8月26日，广东江门中微子实验(JUNO)已成功完成2万吨液体闪烁体灌注，并正式运行取数。经过十余年的准备和建设，JUNO成为国际上首个建成的新一代大型中微子实验装置。

　　据江门中微子实验发言人中国科学院院士王贻芳介绍，江门中微子有机玻璃探测器是一个有效质量2万吨的液体闪烁体探测器，在完成液闪灌装后将承受3000多吨的纯浮力作用，其最内层的有机玻璃球，由江苏汤臣集团旗下的汤臣(江苏)材料科技股份有限公司(以下简称“汤臣科技”)承建。

　　这个堪称世界之最的有机玻璃球，直径达35.4米。它由263块厚度为120毫米的烘弯球面板以及上下烟囱，通过无缝拼接技术组装而成，有机玻璃净重约600吨。

　　多年以来，江苏汤臣集团始终致力于成为全球最具竞争力的亚克力综合供应商。汤臣科技作为集团旗下的高新技术企业，专注于浇铸型工业有机玻璃(亚克力)板材的研发设计与生产制造。公司不仅起草制定了1项国际标准、4项国家标准和4项行业标准，还具备强大的生产研发能力，年产浇铸型亚克力板材数万吨。其自主研发的特大特厚板一次成形最大尺寸可达3.4×11.5m，最大厚度可达250mm，复合厚度超过1000mm。公司先后开发了涵盖透明板、彩色板、导光板、声屏板、卫浴板等12大系列产品、200余款产品，为行业产品应用提供全方位的材料和功能性解决方案，广泛应用于广告、医疗、轨道交通等领域，产品远销中东、东南亚、北欧、西欧、南美洲等70多个国家和地区。

　　在参与广东江门中微子探测实验装置建设项目之前，汤臣科技已在国内外重点工程领域留下了诸多辉煌印记。由其通过包埋工艺精心打造的60686根亚克力杆，组成了举世闻名的上海世博会英国馆“种子圣殿”。这些杆的顶部藏着形态各异的种子，“种子圣殿”宛如植物生命体的活档案，也标志着汤臣科技成功打破国外品牌对全球亚克力高端领域的垄断。2022年冬奥会期间，汤臣科技作为全球亚克力综合供应商，将亚克力厚板以及亚克力异型户外景观结构的设计加工解决方案应用于鸟巢冬奥会的主题景观中，携手北京冬奥会向世界展示了中国在亚克力设计、制造、应用方面的领先水平。目前，汤臣科技通过持续的技术改进，研发出性能卓越的航空板，并将工程案例中的双曲面成型技术应用于e-VTOL轻量化风挡视窗解决方案中，助力全球低空经济的快速成长。

　　汤臣集团董事长汤月生回忆，“刚接到江门有机玻璃球项目时，我们既满怀向往、兴趣盎然，又深知面临着巨大挑战。虽然我们拥有多年研发、生产有机玻璃的成功经验和众多案例，但是中微子探测球体用有机玻璃的材料有特殊要求，必须满足低本底、高通透性的功能需求。然而，这种特殊材料又具有更硬、更难以加工的特点。球体结构的每一块球面板在建造过程中不能有任何气泡，放射性杂质要降至最低水平。”

　　这个直径35.4米的庞大球体，由23层共计263块球面板和上下烟囱构成。其壳体采用120mm厚的有机玻璃材料，犹如鸡蛋壳般轻薄，要将透明如蛋壳的“玻璃球”灌注满液体，使其变成实心“水晶球”，这一技术突破堪称站在极限挑战的巅峰。

　　在制造过程中，120mm厚的有机玻璃材料需经过高温热成型处理，在此过程中要克服长时间高温状态下材料的黄变特性，将透光率损失控制在2%以内。中微子探测器的有机玻璃球直径35.4米，设计要求实际球心相对理论球心的允许偏差在X、Y、Z轴方向均控制在±20mm以内，这对有机玻璃的加工制造提出了前所未有的超高要求。除了选用高精度的大型五轴加工中心外，还需对材料在不同工序的加工温度、烘弯成型精度、节点包埋点位精度等进行全过程精准控制。

　　为攻克上述难题，公司开辟生产专线，新建高标准车间厂房，购置包括24小时恒温车间在内的各类智能数字化生产设施，改进生产工艺和材料成分。期间，公司突破了无缝拼接、透光率、局部退火、低本底控制等多项技术壁垒，成功攻克项目进程中的一系列难题。其中，球面板的烘弯成型工艺研究就耗时1年多。

　　2019年7月，有机玻璃球面板通过批量生产工艺评审。历经约3年时间，在2022年6月，球面板、节点及部件通过首批次出厂验收。同年7月，正式进入有机玻璃球体的地下试验室安装现场，开启安装工作。在地下700米的液体灌装间里，水经过层层过滤变成超纯水，以每小时100吨的流量进入探测器水池进行液体灌注。液体灌注分成两步进行，前2个月将超纯水灌满中心探测器有机玻璃球内外空间，再用6个月将有机玻璃球内部的超纯水置换为液体闪烁体。液体灌注完成后，探测器里的空心“玻璃球”变成了一只泡在超纯水里且装满液体闪烁体的“水晶球”。

　　江门中微子实验项目常务副经理、中国科学院高能物理所所长曹俊介绍，与目前国际上获得诺贝尔物理奖的加拿大SNO实验所用的有机玻璃球相比，江门中微子实验中心探测器中的液体闪烁体体积增大了20倍，光电子产额增大了3倍，能量分辨率也达到前所未有的3%。这对有机玻璃球粘接提出了更高要求，粘接需要采用大体量注料、聚合、退火的本体聚合技术，粘接缝总长度约2公里，并采用特殊方法对粘接缝进行保护。

　　回顾生产的过程，汤臣科技板材研发技术副总经理肖建霞感叹道：“我们针对项目的指标要求，设计了数十种配方，通过上百次的实验，联合第三方检测机构筛选出9个配方。经过长时间的测试和研究，最终在中国科学院、清华大学、北京大学、航天航空研究院等知名高校和科研院所专家的指导下，结合各项测试结果评审，确定了公司的其中一种配方。”

　　整个安装过程同样超乎想象。负责现场安装的汤臣科技总工程师张高峰说，“从2022年6月开始，我们共组织了上百人的13个施工批次，动用50多台车。产品历经1800公里远程运输到达现场地面，再通过地下的斜井转移至试验大厅平台进行吊装。历经30个月的艰苦奋战，通过了专家组的评审和验收。经过2个月超纯水灌装过程的压力考验，于25年2月顺利通过灌装阶段专家组的评审和验收，正式进入液闪置换阶段。”

　　“通过优化生产线和工序，我们汤臣科技的中标价仅为国外同行的六分之一。但我们能参与到这项目，为国家科技发展贡献一份力量，感到无比自豪。这不仅是对公司实力的认可，更是让我们在行业中实现了引领性的技术创新和突破。”汤月生自豪地说。

　　从2015年开启实验研发，到2019年开工制造，再到2022年现场组装，直至2024年底成功灌装，他们历经10年不懈努力，勇敢地站在了极限挑战的巅峰，书写了属于自己的辉煌篇章。如今，这一技术已应用到公司承建的其他项目中，如无缝拼接的海洋馆隧道、国内首例以亚克力作为结构件应用在建筑领域中的江苏园博园未来花园项目等。(张波鸣马)