中微子作為構(gòu)成物質(zhì)世界最基本的粒子，在最微觀的粒子物理規(guī)律和最宏觀的宇宙的起源及演化中都起著十分重大的作用。中微子物理研究領(lǐng)域的幾次重大突破都獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。近年來的重大成果有：發(fā)現(xiàn)了中微子有質(zhì)量，不同的中微子之間有振蕩，即由一種中微子轉(zhuǎn)換為另一種中微子，稱為中微子混合。這些成果被授予了2002年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，中微子物理已經(jīng)成為國(guó)際高能物理、天體物理與宇宙學(xué)研究的共同熱點(diǎn)。

中微子振蕩實(shí)驗(yàn)是研究中微子性質(zhì)的主要途徑，中微子振蕩的規(guī)律可以用六個(gè)參數(shù)來表示，部分參數(shù)已經(jīng)由太陽中微子、大氣中微子、反應(yīng)堆和加速器實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)值。而測(cè)量難度更大、物理意義更重要的CP破壞相角d與混合角θ₁₃成為下一代中微子實(shí)驗(yàn)的主要目標(biāo)，其中θ₁₃又直接影響d的測(cè)量，因此精確測(cè)量θ₁₃成為中微子實(shí)驗(yàn)的首要任務(wù)。

比較目前國(guó)際上的太陽中微子、大氣中微子、反應(yīng)堆和加速器這幾類中微子實(shí)驗(yàn)，其中反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)最有可能獲得突破性成果。由于核電站反應(yīng)堆是很好的中微子源，它與實(shí)驗(yàn)用的探測(cè)器距離可以較近，其通量比太陽和大氣中微子高好幾個(gè)數(shù)量級(jí)，且背景干凈，所得數(shù)據(jù)唯一、確定。反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)還具有耗資較少、技術(shù)成熟、建設(shè)周期短的特點(diǎn)，它的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為長(zhǎng)基線中微子振蕩實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)中微子的物質(zhì)效應(yīng)、CP破壞效應(yīng)、中微子質(zhì)量層次的測(cè)量有著重要的意義，而中微子CP破壞的測(cè)量與目前最有可能解釋宇宙中物質(zhì)—反物質(zhì)不對(duì)稱性的理論直接聯(lián)系。

自上世紀(jì)八十年代起，國(guó)際上的已完成和正在進(jìn)行的反應(yīng)堆的中微子實(shí)驗(yàn)，探測(cè)器與反應(yīng)堆的距離由二十多米發(fā)展至二百公里，探測(cè)器重量由幾十公斤發(fā)展至幾千噸。但由于精度的限制，只能測(cè)量較大的混合角θ₁₂和θ₂₃。在激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中，實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)的選擇是體現(xiàn)這類實(shí)驗(yàn)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。與國(guó)際上有關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置相比，我國(guó)大亞灣核電站所處優(yōu)越的環(huán)境，包括反應(yīng)堆的距離、功率、周圍的山勢(shì)，加上我們?cè)谔綔y(cè)器設(shè)計(jì)上的獨(dú)到之處，使我們有可能以最小的系統(tǒng)誤差，得到國(guó)際上領(lǐng)先的θ₁₃精確測(cè)量結(jié)果，這也是中國(guó)科學(xué)界對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)研究作出巨大貢獻(xiàn)的難得機(jī)遇。

大亞灣核電站具有兩個(gè)得天獨(dú)厚的有利條件：

一是反應(yīng)堆功率高，因而中微子事例率高。到2010年嶺澳二期工程竣工之后，大亞灣反應(yīng)堆總熱功率將達(dá)到17.4GW，是僅次于日本Kashiwazaki的近距離反應(yīng)堆群。

二是反應(yīng)堆周圍有山，可以較容易地建立地下實(shí)驗(yàn)室，探測(cè)器將有較厚的巖石覆蓋層以減小本底的影響。

大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)將在山腹內(nèi)建設(shè)三個(gè)實(shí)驗(yàn)廳，分別設(shè)置近端和遠(yuǎn)端實(shí)驗(yàn)站（左圖）。兩個(gè)近點(diǎn)探測(cè)器分別對(duì)大亞灣和嶺澳的反應(yīng)堆進(jìn)行測(cè)量，一個(gè)遠(yuǎn)端探測(cè)器距反應(yīng)堆約2公里。實(shí)驗(yàn)廳之間開挖隧道相連接。利用中微子近端和遠(yuǎn)端距離的變化進(jìn)行中微子振蕩的相對(duì)測(cè)量，抵消實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，大大提高實(shí)驗(yàn)的精度。探測(cè)器設(shè)計(jì)擬采用三層結(jié)構(gòu)、多模塊、二重反符合系統(tǒng)以降低本底及系統(tǒng)誤差。探測(cè)器將設(shè)計(jì)成可移動(dòng)式的，能進(jìn)一步減小探測(cè)器間的差別帶來的誤差，提高測(cè)量精度，預(yù)期對(duì)θ₁₃的測(cè)量的靈敏度可達(dá)到1%。

（高能所科研處制作 內(nèi)容摘自粒子天體物理研究中心提供的材料）