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大亚湾反应堆中微子实验站实现了全部科学目标完成撤站

2021-09-08 16:35:49  来源:仪器网整合 浏览量:541次
【导读】大亚湾反应堆中微子实验站自2003年开始,历经4年酝酿、4年建设和9年运行取数,实现了全部科学目标,完成了科学使命

大亚湾核反应堆中微子实验是一个建于中国研究中微子的多国粒子物理项目。项目的两个中微子探测器设在大亚湾核电站,用于探测到来自核电站反应堆群的中微子。

2020年8月底,大亚湾反应堆中微子实验站完成撤场。自2003年开始,历经4年酝酿、4年建设和9年运行取数,实现了全部科学目标,完成了科学使命,于2020年12月12日正式退役。实验站包括3公里长的隧道,3个地下实验大厅,8个110吨重的中微子探测器,以及配套的两个功能厅和通用设施等。

大亚湾反应堆中微子实验站取得发现一种新的中微子振荡、精确测量反应堆中微子能谱等重要科学成果的大亚湾反应堆中微子实验(大亚湾实验)装置在实现原定科学目标、完成科学使命后正式退役。

研究中微子的相互作用规律,首先就要有合适的中微子源。测量中微子,实际上是测量它与探测器及周围物质相互作用的产物。由于中微子是弱作用粒子,有极强的穿透力,作用率极低,因此对它的测量十分困难,必须找到尽可能强的源。核电站在利用核能发电时,其核反应过程会有许多次级粒子产生,包括大量的反中微子(以下简称为“中微子”)。中微子辐射各向同性,产生率与核电站的热功率成正比,流量与观测点距反应堆的距离成平方反比关系。核电站反应堆是很好的中微子源,由于它与实验用的探测器距离可以较近,其通量比太阳和大气中微子高好几个数量级,可以用来测量θ13。用反应堆中微子实验精确测量θ13已经成为国际粒子物理实验的热点。俄国、日本、韩国、巴西、美国和欧洲都竞相提出方案。

中国的高能物理学家高度重视国际粒子物理研究的这一重要动向,自2003年起进行了大量的研究和计算,并进行了实地考察,提出了利用大亚湾反应堆测量中微子混合角θ13的设想,并设计了一套完整的实验方案,包括探测器设计、本底计算与模拟、误差分析与降低措施等,获得国际同行的支持,从全世界8个实验方案中脱颖而出。美国能源部放弃支持本国两个实验方案,转而支持美国科学家加入大亚湾反应堆中微子实验项目。自2003年起先后在香港,北京,美国和深圳召开了用大亚湾反应堆测量中微子混合角θ13的研讨会,并据此组成了由国内外二十多个单位,一百多位物理学家的大亚湾反应堆中微子实验国际合作组。随着科研的不断深入,目前已经壮大形成了由国内外39个单位,约250名科学家参加的国际合作研究队伍。

大亚湾反应堆中微子实验作为一个以我国为主、多国参与的重大国际合作项目,通过与国际一流研究机构高强度地交流与合作,对进一步提高我国基础科学的科研水平具有重大意义。

1、这项国际合作充分发挥了大亚湾核电站在地理上的优势以及中国在实验方案设计思路上的巧妙,利用核反应堆测量θ13投入少而物理意义重大,使我们能够快速越过摸索阶段,用较少的投入迅即站到国际最前沿。大亚湾反应堆中微子实验的成功进行将大大提高我国在国际科技界的影响力,在国际前沿研究领域占有一席之地。

2、大亚湾反应堆中微子实验低能量,低本底,高精度的特点决定了在中子探测技术研究、放射性本底控制、数据获取与分析等方面面临巨大的挑战。实验的成功进行必将培养出一批掌握先进核探测技术的优秀年轻人才,造就一支优秀的研究队伍。

3、项目管理借鉴了国际上对大型国际合作项目、大科学实验研究项目的先进、成熟的现代管理方法,有力促进了我国科研管理机制、管理理念与国际接轨。

中微子探测器是观测中微子的实验设备。 由于中微子只参与弱相互作用,一般探测器需要建造得够大,以接收到足够数量的中微子讯号。中微子探测器一般会选择建造在地底深处,以屏蔽宇宙射线以及其它背景辐射。中微子天文学目前仍未成熟,现今已确认来自地球以外的讯号来源只有太阳和超新星SN 1987A。然而未来中微子观测站将“为天文学家提供透析宇宙的展新视野”。



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