高海拔宇宙線觀測(cè)站(LHAASO)項(xiàng)目地處四川省甘孜州稻城縣海拔4410米的海子山上。WCDA是LHAASO項(xiàng)目四種主要的探測(cè)器陣列之一，位于“寸土寸金”的場(chǎng)地中心。該陣列采用4.5米深的純凈水作為探測(cè)介質(zhì)，探測(cè)面積達(dá)到78000平米。水池工程是該探測(cè)陣列的外殼建設(shè)工程，由三個(gè)獨(dú)立的水池組成。其中一號(hào)池和二號(hào)池為150米x 150米的正方形水池，三號(hào)池是110米x 300米的長(zhǎng)方形水池。該工程由中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司與中國(guó)水利水電第五工程局有限公司組成的聯(lián)合體承建，由黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司負(fù)責(zé)監(jiān)理。
WCDA陣列憑著優(yōu)異的γ/P辨別能力，在甚高能區(qū)伽馬射線巡天方面達(dá)到世界領(lǐng)先的水平，該陣列的建設(shè)也有著異于常規(guī)項(xiàng)目的要求。首先，要圍護(hù)如此大的水體(~36萬(wàn)噸純凈水)立于地面之上而池外盡量減少空間占用，從而讓四個(gè)探測(cè)器陣列能夠更加緊湊的排布，并通過(guò)對(duì)同一宇宙線事例的觀測(cè)進(jìn)行交叉標(biāo)定，實(shí)現(xiàn)大范圍的能譜一致性測(cè)量。其次，由于光敏探頭的靈敏度極高，對(duì)光子的探測(cè)可以達(dá)到單光子水平，水池必須做到光密閉，才能進(jìn)一步提高信噪比。第三，WCDA以純凈水為探測(cè)介質(zhì)，必須做到防漏、防塵、防污，池內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)、池壁還要做到防腐，才能保障水體不被污染。第四，WCDA陣列規(guī)模是當(dāng)時(shí)世界上最大水切倫科夫探測(cè)器陣列的四倍，必須將水體的滲漏水平控制在千分之三以下，才能保證探測(cè)介質(zhì)的穩(wěn)定性。第五，海子山冬季最冷可達(dá)零下35攝氏度，水體結(jié)冰會(huì)造成探測(cè)系統(tǒng)的物理?yè)p壞，要求必須防凍。為了達(dá)到探測(cè)器陣列所需條件，項(xiàng)目組與承擔(dān)單位對(duì)設(shè)計(jì)方案、建設(shè)材料、施工組織等進(jìn)行了大量的調(diào)研、試驗(yàn)和討論才確定最終建設(shè)方案。“勺式”條基加獨(dú)立柱基的結(jié)構(gòu)方案減少了水池對(duì)中心區(qū)的空間占用，采用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的防腐材料避免了水質(zhì)的污染，滲漏情況也達(dá)到了實(shí)驗(yàn)要求。該工程自2017年6月22日開(kāi)工，克服了前期不通電、地下水水位高、冬季極度嚴(yán)寒和缺氧等諸多困難，最終按期、保質(zhì)、安全完成建設(shè)任務(wù)，使得WCDA陣列從2021年3月起正式全規(guī)模運(yùn)行。3年以來(lái)的穩(wěn)定運(yùn)行狀況也反映出工程質(zhì)量達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，為WCDA陣列完整觀測(cè)到有史以來(lái)最亮伽馬射線暴(GRB221009A)提供了基礎(chǔ)保障。
天府杯是四川省建筑行業(yè)建設(shè)工程質(zhì)量的最高榮譽(yù)獎(jiǎng)，團(tuán)隊(duì)工作人員表示：“LHAASO項(xiàng)目的建設(shè)包含諸多專業(yè)領(lǐng)域，每一個(gè)專業(yè)領(lǐng)域成果的取得、每一份殊榮的獲得，對(duì)LHAASO團(tuán)隊(duì)都是莫大的激勵(lì)。團(tuán)隊(duì)將會(huì)攜著這些激勵(lì)，把LHAASO運(yùn)行好，爭(zhēng)取在科學(xué)上產(chǎn)生更多更大的成果”。
WCDA池內(nèi)注水前
