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位于中国锦屏地下实验室二期的粒子和天体物理氙探测实验装置（资料照片）。新华社发 |
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实验厅内拍摄的防水抑氡层。 |
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雅砻江畔，地下实验室所在的锦屏山隧道口。 |
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中国锦屏地下实验室所在的锦屏山。 |
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锦屏大设施示意图。 |
昨天，“十四五”规划国家重大科技基础设施项目——中国锦屏地下实验室二期（简称“锦屏大设施”）正式投入科学运行。实验室位于四川凉山锦屏山隧道中部地下2400米处，是世界上最深、最大的极深地下实验室，堪称现实版“地下城”。
这个全球最深的实验室到底长啥样？它能够做什么？
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又一个“国之重器” 打造世界级深地科研中心
暗物质是指人类肉眼看不到，且使用天文望远镜和电磁学手段观测都无法捕捉到的物质。科学家推测，可见物质仅占整体宇宙质量的5%，剩下的约95%都是暗物质和暗能量，暗物质研究是当前粒子物理学、宇宙学、天体物理学等学科前沿的研究课题。
锦屏地下实验室是我国开展暗物质研究的绝佳场所。
2010年12月，清华大学与雅砻江公司共建的锦屏地下实验室（一期）建成投运，成为我国首个、世界最深的地下实验室，填补了我国深地实验室的空白。该实验室位于四川凉山州，处于锦屏水电站锦屏山隧道中部地下2400米处，以锦屏山为天然平台，以水电站深埋长隧洞为基础。
自一期投运以来，首批入驻的清华大学CDEX实验组和上海交通大学PandaX实验组在暗物质探测、核天体物理等领域取得多项国际领先的科研成果。
与国际上其他地下实验室相比，锦屏地下实验室岩石覆盖最深、宇宙线通量最小、辐射本底最低、可用空间最大，还具备交通便捷、电力及水源充足、基础设施完备等优势。
2014年，清华大学与雅砻江公司规划建设锦屏地下实验室二期项目，将地下可用实验空间由原来的4000立方米增加到33万立方米。在二期工程基础上，双方提出建设国家重大科技基础设施——“锦屏大设施”项目，并获得国家批复，成为一项新的国之重器。
实验室主任、北京师范大学党委书记程建平表示，锦屏大设施作为粒子物理和核物理领域的“国之重器”，为暗物质、中微子、核天体物理等前沿物理科学研究提供了极低辐射本底实验条件。作为开放共享的大科学装置，锦屏大设施也为深地岩体力学、深地医学等深地科学提供了绝佳的研究平台。未来，实验室将成为多学科交叉的世界级深地科学研究中心，对我们国家探索未知世界、发现自然规律、实现科技变革、推动科技创新，具有非常重要的意义。
最“纯净”的实验室 地下2400米实现多个“之最”
深地实验设施项目对科学实验是优势，对工程建设却是挑战。在地下2400米，锦屏山厚实的大理岩能隔绝大部分宇宙辐射，但岩体却会产生具有放射性的“氡气”，会影响实验精度。与此同时，锦屏大设施建设使用的建筑材料及机电设备同样会引入新的放射性源头，需要进行严格控制。
如何破解系列施工难题？对此，雅砻江公司与清华大学、中建三局等施工单位开展联合技术攻关，创新防水抑氡工艺、研发低本底设备材料，打造了“世界最深智能工地”。
据雅砻江公司介绍，在面积约10万平方米的洞壁里防水、防潮、防氡气施工成为当时建设最大难题。项目团队进行了大量的试验研究：连续6个多月，先后采用15种材料开展实施了30多种方案，开创了“以防为主、以排为辅”的“防水抑氡”工法。使用共10厘米厚的10层材料层层设防，就像是给整个实验室铺一层“鸡蛋壳”，屏蔽岩石产生的水和氡气，氡气抑制率达99％。
为实现更低的辐射本底要求，所有设备、材料均为定制，并成功研发生产出低辐射水泥、金刚砂、岩棉及一批低辐射机电设备，均为国际首创，最大限度控制实验室辐射本底，打造最“纯净”实验环境。目前，项目建成了全球最大的物理实验液氮恒温罐和聚乙烯屏蔽舱，建成了全球最长距离新风供风系统，有效解决了地下实验空间环境辐射。
中国工程院院士、中国辐射防护学会理事长罗琦表示，通过一系列关键技术攻关和智能建造技术的应用，已经将锦屏大设施建设成为具备“极低环境氡析出”“极低环境辐射”“超低宇宙线通量”“超洁净空间”等多种优势的国际一流深地实验室，对我国深地基础科学研究起到极大推动作用，也为我国辐射防护科学事业提供了国际水平的平台。
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全球最深的实验室长啥样？
从四川西昌出发，约3个小时的车程，才能抵达项目隧道的入口。其沿途山势明显比大部分山地更加陡峭险峻，坡度基本在70度以上，就像是一座座屏风，锦屏山就是因此而得名。也正是这陡峭的山势，成就了锦屏地下实验室得天独厚的天然优势。
锦屏大设施位于相当于800层楼高的地下，可以有效屏蔽宇宙射线干扰。实验室宇宙线通量仅为地表的一亿分之一，具备“极低环境氡析出”“极低环境辐射”“超低宇宙线通量”“超洁净空间”等多种优势——是全球辐射环境“最纯净”的实验空间。
据专家介绍，锦屏大设施在全球深地实验室里是最深的，也是空间最大的，比世界第二大的地下实验室的空间还要大出将近一倍。足够大的空间意味着可以安装更大的科学设施，科学成果取得的周期也会大大缩短。
作为一个大科学设施，锦屏地下实验室不仅可以为暗物质研究、中微子测量、核天体物理等宇宙科学提供最适宜的实验条件，同时也为地球深地研究，特别是深地生物学、深地医学提供一个绝佳的研究平台。
实验室为何选址中国锦屏？
深地实验室主要利用深地低辐射环境的优势，开展前沿基础科学研究。在锦屏地下实验室投入运行之前，我国科学家只能租用国外的深地实验室开展科学研究。锦屏地下实验室一期的建成，填补了我国深地实验室的空白，在此基础上扩建而成的锦屏大设施，成为世界上条件最好的深地实验室。
空间最大，容积超过33万立方米。可安装更大探测器，容纳更多科学实验。
埋深最深，超过2400米。遥遥领先世界主要深地实验室，宇宙射线通量只有地面的一亿分之一，全球最低。
辐射环境最低。锦屏山大理岩自身的低辐射加上基建优势，为实验室创造了极致的低辐射环境。
综合条件最好。实验室建于锦屏山隧道中部，人员进出、大型设备运输方便，同时依托雅砻江锦屏水电站，有完善的后勤保障。
目前，首批来自清华大学、上海交通大学、北京师范大学、中国原子能科学研究院、中国科学院武汉岩土力学研究所等高校和科研院所的10个实验项目组进驻开展科学实验。
作为国之重器，锦屏大设施今后将发展成涵盖粒子物理、核天体物理、宇宙学、生命科学、岩石力学等多学科交叉的世界级深地科学研究中心，助力国家科创平台“跨越式提升”。
综合新华社、央视、中新社、《成都商报》报道