China Jinping Underground Laboratory - China Jinping Underground Laboratory

A "CJPL" ide irányít át. A közösségi rádióállomásról lásd: CJPL-FM .
Kína Jinping földalatti laboratórium
中国 锦屏 地下 实验室
China Jinping Underground Laboratory logo.png
Alapított 2010. december 12 ( 2010-12-12 )
Kutatási terület
 Sötét anyag fizika
Rendező Cheng Jianping
Kar Zeng Zhi
Ma Hao
Li Jianming
Wu Qifan
Elhelyezkedés Mianning megye , Szecsuán , Kína 28.15323 ° É 101.7114 ° K Koordináták : 28.15323 ° É 101.7114 ° K
28 ° 09′12 ″ É 101 ° 42′41 ″ K /  / 28,15323; 101.711428 ° 09′12 ″ É 101 ° 42′41 ″ K /  / 28,15323; 101.7114
Tulajdonos
 Yalong folyó vízerőmű fejlesztő társaság
Üzemeltető ügynökség
 Tsinghua Egyetem
Weboldal jinping .hep .tsinghua .edu .cn

A China Jinping földalatti laboratórium ( kínai :中国锦屏地下实验室; pinyin : Zhongguo jǐn Ping dìxià Shiyan shì ) egy mély földalatti laboratórium az Jinping hegységben a Szecsuán , Kína. A laboratóriumi kozmikus sugársebesség napi 0,2 müon / m 2 alatt van , a laboratórium 6720 mwe mélységbe  kerül, és a világ legjobban árnyékolt földalatti laboratóriumává válik. A laboratórium tényleges mélysége 2400 m (7900 láb), mégis vízszintes a hozzáférés, így a berendezés teherautóval hozható be.

Bár az alagutak ásásának márványa " kemény kőzetnek " számít , nagy mélységében nagyobb geotechnikai mérnöki kihívásokat jelent, mint a még keményebb magmás kőzetek , amelyekben más mély laboratóriumokat építenek. A kőzetben a 10 MPa (1500 psi; 99 atm) víznyomás szintén kellemetlen. De márvány megvan az az előnye sugárzásárnyékolást hogy alacsony radionuklidok , mint például a 40 K , 226 Ra , 232 Th , és 238 U . Ez viszont alacsony radonszinthez ( 222 Rn ) vezet a légkörben.

A laboratórium Liangshanban található Szecsuán déli részén, Csengdutól délnyugatra mintegy 500 km-re (310 mérföld) . A legközelebbi nagy repülőtér a Xichang Qingshan repülőtér , amely 120 km-re található.

Történelem

A Jinping-II Dam vízierőmű-projekt számos nagy alagút feltárását jelentette a Jinping-hegység alatt : négy nagy 16,7 km-es fejléc-alagút kelet felé szállító vízzel, két 17,5 km-es (10,9 mérföld) jármű hozzáférési alagút és egy vízelvezető alagút . A feltárás meghallgatását 2008 augusztusában a Tsinghua Egyetem fizikusai megállapították, hogy ez egy kiváló hely egy mély földalatti laboratórium számára, és tárgyalásokat folytattak a vízenergia-társasággal a laboratóriumi területek feltárásáról az alagutak közepén.

2009. május 8-án hivatalos megállapodást írtak alá, és az ásatást azonnal megkezdték. A CJPL-I első szakaszát , amely 6,5 × 6,5 × 42 m-es (21 × 21 × 138 láb) nagyteremből, valamint 55 m (180 láb) belépési alagútból (4000 m 3 teljes feltárás) állt, 2010 májusáig tárták fel, és az építkezés 2010. június 12-én fejeződött be. Hivatalos laboratóriumi avatást tartottak 2010. december 12-én.

A laboratórium a hét párhuzamos alagút, az A forgalmi alagút legdélebbi részén található.

A CJPL-I légszellőztetése kezdetben nem volt megfelelő, ennek következtében a berendezésen a por és a levegőben lévő radon gáz felhalmozódott, amíg további szellőztetést nem telepítettek.

Nehezebb probléma, hogy a CJPL-I falait közönséges betonnal bélelték, amelyet a vízenergia-ellátásból vettek. Ennek természetes radioaktivitása magasabb, mint egy alacsony háttérrel rendelkező laboratórium számára kívánatos. Az építkezés második szakaszában alacsony radioaktivitásra kiválasztott anyagokat használnak.

CJPL-II bővítés

A laboratórium jelenleg jelentős (50-szeres) bővítésen megy keresztül. Az első szakasz gyorsan megtelt, és a második tervei gyorsan elkészültek, még mielőtt a földmunkások és a berendezések elindultak a vízerőmű projekt 2014-es befejezését követően.

A CJPL-I-től kissé nyugatra két nagyjából 1 km (3300 láb) hosszú elkerülő alagút maradt a vízerőmű hét alagútjának megépítéséből. Lejtős, kereszteződő alagutakról van szó, amelyek összekötik az öt vízi alagút (négy fej és egy vízelvezetés) középpontját a mellettük és kissé felettük levő úti alagutakkal. Összesen 210 000 m 3 (7,4 × 10 6  cu ft), amelyeket eredetileg az építkezés után blokkolni szándékoztak, a laboratóriumnak adományozták és támogató létesítményekhez fogják felhasználni. ^

A bővítés 151 000 m 3 (5,3 × 10 6  köbméter) további feltárást eredményezett^ : néhány összekötő belépési alagút, négy nagy kísérleti csarnok, egyenként 14 × 14 × 130 m (46 × 46 × 427 láb), és két gödör árnyékoló tartályok a csarnokok emelete alatt. A Kínai Sötét Anyag Kísérletnek van egy 18 m mély és átmérőjű hengeres gödre , amelyet folyékony nitrogén tartály tölt meg, a PandaX pedig ellipszis alakú gödröt tartalmaz egy 27 × 16 m (89 × 52 láb) és 14 m (46 láb) mély. A csarnokok 2015 végére elkészültek, a gödrök 2016 májusáig elkészültek, és 2017 májusától szellőzőrendszerekkel és egyéb szükségletekkel vannak felszerelve. (Ez némileg elmarad attól az elvárástól, hogy 2017 januárjában készen állnának a foglalkozásra.)

Ha elkészül, a világ legnagyobb földalatti laboratóriuma lesz, felülmúlva a jelenlegi rekordot, a Laboratori Nazionali del Gran Sasso-t (LNGS). Noha a mélység és a gyengébb kőzet a csarnokokat keskenyebbé teszi, mint az LNGS 20 m széles főterme, 520 m (1710 láb) együttes hosszuk több alapterületet biztosít (7280 vs.6000 m 2 ), mint az LNGS három csarnoka, összesen 300 méter.

A CJPL csarnokai is nagyobb mennyiséget foglalnak magukba, mint az LNGS. A CJPL rendelkezik93 300 m 3 a csarnokban, és egy további9.300 m 3 az árnyékoló gödrökben, összesen102 600 m 3 , valamivel több, mint az LNGS-ek95 100 m 3 .

A nagycsarnokokon kívüli szolgáltatási területeket is beleszámítva az eredmény az 200 000–300 000 m 3 hasznos terület, több, mint az LNGS teljes száma180 000 m 3 . A CJPL teljes mennyisége361 000 m 3 azt sugallja, hogy a CJPL kétszer akkora, de ez félrevezető lenne; az LNGS összes ásatását laboratóriumnak tervezték, és így hatékonyabban felhasználhatók, mint a CJPL újrafelhasználott alagútjai.

CJPL létesítmény erőforrásai
CJPL-I CJPL-II
Teljes mennyiség 4000 m 3
140 000 cu ft		 210 000 + 151 000 m 3
7,4 × 10 6 + 5,3 × 10 6  köbméter ^^
Laboratóriumi terület 273 m 2 2
940 négyzetméter		 7280 m 2
78 400 négyzetméter
Laboratóriumi térfogat 1800 m 3
64 000 köbméter		 102 600 m 3
3,62 × 10 6  köbméter ^
Elektromos erő 70 kVA 1250 (10000) kVA
Friss levegő 2400 m 3 / h
85 000 cu ft / h		 24 000 m 3 / h
0,85 × 10 6  cu ft / h ^

A laboratórium elhelyezkedésének köszönhetően egy nagy vízerőműben további elektromos áram áll rendelkezésre. A CJPL-II-t két redundáns 10 kV látja el,10  MVA tápkábel; a rendelkezésre álló teljesítményt ideiglenesen korlátozza a laboratórium 5 × 250 kVA-os transzformátorai (kísérleti csarnokonként egy, létesítményeknél pedig ötödik). Hasonlóképpen nincs víz a nagy teljesítményű berendezések hűtéséhez.

A müon fluxust a CJPL-II-ben (és ezzel a víz ekvivalens mélységében) jelenleg mérik, és kissé eltérhet a CJPL-I-től, de minden bizonnyal alacsonyabb marad, mint a kanadai SNOLAB , és így megőrzi a világ legmélyebb laboratóriumának rekordját. jól.

Kísérletek

A CJPL-ben jelenleg működő kísérletek:

A laboratóriumban működik egy alacsony háttérszintű berendezés is, nagy tisztaságú germánium detektorral , nagyon alacsony radioaktivitás mérésére. Ez nem maga a fizikai kísérlet, hanem a kísérletekben való felhasználásra szánt anyagokat teszteli. A CJPL-II gyártásához használt anyagokat is teszteli.

A CJPL-II számára jelenleg tervezett kísérletek:

Javaslatok is léteznek:

  • CUPID ( CUORE Upgrade with Particle Identification), egy neutrinol nélküli kettős béta bomlási kísérlet, és
  • irányított sötét anyag detektor a MIMAC (MIcro-tpc MAtrix of Chambers) együttműködésével, a Modane Underground Laboratory-ban jelenleg működő detektoruk folytatásaként .

Megjegyzések

Hivatkozások

Külső linkek