2024年11月20日,我國大科學裝置——江門中微子實驗探測器主體建成。消息傳來,作為裝置建設的重要參與方,華爍公司全體員工無不歡欣鼓舞。
江門中微子實驗探測器
中微子,作為構成物質世界的基本粒子之一,不僅是宇宙中最古老、數(shù)量最多的物質粒子,還因質量極輕、運動速度接近光速,且?guī)缀醪慌c任何物質發(fā)生反應而極具神秘色彩。自1956年發(fā)現(xiàn)中微子以來,人類對中微子的探索與研究從未停止。由于中微子極難探測,至今還有很多未解之謎,為了深入探索中微子的奧秘,2015年江門中微子實驗正式開工。此次建成的探測器主體被放置于地下700米硐室內的一個44米深的水池中,探測器由直徑41米的不銹鋼網(wǎng)殼、直徑35.4米的有機玻璃球、4.5萬只光電倍增管等關鍵部件組成。
江門中微子實驗的首要科學目標是解決國際中微子研究的核心問題——中微子質量順序測量,并同步進行多項重大前沿交叉研究。根據(jù)設計,當中微子進入探測器內部,與液體閃爍體發(fā)生作用后會發(fā)出極其微弱的光,數(shù)萬個光電倍增管可以將其捕捉,從而供科學家分析研究。
這其中,閃爍純級高純有機閃爍劑(PPO)是中微子探測用的關鍵核心材料,研制開發(fā)及規(guī)?;a(chǎn)是世界性技術難題。
早在2007年,華爍科技股份有限公司(湖北省化學研究院)就與中科院高能物理研究所組建科研團隊,開展技術攻關,研制開發(fā)了多項科技成果,規(guī)?;a(chǎn)品以更優(yōu)良的品質成功替代進口產(chǎn)品,并成功應用于大亞灣反應堆中微子實驗工程,推進我國粒子物理實現(xiàn)了跨越式高速發(fā)展。2012年6月,中科院高能所授予華爍公司“在大亞灣反應堆中微子實驗工程中做出重大貢獻”榮譽。而江門中微子實驗工程,其液閃規(guī)模是大亞灣項目的1000倍,對品質要求極其苛刻,閃爍劑產(chǎn)量及品質決定著該實驗工程中微子探測的成敗。
華爍醫(yī)藥事業(yè)部PPO車間
10多年來,華爍公司與中科院高能所在大亞灣閃爍劑技術基礎上持續(xù)開展技術創(chuàng)新,攻克了多項制備及測試技術難關,發(fā)明了閃爍純級有機閃爍劑(PPO)小試、中試及規(guī)模化生產(chǎn)技術,創(chuàng)建了一套專有的質量控制體系,開發(fā)出目前世界上最純凈的有機閃爍劑,是目前世界上唯一滿足該工程的工業(yè)化產(chǎn)品,整體技術達到國際先進水平。經(jīng)中國政府采購網(wǎng)公示,國家財政部批準,華爍公司為江門中微子實驗工程PPO單一來源供應商。
為高質量服務國家重大戰(zhàn)略需求,近幾年來,華爍公司加大科技投入,加快重點項目建設步伐,PPO項目建設邁入快車道,實現(xiàn)了閃爍純級有機閃爍劑的工業(yè)化生產(chǎn),達到了產(chǎn)品規(guī)模生產(chǎn)要求。
2022年5月,華爍公司研制的第一批中微子探測用閃爍純級PPO產(chǎn)品順利發(fā)貨,經(jīng)中科院高能所檢測,各項指標全部達標。隨著探測器主體建成,華爍公司全面完成了閃爍純級PPO產(chǎn)品60噸的供貨合同,為江門中微子實驗工程建設貢獻了華爍力量。
華爍醫(yī)化事業(yè)部PPO項目團隊部分研發(fā)人員在即將發(fā)貨的貨車前合影
據(jù)悉,江門中微子實驗探測器主體建成后,工程建設將進入灌裝超純水與液體閃爍體階段。江門中微子實驗將于2025年8月運行取數(shù),預計運行約30年。
“通過江門中微子實驗這一大科學裝置來認識、研究中微子,對于粒子物理、天體物理、宇宙學等基礎科學領域具有深遠意義?!敝袊茖W院高能物理研究所原所長、江門中微子實驗首席科學家王貽芳表示。