10月22日,中国钢结构协会科学技术奖颁奖仪式在太原举行。由中国科学院高能物理研究所牵头完成的“江门中微子实验中心探测器结构设计与施工关键技术”荣获科学技术进步奖一等奖。该成果依托江门中微子实验(JUNO)中心探测器的设计与研制,攻克了超大规模、超高精度液体闪烁体探测器在结构设计、材料研制与施工安装中的系列关键技术难题,标志着我国在大科学装置核心结构工程领域取得重要突破。该项成果由中国科学院高能物理研究所作为第一完成单位,联合北京市建筑设计研究院股份有限公司、汤臣(江苏)材料科技股份有限公司、浙江东南网架股份有限公司、清华大学、中国建筑科学研究院有限公司、江苏天目建设集团有限公司、中山大学共同获得此殊荣。

江门中微子实验(JUNO)中心探测器置于地下700米水池中,其核心结构为直径35.4米的有机玻璃球壳及直径41.1米的不锈钢网壳,内部灌注2万吨液体闪烁体,是全球最大的液体闪烁体探测器。中心探测器需同时满足极低放射性本底、超高透光率以及极端工况下的安全裕度要求,项目团队攻克了探测器结构设计、材料研制与施工安装等方面的系列关键技术难题,实现了多项成果创新:
- 提出了有机玻璃球与不锈钢网壳组合的嵌套式液闪探测器结构形式,开创了大型液体闪烁体探测器设计与研制的新范式;
- 研发了包含荷载效应转移、液闪置换灌注、流固耦合抗震分析等设计方法;
- 发明了轴向刚度可调、刚铰接转换和低应力状态的铰接连接系统,解决了流体环境下复杂空间结构工艺适配、安全承载的设计难题;
- 提出了预埋锚栓环状工装固定、卧式预拼装和水平环向上下交替安装技术,研发了不锈钢摩擦型高强螺栓连接技术,
- 实现了全球最大不锈钢网壳的全螺栓高精度安装;研制了国际首条超低本底、配方特殊的有机玻璃生产线,开发了超长多条T型缝一次制模注料的聚合技术与局部退火工艺,攻克了低本底、高透光、超厚、大尺寸有机玻璃球面板生产以及全球最大有机玻璃球高效高精度安装的技术瓶颈,自主研发了原位测量的有机玻璃应力测量系统;
- 构建了“结构安全驱动灌注控制+高精度自动控制+多参数结构监测+有限元验证评估”四位一体的大型精密探测器液体灌注和运维范式,满足安全高效灌注以及长期运行的要求。
项目成果丰硕,共获授权发明专利21件、省级工法2项,主、参编国家、行业和地方标准13部,发表学术论文60篇。相关成果已应用于其他国内外多个项目中,社会、经济和环境效益显著,应用前景广阔。
中国钢结构协会科学技术奖是我国钢结构行业最具权威性的科技奖项之一,旨在表彰在钢结构领域做出突出贡献的单位与个人。此次获奖是对江门中微子实验中心探测器结构工程从设计理论、材料工艺到施工技术全链条创新能力的肯定。
此前,英国结构工程师学会(The Institution of Structural Engineers,简称IStructE)公布了2026年IStructE世界结构大奖(Structural Awards 2026)的短名单(shortlist),江门中微子实验中心探测器项目成功入选。英国结构工程师学会是当今世界规模与影响力最大的结构工程师学会之一。1968年,该学会创办了世界结构大奖,旨在表彰世界范围内最前沿与最杰出的工程项目。此次入选标志着该中心探测器的结构设计水准与国际影响力获得了国际同行的高度认可。
目前,JUNO已建成并正式运行,首批物理成果表明探测器性能达到或优于设计指标,为测定中微子质量顺序等前沿研究奠定了坚实基础。高能物理研究所将继续携手各合作单位,保障装置稳定运行,推动产出更多重大科学成果。
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