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作者:倪思洁 来源:中国科学报 发布时间:2022/6/24 20:10:07
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江门中微子实验探测器主结构安装完成

 

6月24日,江门中微子实验(JUNO)地下700米的实验大厅内,中心探测器不锈钢主结构最后一个拼装单元吊装合拢,标志着中心探测器不锈钢主结构安装工作顺利完成。

江门中微子实验核心探测设备——中心探测器位于地下实验大厅内44米深的水池中央,其不锈钢主结构设计采用直径约41米的球形网壳结构形式,也称作不锈钢网壳,作为探测器的主支撑结构,它将承载35.4米直径的有机玻璃球、两万吨液体闪烁体、两万只20英寸光电倍增管、两万五千只3英寸光电倍增管、前端电子学、电缆、防磁线圈、隔光板等诸多关键部件。

探测器不锈钢主结构安装(中科院高能物理所供图)

不锈钢主结构项目负责人、现场安装经理何伟告诉《中国科学报》,不锈钢主结构由预制的焊接H型钢通过12万套高强螺栓拼接而成,结构制造精度要求非常高,是目前国内最大的单体不锈钢主结构。

自2013年立项以来,高能所与设计、生产企业协同攻关,攻克诸多工艺技术难题,解决了大型不锈钢复杂结构焊接变形问题,通过特殊工装和工法完成了所有构件在工厂的高精度预拼装;研发了不锈钢表面粗化技术,该技术将不锈钢表面抗滑移系数从普通的0.2提高到0.5以上;同时针对JUNO项目的特殊需求研制了高强不锈钢短尾环槽铆钉。

何伟表示,不锈钢主结构设计与预研过程中获得了多项技术发明专利授权,同时带动提升了相关制造企业的创新发展和综合实力;其中不锈钢短尾环槽铆钉技术经中国机械通用零部件工业协会鉴定,首次用于不锈钢钢结构领域,相关标准据此发布,填补了国内空白。

在不锈钢网壳现场安装过程中,为了保证安装质量、提高安装速度,同时满足实验高洁净度的要求,工程技术人员不断摸索优化拼装单元和安装工法,并且改进了铆钉枪的使用,有效减少了铆接不良率和返修数量,保证了质量和工期。

据悉,江门中微子实验项目采用单主线多副线并行的高效建设方案,在中心探测器不锈钢网壳安装过程中,同步进行了反符合探测器主支撑结构和有机玻璃升降平台的现场安装。

 探测器不锈钢主结构安装完成(中科院高能物理所供图)

“不锈钢主结构的合拢也意味着有机玻璃球现场安装的开始。”何伟表示,中心探测器结构中的有机玻璃球直径35.4米,壁厚120毫米,重600多吨,是世界上最大的单体有机玻璃结构,生产和建造在国内外都无先例,如何突破传统工艺,在短期内顺利完成这一球体建造是项目组面临的又一巨大挑战。

江门中微子实验位于广东省江门市开平市,是由中科院和广东省共同建设的大科学装置,同时也是一个大型的国际合作项目。2015年开始建设,计划2023年建成运行,以测定中微子质量顺序、精确测量中微子混合参数为主要科学目标,并进行其他多项科学前沿研究。江门中微子实验的实施将使我国在中微子研究领域的领先地位得到进一步巩固,并成为国际中微子研究的中心之一。

 
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