Chińskie podziemne laboratorium Jinping

„CJPL” przekierowuje tutaj. Aby zapoznać się ze społecznościową stacją radiową, zobacz CJPL-FM .
Chińskie podziemne laboratorium Jinping
中国 锦 屏 地 下 实 验 室
China Jinping Underground Laboratory logo.png
Przyjęty 12 grudnia 2010 ( 12.12.2010 )
Dziedzina badań
 Fizyka ciemnej materii
Dyrektor Cheng Jianping
Wydział


Zeng Zhi Ma Hao Li Jianming Wu Qifan
Lokalizacja
Hrabstwo Mianning , Syczuan , Chiny Współrzędne :
Właściciel
 Firma zajmująca się rozwojem elektrowni wodnych na rzece Yalong
Agencja operacyjna
 Uniwersytet Tsinghua
Strona internetowa jinping .hep .tsinghua .edu .cn

China Jinping Underground Laboratory ( chin .: 中国锦屏地下实验室 ; pinyin : Zhōngguó jǐn ping dìxià shíyàn shì ) to głęboko podziemne laboratorium w górach Jinping w Syczuanie w Chinach. Natężenie promieniowania kosmicznego w laboratorium wynosi poniżej 0,2 miona/m2 / dzień, co oznacza, że ​​laboratorium znajduje się na głębokości 6720 mwe i jest najlepiej osłoniętym podziemnym laboratorium na świecie. Rzeczywista głębokość laboratorium wynosi 2400 m (7900 stóp), ale istnieje poziomy dostęp, więc sprzęt można wwieźć ciężarówką.

Chociaż marmur , w którym wykopane są tunele, jest uważany za „ twardą skałę ”, na dużej głębokości stanowi większe wyzwanie dla inżynierii geotechnicznej niż jeszcze twardsze skały magmowe , w których budowane są inne głębokie laboratoria. Ciśnienie wody w skale wynoszące 10 MPa (1500 psi; 99 atm) jest również niewygodne. jako osłona przed promieniowaniem ma niską zawartość radionuklidów , takich jak 40 K , 226 Ra , 232 Th i 238 U. To z kolei prowadzi do niskiego poziomu radonu ( 222 Rn ) w atmosferze.

Laboratorium znajduje się w Liangshan w południowym Syczuanie, około 500 km (310 mil) na południowy zachód od Chengdu . Najbliższym dużym lotniskiem jest lotnisko Xichang Qingshan , oddalone o 120 km (75 mil) drogą lądową.

Historia

Projekt elektrowni wodnej Jinping-II Dam obejmował wykopanie szeregu dużych tuneli pod górami Jinping : cztery duże tunele wyścigowe o długości 16,7 km (10,4 mil) przenoszące wodę na wschód, dwa tunele dojazdowe dla pojazdów o długości 17,5 km (10,9 mil) i jeden tunel odprowadzający wodę . Dowiedziawszy się o wykopaliskach w sierpniu 2008 roku, fizycy z Uniwersytetu Tsinghua ustalili, że będzie to doskonała lokalizacja dla głęboko podziemnego laboratorium i wynegocjowali z firmą hydroenergetyczną wykopanie przestrzeni laboratoryjnej w środku tuneli.

Formalna umowa została podpisana 8 maja 2009 r. i niezwłocznie rozpoczęto wykopaliska. Pierwsza faza CJPL-I , składająca się z głównej hali o wymiarach 6,5 × 6,5 × 42 m (21 × 21 × 138 stóp) oraz 55 m (180 stóp) tunelu dostępowego (całkowity wykop 4000 m3) została wykopana do maja 2010 r . , a budowa zakończona 12 czerwca 2010 r. Uroczysta inauguracja laboratorium odbyła się 12 grudnia 2010 r.

Laboratorium znajduje się na południe od najbardziej wysuniętego na południe z siedmiu równoległych tuneli, tunelu komunikacyjnego A.

Wentylacja powietrza w CJPL-I była początkowo niewystarczająca, co skutkowało gromadzeniem się kurzu na sprzęcie i radonu w powietrzu do czasu zainstalowania dodatkowej wentylacji.

Trudniejszym problemem jest to, że ściany CJPL-I zostały wyłożone zwykłym betonem pobranym z zapasów projektu hydroelektrycznego. Ma naturalną radioaktywność wyższą niż pożądana dla laboratorium o niskim tle. W drugiej fazie budowy zastosowano materiały wyselekcjonowane pod kątem niskiej radioaktywności.

Rozszerzenie CJPL-II

Laboratorium przechodzi obecnie znaczną (50-krotną) rozbudowę. Pierwsza faza została szybko wypełniona, a plany dotyczące drugiej zostały szybko opracowane, zanim robotnicy i sprzęt odjechali po zakończeniu projektu hydroelektrycznego w 2014 roku.

Nieco na zachód od CJPL-I, dwa tunele obejściowe o łącznej długości około 1 km (3300 stóp) pozostały po budowie siedmiu tuneli projektu elektrowni wodnej. Są to nachylone krzyżujące się tunele, które łączą punkty środkowe pięciu tuneli wodnych (czterech bieżni i jednego odwadniającego) z tunelami drogowymi obok nich i nieco nad nimi. O łącznej powierzchni 210 000 m 3 (7,4 × 10 ^ 6 stóp sześciennych) i pierwotnie przeznaczone do zablokowania po zakończeniu budowy, zostały przekazane laboratorium i będą wykorzystywane jako obiekty pomocnicze.

Rozbudowa dodała 151 000 m 3 (5,3 × 10 ^ 6 stóp sześciennych) dodatkowych wykopów [ wymaga aktualizacji ] : kilka połączonych tuneli dostępowych, cztery duże sale eksperymentalne, każda o wymiarach 14 × 14 × 130 m (46 × 46 × 427 stóp) , oraz dwa doły do ​​osłony zbiorników pod posadzkami hal. Chiński Eksperyment Ciemnej Materii ma cylindryczny dół o głębokości 18 m (59 stóp) i średnicy, który zostanie wypełniony zbiornikiem z ciekłym azotem , a PandaX ma eliptyczny dół na zbiornik chroniący przed wodą, 27 × 16 m (89 × 52 stóp) i 14 m (46 stóp) głębokości. Hale były gotowe do końca 2015 r., wyrobiska do maja 2016 r., a od maja 2017 r. wyposażane są w systemy wentylacyjne i inne niezbędne elementy. (Jest to nieco poniżej oczekiwań, że będą gotowi do okupacji w styczniu 2017 r.)

Po ukończeniu będzie to największe podziemne laboratorium na świecie, przewyższające obecnego rekordzistę Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS). Chociaż większa głębokość i słabsze skały sprawiają, że hale są węższe niż główne hale LNGS o szerokości 20 m (66 stóp), ich łączna długość 520 m (1710 stóp) zapewnia większą powierzchnię (7280 vs. 6000 m2 ) niż hale LNGS trzy hale o łącznej długości 300 metrów (980 stóp).

Hale CJPL obejmują również większą objętość niż hale LNGS. CJPL ma 93 300 m 3 w halach właściwych i dodatkowe 9 300 m 3 w dołach osłonowych, co daje w sumie 102 600 m 3 , nieco więcej niż 95 100 m 3 LNGS .

Łącznie z powierzchniami usługowymi poza halami głównymi daje to 200 000-300 000 m 3 powierzchni użytkowej, czyli więcej niż 180 000 m 3 ogółem LNGS . Całkowita objętość CJPL wynosząca 361 000 m 3 sugerowałaby, że CJPL jest dwa razy większy, ale byłoby to mylące; wszystkie wykopy LNGS zostały zaprojektowane jako laboratorium, a zatem mogą być wykorzystywane wydajniej niż tunele CJPL o zmienionym przeznaczeniu.

Zasoby obiektu CJPL
CJPL-I CJPL-II
Całkowita objętość
4000 m 3 140 000 stóp sześciennych
210 000 + 151 000 m 3 7,4 × 10 ^ 6 + 5,3 × 10 ^ 6 stóp sześciennych
Powierzchnia laboratorium
273 m 2 2940 stóp kw
7 280 m 2 78 400 stóp kw
Objętość laboratorium
1800 m 3 64 000 stóp sześciennych
102 600 m 3 3,62 × 10 ^ 6 stóp sześciennych
Energia elektryczna 70 kVA 1250 (10000) kVA
Świeże powietrze 2400 m 3 /h85 000 stóp sześciennych/godz 24 000 m3 / godz.0,85 × 10 ^ 6 stóp sześciennych/godz.

Dzięki lokalizacji laboratorium w obrębie dużej elektrowni wodnej, dodatkowa energia elektryczna jest łatwo dostępna. CJPL-II jest zasilany dwoma redundantnymi kablami zasilającymi 10 kV, 10 MVA ; dostępna moc jest tymczasowo ograniczona przez transformatory obniżające napięcie 5 × 250 kVA w laboratorium (jeden na salę doświadczalną i piąty na wyposażenie). Nie brakuje również wody do chłodzenia urządzeń dużej mocy.

Strumień mionów w CJPL-II (a tym samym głębokość równoważna wodzie) jest obecnie mierzony i może nieznacznie różnić się od CJPL-I, ale z pewnością pozostanie niższy niż SNOLAB w Kanadzie , a tym samym zachowa rekord najgłębszego laboratorium na świecie jako Dobrze.

Eksperymenty

Eksperymenty obecnie działające w CJPL to:

W laboratorium działa również urządzenie o niskim poziomie tła, wykorzystujące detektor germanowy o wysokiej czystości , do pomiaru bardzo niskich poziomów radioaktywności. To nie jest sam eksperyment fizyczny, ale testy materiałów przeznaczonych do wykorzystania w eksperymentach. Testuje również materiały użyte do budowy CJPL-II.

Eksperymenty obecnie planowane dla CJPL-II to:

Propozycje istnieją również dla:

  • CUPID ( aktualizacja CUORE z identyfikacją cząstek), eksperyment z podwójnym rozpadem beta bez neutrin, oraz
  • kierunkowy detektor ciemnej materii opracowany we współpracy z MIMAC (MIcro-tpc MAtrix of Chambers), jako kontynuacja ich detektora działającego obecnie w Modane Underground Laboratory .

Notatki

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=China_Jinping_Underground_Laboratory&oldid=1138986634 ”