中国在地下700米，灌注了2万吨液体，美西方直呼闻所未闻

中国在广东江门地下700米的地方，搞了个叫江门中微子实验的装置，前阵子刚完成2万吨液体闪烁体的灌注，这事儿让美西方国家觉得挺新鲜的。他们那边有些科学家直接说，这规模和技术闻所未闻。

整个项目从2008年就开始酝酿，到2025年8月26日正式运行取数，花了十多年时间。这不光是堆砌设备那么简单，而是实打实推进粒子物理研究的前沿。

项目主导是中国科学院高能物理研究所，带头人是王贻芳院士，他从大亚湾实验积累经验，一步步把这个国际合作项目推向前台。

装置建在地下700米，主要为了屏蔽宇宙射线干扰，附近有台山和阳江核电站作为中微子源，距离53公里，正好是振荡最明显的位置。

探测器核心是个直径35.4米的有机玻璃球，外面不锈钢网壳直径41.1米，装了2万只20英寸光电倍增管和2.5万只3英寸的，整体浸在44米深的水池里。

灌注过程先是45天内注6万吨超纯水，控制液位差在厘米级，流量偏差不超过0.5%，然后半年时间把液体闪烁体注入玻璃球，同时置换纯水。

液体闪烁体纯度高到极致，能在中微子撞击时发光，被光电管捕捉。项目涉及17个国家和地区、74个机构、近700人合作，经费来自多方，总投资折合美元3.76亿。

西方媒体和科学家评论说，这装置领先他们五年以上，尤其在精度和规模上。运行后，每天能探测60个中微子信号，首批数据已显示性能超预期。

这项目不只测中微子质量顺序，还能研究太阳、超新星、大气和地球中微子，甚至后期升级探无中微子双贝塔衰变。整个过程体现了中国在基础科学上的投入和国际影响力。

江门中微子实验的建设可不是一蹴而就，从2008年王贻芳他们提出构想开始，就在调研位置和可行性。那时候大亚湾实验刚有点眉目，王贻芳作为负责人，看到中微子研究潜力大，就想着建个更大更准的。

2013年，项目得到中国科学院战略性先导科技专项支持，同年广东省政府也批了，正式立项。2014年7月，国际合作组成立，成员来自中国、法国、德国、意大利、美国、捷克等17个国家和地区，一共74个机构。

合作组发言人是王贻芳，他协调各方资源，签协议分任务。2015年1月10日，工程在江门开平金鸡镇开工，先挖隧道和地下实验室。地下洞室跨度49.5米，是国内最大深埋洞室，施工属于世界级难度，团队攻克了岩层稳定和通风问题。

2021年12月，实验室主体完工，开始探测器安装。探测器主体从2022年开始组装，有机玻璃球由263块12厘米厚面板粘接，总重600吨，粘接缝2公里长，用本体聚合技术，确保透光率高、本底低。

玻璃球天然放射性铀和钍含量小于一万亿分之一，这技术是自主研发的。不锈钢网壳直径41米，支撑整个结构，光电倍增管是关键，团队研制出微通道板型管子，光子探测效率国际最高，打破垄断，还拿了欧盟、美国、日本专利。

光电管水下防爆系统高强度高精度，液体纯化系统效率高，衰减长度国际顶尖。水下电子学用民用器件达航天级可靠。安装花了三年，到2024年10月，玻璃球合拢，11月20日最后一块光电管模块装完，探测器主体建成。

12月18日，开始液体灌注。整个过程，王贻芳团队处理供应链和技术难题，比如光电管批量生产和运输，确保每个部件厘米级对齐。

国际伙伴提供模拟软件和光电技术，中国主导设计和建造。这项目不光建装置，还培养了一批年轻研究员，推动国内粒子物理从跟跑到领跑。

灌注过程是项目收官阶段的重头戏，从2024年12月探测器主体建成后就启动。先注超纯水，45天内注入6万吨，内外玻璃球液位差控制在厘米级，避免结构变形。超纯水过滤层层把关，流量最大100吨/小时，偏差不超过0.5%，这要求泵机和阀门精准协作。

纯水注入后，水位升到20多米，团队实时监控温度、气压、应力、氮气流量，确保安全。接着是液体闪烁体灌注，从2025年2月8日开始，历时半年，到8月26日完成2万吨注入，同时置换纯水。

液体闪烁体是线性烷基苯基的，高纯度、高透明、低放射性，纯化系统是自主研发，中试研究就花了不少功夫。注入时，避免气泡和杂质，0.008克灰尘总量上限，相当于2万吨里最多那点尘埃。液体撞击发光，单个光子都能被光电管放大。

挑战在于洁净度和密封，团队用特殊配方和工艺，液体衰减长度国际最高。灌注期间，专家轮值，来自高能所、清华、上海交大等20多人，春节都坚守总控室，调试电子学、触发、数据获取。

国际伙伴如意大利米兰大学的乔阿基诺·拉努奇，说这合作把液体闪烁体技术推到极限。整个灌注不光是倒液体，还同步优化探测器，确保灌完就能取数。首批数据显示，能量分辨率、光收集效率超预期。

这步成功，标志装置从建设转运行，奠定科学产出基础。相比国际同类，像美国的DUNE或日本的Hyper-Kamiokande，JUNO在液体规模和精度上先跑一步，他们的液体装置还没到这体量。

美西方国家对这个项目的反应挺直接的，他们直呼闻所未闻，主要因为规模和技术领先。美国的科学家在报告中说，JUNO的2万吨液体闪烁体是全球最大，精度领先五年以上。他们的DUNE项目用液氩，规模大但中微子类型不同，液体处理没这么精细。

欧洲的CERN专家评论，JUNO的有机玻璃球和光电管布置，工程复杂度超出预期。意大利教授乔阿基诺·拉努奇在声明中说，这国际合作把技术推到边界，以前液体闪烁体设施没到这水平。西方媒体承认中国在中微子研究从大亚湾到JUNO的跨越，影响力不可忽视。

美国物理学会期刊提到，JUNO不受地球物质效应影响，能更准测质量顺序，这点他们项目有局限。英国的Nature杂志文章说，这装置建在核电站附近，源稳定，数据采集效率高，西方类似项目位置没这么优。

德国伙伴在合作中提供部件，但核心技术中国自主，他们觉得这体现了中国基础科研投入大。总体上，美西方惊叹于速度和精度，从2015开工到2025运行，十年建成超大规模装置，在他们看来闻所未闻。

以前粒子物理大装置多在欧美日主导，现在中国领跑，让他们重新审视全球格局。当然，这也促成更多合作，他们参与提供软件和专家，避免被甩开。

项目运行寿命30年，前期主攻中微子质量顺序，测定ν3比ν2重不重，这问题是粒子物理十年热点。JUNO用反应堆中微子振荡，精度高，6个振荡参数中3个会显著提升。

还能研究太阳中微子，帮天体物理了解恒星内部；超新星中微子，捕捉爆发信号；大气和地球中微子，探地质过程；甚至不活跃中微子和质子衰变，新物理寻找。

后期升级成世界最灵敏无中微子双贝塔衰变装置，测中微子绝对质量，判是否马约拉纳粒子，解决粒子、天体、宇宙学交叉难题。运行后，数据共享国际，预计产生多项成果，推动全球研究。

中国地位巩固，从大亚湾发现第三种振荡，到JUNO领跑。王贻芳说，这能回答物质宇宙本质问题。国际团队近750人，继续协作，2025年1月开第25次会议，评估成果。

长远看，这装置成中微子研究中心，吸引全球人才，优化珠三角创新格局。经济上，带动江门科技产业，培养人才链。总之，这不只是个装置，而是中国基础科学实力的体现，未来突破会一层一层揭开宇宙谜题。