成功出束,创造了原子能院的“火神山”速度。

任务重 艰难维护保实验

时间紧迫,必须第一时间开展物理实验。不仅不能够等工程建设完成再开展物理实验,甚至加速器都来不及在正式实验之前充分“热身”。与大众心目中一尘不染的高科技实验室完全不同的是,锦屏深地核天体实验是在施工现场完成的。

为奋力保证这台国际最强流深地加速器长期稳定运行,团队对其呵护有加。实时监控加速器性能参数,及时排除故障,一旦发现其性能下降,所有队员就要一起动手清洁维护。张龙、曹富强是负责加速器运行的维护人员,五个月的实验时间中,两人几乎没有下过山。

加速器设备需要大量的冷却水,但是取水源的水质却没法保证。到了实验后期,价值上万的抽水泵几乎每天都会烧坏,每次修理水泵,队员必须走过一条长达一公里,没有灯光、伸手不见五指、地面泥泞不堪的隧道。在黑暗中行走时,风在耳边“呜呜”抽噎,不断考验着团队成员的胆量。每隔两三天,水箱里沉积的泥沙就足有几十厘米厚,必须进行清理,而这也会造成实验间断,给时间进度带来更大的压力。

施工现场尘土飞扬,空气质量极差,队员们都戴着口罩工作,一个小时内口罩就会变得乌黑,只有在安装了空气净化器的控制室内,队员才能取下口罩。人的问题还容易解决,但加速器对灰尘更加敏感,空气质量稍差就打火不断。为此,团队想了一个办法,把滤棉覆盖在空调的进风口,每隔一个小时就更换一张。那段时间,大家每天都是“灰头土脸”,回到营地洗澡,头上洗下来的都是泥水。

由于深地实验室距离住所有20公里车程,往返要一两个小时。为了尽可能在有限的时间里实现更多目标,团队成员经常在实验现场连续工作几天几夜,连除夕夜也不例外。南巍、南威克、陈晨、宋娜等青年队员承担实验值班任务,在洞里一待就是几十个小时,为实验的稳定进行尽心尽力。虽然每个人脸上的疲惫都难以掩饰,但大家心无旁骛,只为尽快取得理想的实验数据。

除夕夜,突击队员仍奋斗在实验一线

天不负 锦屏深地结硕果

2021年5月28日,则是一个令锦屏深地核天体物理实验团队感到无比振奋的日子。这一天,习近平总书记出席两院院士大会和中国科学技术协会第十次全国代表大会,在谈及“战略高技术领域取得新跨越”时,提到了“世界最强流深地核天体物理加速器成功出束”。

2021年12月18日,锦屏深地核天体物理实验首批成果发布,包含4个核天体物理关键反应实验研究,其测量灵敏度和统计精度均高于国际同类装置水平,达到国际核天体物理直接测量的最大曝光量、最宽能量范围和最高灵敏度。这标志着我国核天体物理实验研究步入了国际先进行列,我国成为世界上第三个具备开展深地核天体物理研究的国家。实验成果在《科学通报》《物理评论快报》等国际物理学顶级期刊上发表,入选中国核学会十大新闻,并两次入选中核集团年度十大新闻。美国核天体物理联合会前任主席麦克威舍评价,“你们毫无疑问到了领先地位”。

2022年10月27日,项目最新研究成果发表于国际顶级学术期刊《Nature》,进一步证明了我国已全面具备了进行深地核天体物理研究的能力。

原子能院锦屏深地核天体物理实验团队中40岁以下青年有10人,在项目攻坚过程中,青年突击队员坚定理想信念,发扬吃苦耐劳作风,践行“以身许国、敢为人先、严谨求实”的院训,为项目团队取得胜利果实发挥了重要作用。

探秘之旅,道阻且长。在未来的日子里,锦屏深地核天体物理实验团队将继续努力,向着一座又一座核天体物理领域的高峰不断攀登,为我国核物理事业贡献新的力量。



推荐阅读

“基于锦屏深地实验室的核天体物理关键科学问题研究”获评国家自然科学基金委“特优”项目

依托中国锦屏地下实验室,项目团队在深地复杂环境下强流稳定传输、高分辨BGO(锗酸铋)探测器、毫安级核反应靶的稳定性等关键技术研发中取得突破,自主研制建成了世界最强流深地核天体物理加速器实验装置,其束流强度、探测器效率、反应靶曝光量、实验的灵敏度和能量覆盖都达到国际先进水平。基于该装置,团队开展了多项核天体物理关键反应的实验研究,使伽马射线天文学反应达到了最高精度、天体物理“圣杯”反应达到了最高灵敏度,在国际上首次揭示了古老恒星中钙丰度的起源,在核天体物理领域取得重要原创性成果。 2022-12-31

原子能院研究成果为解释太阳系硒-74丰度作出贡献

宇宙中重元素的起源一直是核天体物理中极为重要的科学问题之一,被美国《发现》杂志列为当代物理学的11个未解之谜之一。 2022-12-30

湍流模拟揭秘等离子体中能量流动

美国能源部普林斯顿等离子体物理实验室研究人员发现了一种太阳日冕加热过程,它有助解释为什么围绕太阳的大气层——日冕会比太阳表面热得多。这一发现或会提高解决一系列天体物理难题的能力,例如恒星形成、宇宙中大规模磁场的起源,以及预测可能扰乱手机服务和地球电网停电的空间天气事件的能力。 2022-12-28

核天体物理|追随人类探索浩瀚宇宙的脚步

在此基础上,空间天文学得到了迅速发展,人类可以突破地球大气层的阻隔,到地球以外观测天体的紫外线、红外线、X射线、γ射线等波段。新技术促使地面上的望远镜口径和分辨率不断提高,这些望远镜与空间天文卫星一道,积累了大量的观测资料,科学家得以发现了活动星系核、伽玛射线暴、X射线双星、引力透镜、暗物质与暗能量等一大批新的现象和天体。 2022-12-26

广西大学与国际合作团队观测发现宇宙中X射线偏振度最高的天体

其风云能够发射出射电、X射线、高能伽马射线等不同波段的光辐射,是目前已知最亮的脉冲星之一。 2022-12-23

阅读排行榜