央廣網(wǎng)北京6月27日消息（記者卜葉）近日，江門中微子實驗（JUNO）地下700米的實驗大廳內(nèi)，中心探測器不銹鋼主結(jié)構(gòu)最后一個拼裝單元吊裝合攏，標(biāo)志著中心探測器不銹鋼主結(jié)構(gòu)安裝工作順利完成。
江門中微子實驗核心探測設(shè)備——中心探測器位于地下實驗大廳內(nèi)44米深的水池中央，其不銹鋼主結(jié)構(gòu)設(shè)計采用直徑約41米的球形網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式，也稱作不銹鋼網(wǎng)殼，作為探測器的主支撐結(jié)構(gòu)，它將承載35.4米直徑的有機(jī)玻璃球、2萬噸液體閃爍體、2萬只20英寸光電倍增管、2.5萬只3英寸光電倍增管、前端電子學(xué)、電纜、防磁線圈、隔光板等諸多關(guān)鍵部件。
不銹鋼主結(jié)構(gòu)由預(yù)制的焊接H型鋼通過12萬套高強(qiáng)螺栓拼接而成，結(jié)構(gòu)制造精度要求非常高，連接孔與環(huán)槽鉚釘?shù)陌惭b間隙不超過1毫米，球形網(wǎng)殼網(wǎng)格拼裝精度小于3毫米，是目前國內(nèi)最大的單體不銹鋼主結(jié)構(gòu)。
自2013年立項以來，中科院高能所與設(shè)計、生產(chǎn)企業(yè)協(xié)同攻關(guān)，攻克諸多工藝技術(shù)難題，解決了大型不銹鋼復(fù)雜結(jié)構(gòu)焊接變形問題，通過特殊工裝和工法完成了所有構(gòu)件在工廠的高精度預(yù)拼裝；研發(fā)了不銹鋼表面粗化技術(shù)，該技術(shù)將不銹鋼表面抗滑移系數(shù)從普通的0.2提高到0.5以上；同時針對JUNO項目的特殊需求研制了高強(qiáng)不銹鋼短尾環(huán)槽鉚釘。
據(jù)介紹，不銹鋼主結(jié)構(gòu)設(shè)計與預(yù)研過程中獲得了多項技術(shù)發(fā)明專利授權(quán)，同時帶動提升了相關(guān)制造企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展和綜合實力；其中不銹鋼短尾環(huán)槽鉚釘技術(shù)經(jīng)中國機(jī)械通用零部件工業(yè)協(xié)會鑒定，首次用于不銹鋼鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)據(jù)此發(fā)布，填補了國內(nèi)空白。在不銹鋼網(wǎng)殼現(xiàn)場安裝過程中，為了保證安裝質(zhì)量、提高安裝速度，同時滿足實驗高潔凈度的要求，工程技術(shù)人員不斷摸索優(yōu)化拼裝單元和安裝工法，并且改進(jìn)了鉚釘槍的使用，有效減少了鉚接不良率和返修數(shù)量，保證了質(zhì)量和工期。
江門中微子實驗項目采用單主線多副線并行的高效建設(shè)方案。在中心探測器不銹鋼網(wǎng)殼安裝過程中，同步進(jìn)行了反符合探測器主支撐結(jié)構(gòu)和有機(jī)玻璃升降平臺的現(xiàn)場安裝。其中，反符合探測器主支撐結(jié)構(gòu)分布于直徑43.5米的大型圓柱形池壁內(nèi)側(cè)，為懸掛不銹鋼鋼結(jié)構(gòu)位于防水HDPE膜外，具有大長細(xì)比自重預(yù)應(yīng)力的特點。該結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確緊貼池壁，充分提高探測體積，同時43米通長無側(cè)支撐，從根本上解決混凝土穿透處高壓地下水滲漏難題。該結(jié)構(gòu)作為池壁承載的主結(jié)構(gòu)，承載探測器的各種電纜、光纖、液閃和純水管路、tyvek反射紙以及水切倫科夫探測器刻度光源等。
不銹鋼主結(jié)構(gòu)的合攏也意味著有機(jī)玻璃球現(xiàn)場安裝的開始，中心探測器結(jié)構(gòu)中的有機(jī)玻璃球直徑35.4米，壁厚120毫米，重600多噸，是世界上最大的單體有機(jī)玻璃結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)和建造在國內(nèi)外都無先例，如何突破傳統(tǒng)工藝，在短期內(nèi)順利完成這一球體建造是項目組面臨的又一巨大挑戰(zhàn)。
據(jù)悉，江門中微子實驗位于廣東省江門市開平市，是由中科院和廣東省共同建設(shè)的大科學(xué)裝置，同時也是一個大型的國際合作項目。2015年開始建設(shè)，計劃2023年建成運行，以測定中微子質(zhì)量順序、精確測量中微子混合參數(shù)為主要科學(xué)目標(biāo)，并進(jìn)行其他多項科學(xué)前沿研究。江門中微子實驗的實施將使我國在中微子研究領(lǐng)域的領(lǐng)先地位得到進(jìn)一步鞏固，并成為國際中微子研究的中心之一。
源自央廣網(wǎng)2022.6.27版 原地址：https://apicnrapp.cnr.cn/html/pc_origin.html?docpubUrl=http://tech.cnr.cn/mxkj/20220627/t20220627_525884446.shtml
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