中国锦屏地下实验室

2026年7月国内外地下实验室动态

2026年08月13日

一、华西深地医学团队揭示极低本底辐射抑制头颈部肿瘤新机制

近期，四川大学华西医院深地医学研究中心依托中国锦屏地下实验室平台开展极低本底辐射生物学研究，在肿瘤学期刊《Cancer Letters》发表题为《极低本底辐射通过ATM下调介导的线粒体功能障碍抑制头颈肿瘤》（Ultra-low background radiation inhibits head and neck tumor via ATM downregulation mediated mitochondrial dysfunction）的文章。本研究聚焦自然本底辐射显著降低后肿瘤细胞的生物学响应，利用锦屏地下实验室厚岩层屏蔽宇宙射线形成的独特极低本底辐射条件，对头颈肿瘤细胞、鼻咽癌类器官及荷瘤小鼠模型开展系统研究。结果显示，与地面对照相比，深地极低本底辐射可显著抑制肿瘤细胞增殖、克隆形成和迁移，并抑制类器官及动物模型中的肿瘤生长。机制研究发现，极低本底辐射通过下调DNA损伤应答关键分子ATM，并影响PGC-1α/NRF-1/TFAM相关线粒体调控网络，导致线粒体功能障碍、氧化磷酸化受损及氧化应激增强，进而抑制肿瘤恶性表型。该研究充分体现了中国锦屏地下实验室在深地生命科学研究中的平台优势，为认识自然本底辐射与细胞稳态的关系，以及探索肿瘤代谢和特殊环境医学研究提供了新的实验依据与机制线索。

二、澳大利亚SUPL地下实验室推出线上虚拟参观

7月6日，澳大利亚暗物质粒子物理卓越研究中心发布消息称，公众可通过线上虚拟方式参观解斯托威尔地下物理实验室（Stawell Underground Physics Laboratory, SUPL）。SUPL位于澳大利亚维多利亚州斯托威尔金矿地下约一千米处，是南半球首座深地物理实验室。地下岩层可显著降低宇宙线本底，为暗物质探测和低本底精密测量提供理想环境。由于实验室位于仍在运行的矿区深处，目前无法开展常规公众参观，虚拟参观因此成为了解其设施和科研目标的重要渠道。SUPL计划部署SABRE South实验，使用高纯碘化钠晶体寻找可能的暗物质信号。相关设备预计于2026年稍晚阶段运抵实验室，为后续安装和运行做准备。

三、顶级神冈巨型地下洞室设计与施工相关成果正式发表

7月10日，日本东京大学宇宙线研究所神冈宇宙线粒子研究设施宣布，介绍顶级神冈（Hyper-Kamiokande）巨型地下洞室设计与施工成果的论文已发表。该论文系统介绍了地下工程规划、洞室支护体系设计及施工优化过程。Hyper-Kamiokande是日本正在建设的下一代大型水切伦科夫探测器，主要用于研究中微子振荡、CP破坏、质子衰变以及超新星中微子等前沿问题。为容纳这一大型探测器，项目团队在日本岐阜县飞驒市神冈町山区地下约600米处建造了一座直径69米、高约94米的巨型岩体洞室，其规模位居世界同类地下洞室前列。施工团队综合利用开挖期间获得的地质观测和现场监测数据，识别岩体弱层与开挖诱导松动区，并据此动态调整支护设计和施工方法。洞室采用预应力锚杆等支护措施，以保证大跨度地下结构的整体稳定。监测结果表明，数值分析预测的洞室变形与实际观测结果总体吻合，验证了相关设计与施工方法的有效性。顶级神冈的有效靶质量将比超级神冈（Super-Kamiokande）提高约一个数量级。论文指出，该洞室的开挖与设计既是顶级神冈实验基础设施建设的重要组成部分，也是一项具有代表性的岩土工程技术成果。

四、NEMESIS实验正式入驻美国SURF地下实验室

7月28日，美国桑福德地下研究设施（SURF）宣布，NEMESIS实验已正式入驻位于SURF地下4850英尺层（1英尺约等于0.3米）的黑山州立大学地下园区（BHUC）。NEMESIS全称为“桑福德地下中子测量（NEutron MEasurementS In SURF）”，主要研究地下环境中的高中子多重性事件及其产生机制。当高能宇宙线缪子穿过岩石或其他物质时，可能击碎原子核并产生大量中子，形成中子簇射。这类事件是地下稀有事例实验中尚未得到充分认识的本底，可能在探测数据中形成类似物理信号的异常事例，影响暗物质等极弱信号的辨识。准确测量中子本底，有助于提高地下实验结果的可靠性。NEMESIS团队计划在SURF不同深度开展对比测量。目前，首套装置已安装在4850英尺层，未来还计划在较浅的1700英尺层部署第二套系统。通过同时运行多台中子探测器，分析高中子多重性事件随地下深度和宇宙线缪子通量的变化。研究团队表示，这些异常中子事件可能源于宇宙线、地壳天然放射性或其他尚未识别的过程，也不排除与暗物质有关的可能性。NEMESIS与SURF正在运行的LUX-ZEPLIN暗物质直接探测实验彼此独立，但可在暗物质研究和地下中子本底认识方面形成互补。

五、石墨烯研究为地下实验测量中微子质量提供新路径

7月1日，意大利国家核物理研究所（INFN）发布消息称，意大利国家研究委员会纳米科学研究所、比萨大学、罗马第一大学、INFN和哥伦比亚大学组成的研究团队在《Physical Review C》发表题为《氚化石墨烯的β衰变能谱：核衰变与电子结构的结合》（β-decay spectrum of tritiated graphene:Combining nuclear decay and electronic structure）的文章，为意大利格兰萨索地下实验室（LNGS）的PTOLEMY实验测量中微子质量提供了新的理论依据。

氚是一种放射性氢同位素，其β衰变会释放电子和反中微子。通过精确测量电子能谱端点，可以间接推断中微子的绝对质量。为提高测量灵敏度，PTOLEMY计划将氚吸附在单层碳原子构成的石墨烯表面，以获得高密度、低质量的氚靶。不过，氚处于石墨烯材料中时，电子激发和晶格振动等固态效应可能改变β衰变电子的能谱，从而影响中微子质量的测量精度。研究团队将石墨烯电子结构的密度泛函理论计算与核衰变的量子描述相结合，模拟不同氚负载量和几何结构下的β衰变过程，评估石墨烯衬底对电子能谱的影响。研究结果可用于优化氚化石墨烯靶材，并为未来实验的数据解释和灵敏度评估提供参考。PTOLEMY除研究中微子质量外，长期目标还包括直接探测宇宙大爆炸遗留的宇宙中微子背景。

六、NEXT合作组新型原型探测器进入调试阶段

7月8日，NEXT（Neutrino Experiment with a Xenon TPC，氙时间投影室中微子实验）合作组宣布新型原型探测器HD-DEMO已在西班牙Donostia International Physics Center（DIPC）启动并进入调试阶段。NEXT是一个由西班牙、美国、葡萄牙、英国、以色列和德国等国家科研机构组成的国际合作项目，主要利用高压氙气时间投影室搜寻Xe-136无中微子双β衰变，以检验中微子是否为自身的反粒子，即是否具有马约拉纳粒子性质。HD-DEMO采用不同于此前原型机的探测器结构，引入旨在提高性能和可扩展性的新技术，为下一代吨级无中微子双β衰变实验验证关键方案。HD-DEMO采用垂直对称结构，阴极位于探测器中心，两侧分别设置向探测器两端延伸的漂移区。其最重要的设计变化是取消能量读出平面中的光电倍增管（PMT），改用覆盖探测器内壁的波长位移光纤桶收集光信号。由于PMT是探测器放射性本底的已知来源，移除PMT被认为是实现更高放射性纯度探测器设计的重要一步。波长位移光纤的使用还省去了将PMT布置在与高压氙气分隔的独立空间内所带来的机械结构复杂性，从而简化探测器整体设计。HD-DEMO的电致发光区继续采用已经得到验证的双平行网结构，其后方设置硅光电倍增器（SiPM）传感器平面，用于对粒子径迹进行高分辨率拓扑重建。目前，研究团队正在利用环境氡产生的α粒子和²²Na放射源对探测器开展调试，并已上线实时事例显示页面，展示探测器记录的候选事例。NEXT合作组表示，HD-DEMO是迈向下一代吨级实验的关键里程碑。该原型机将验证波长位移光纤读出、低本底材料选择以及高分辨率径迹重建等核心技术，进一步提升NEXT技术路线搜寻无中微子双β衰变的灵敏度。