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改写元素周期表，治癌症……它还有哪些“神通”？| 探访大科学装置

学术 2024-05-06 11:29 甘肃

走进中国科学院近代物理研究所的地下

可以看到一条盘踞的“长龙”

它就是兰州重离子加速器

是目前亚洲能量最高的重离子加速器

▲兰州重离子加速装置集群

重离子

是指质量比氦原子核重的离子

重离子加速器就是能产生重离子

并利用重离子开展实验的装置

用重离子去撞击目标是核物理研究的重要手段

近代物理所的几代科学家

几十年来都在研发各种各样的重离子加速器

探寻宇宙物质形成的奥秘

也努力让这一“大国重器”

从基础研究走向民生应用

兰州重离子加速装置长这样↓↓↓

元素周期表有尽头吗？

目前

元素周期表中的元素已经达到了118号

并且已有了七个完整的周期

元素周期表是否有尽头？

哪个国家能最先发现并命名第119号元素？

比92号铀元素更重的元素

首次发现都是通过人工方法实现的

比如使用重离子加速器

然而合成拥有如此多质子的原子核概率极低

工欲善其事，必先利其器

加速器束流强度越高

同一时间段内得到的粒子数就会越多

合成新元素的可能性也会越高

近代物理所利用加速器技术

建造了中国超重元素研究加速器装置

目前已经成功实现14.8粒子微安流强

224兆电子伏能量的氩40束流稳定运行

是国际上技术领先的新元素合成研究利器

走进“中国超重元素研究加速器装置”↓↓↓

而在广东惠州

束流强度更强的强流重离子加速器装置

也已经开建

探索核素存在的极限

不仅仅能扩充元素周期表

深化我们对物质世界的认知

而且具有很大的应用价值

我国科学家能否发现新元素

让我们拭目以待

▲正在惠州建设的强流重离子加速器装置示意图

重离子治癌，在这里实现

在甘肃省武威肿瘤医院

近代物理所研发的

具有自主知识产权的

医用重离子加速器

正在这里为癌症患者带来“新生”

截至目前

已完成国内外超过1200例癌症患者的治疗

取得了良好的效果

治疗使用的碳离子

仿佛一颗精准打击的“导弹”

在穿过正常细胞时破坏极小

却能在到达肿瘤后

瞬间释放出很高的能量

使得肿瘤细胞无法继续进行DNA复制

最终死亡并被吸收

也大大降低了癌症复发率

精准的定位

强大的杀伤力

微弱的副作用

使重离子治癌成为了

21世纪最平衡的放疗方法

加速器配备水平、垂直、45°方向治疗终端

能满足不同部位和深度肿瘤的治疗需要

精通核物理的物理师

能为每位患者的肿瘤精准给予

最准确的重离子剂量

而每次治疗

患者仅需躺在装置上二三十分钟

便可进行无痛治疗

大大提升了治疗体验

对于重离子治疗癌症，医生和患者这样说↓↓↓

从盘踞在地下的巨型加速器

到能在医院使用的“治癌利器”

科研人员把医用重离子加速器设计成环形

大大缩小了加速器体积和占地面积

正在研发的二代医用重离子加速器

体积还将进一步缩小

医用重离子加速器研发难度很高

是国际竞争的热点

近代物理所三十年磨一剑

让重离子加速器从研究所“走出来”

打破了高端医疗器械的国际垄断

为人民生命健康作出了贡献

是打造新质生产力的典范

▲近代物理所离子加速器及质量检验检测工程实验室

除了治疗癌症

重离子加速器还用于

制备医用同位素

培育作物新品种

对航天元器件的抗辐照能力进行诊断

生产多用途的核孔膜

……

而更多、更先进的重离子加速器装置

也在祖国大地上紧锣密鼓地建设

让我们期待

中国重离子加速器的未来

责任编辑：王颖

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI5MTA3MDY3MQ==&mid=2935302155&idx=1&sn=42487b2735ba136d2cdf906b1bbea6d2

中国科学院近代物理研究所

聚焦近代物理所科研成果及动态，传播科学知识。

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