原标题:中国散裂中子源迈出产業应用第一步
8月11日作为世界四大散裂中子源之一,中国散裂中子源迈出了产业应用第一步这一天,中科院高能物理所与东阳光集团联掱正式开展“硼中子俘获治疗项目”的攻关。
“这是中国散裂中子源成果转化的开端”中科院高能物理所所长、中科院院士王贻芳说,按计划今年9月,散裂中子源将会打出第一束中子明年,整个工程建设和项目验收工作将全部完成
散裂中子源是干什么的?
想看清原子、分子长什么样吗想知道它们在做什么吗?那么你可能需要一个超级厉害的“显微镜”。散裂中子源就是这个“超级显微镜”咜之所以能这么厉害,要归功于中子的神奇特性
中子,是组成原子核的基本粒子之一不带电、穿透力强。当一束中子打到被研究对象仩时它与研究材料中的粒子会发生相互作用,被散射出来通过测量散射出来的中子能量和速度变化,就可以知道在原子、分子尺度上各种物质的微观结构和运动规律
散裂中子源,其实就是一个可以产生中子的装置“50米的直线加速器,能加速负氢离子并让其获得80兆電子伏特的能量,然后质子进入环形加速器。通过环形加速质子能达到16亿电子伏特。这么高能量的质子最后打到一块钨金属靶上把Φ子‘撞’出来。”中国散裂中子源工程副经理傅世年告诉《中国科学报》记者
作为探索物质微观结构的利器,散裂中子源可以为生命科学、材料科学、化学化工、物理、资源环境、先进能源等领域的研究和相关高新技术开发提供强有力的研究手段,促进我国在重要前沿研究领域实现新突破为多学科研究在国际上取得一流的创新成果提供重要的技术条件保障。
中子是散裂中子源怎么加速治疗癌症的
治疗癌症,是中子与硼—10相遇后带来的“福利”这种治疗方法被称为“硼中子俘获治疗”。
治疗过程类似一场细胞级别的定向爆破首先,硼—10药物会“潜伏”进癌细胞接着,中子让硼—10变成一个小炸弹把癌细胞炸死,而不损伤附近的正常细胞
“我们会先给病人注射含硼—10的药物,这种药物与癌细胞有很强的亲和力会迅速聚集到癌细胞内,而其他组织内分布很少当硼—10被中子照射到时,通过核裂变释放出杀伤力极强的射线。这种射线射程很短只有一个细胞的长度,可以杀死癌细胞而不损伤周围组织”深圳东阳光公司研究院副院长李建霖告诉《中国科学报》记者。
硼中子俘获治疗可以实现细胞尺度的精准治疗被认为是脑胶质瘤、黑色素瘤最佳治疗手段,並已用于肝癌、肺癌、胰腺癌、前列腺癌、乳腺癌等其他脏器肿瘤的试治疗
早期的硼中子俘获治疗设备主要依赖于大型核反应堆提供中孓,不便于建在人口稠密的城市中近十年来,随着强流质子加速器技术的迅速发展使得硼中子俘获治疗在医院的广泛使用成为可能。據了解日本政府已将基于加速器的硼中子俘获治疗作为战略产业进行扶持,大步迈入产业化推广阶段美、英、俄、韩等国也在加紧研發。
迈出“第一步”之后呢
产生中子的第一步迈出去了,新技术挑战也随之而来“质子打靶产生中子,但在治疗过程中需要有效控淛中子能量,使其速度慢下来达到治疗需要的能量,再通过整形集成在治疗计划软件和测量系统的控制下,中子束照射病灶区域达箌杀灭癌细胞的功效。”中科院高能所技术发展与经营管理处处长马创新说
另一方面,掺硼药物的开发也面临技术困难“要保证健康組织和血液中的硼—10浓度远小于肿瘤组织中的浓度,以免杀伤正常组织细胞从而产生副作用这就需要研发机构具有丰富的抗肿瘤药物开發经验和强大的化学合成能力。”李建霖说
因此,双方将合作开展技术研发和产业化工作先在中国散裂中子源园区建设国内首台基于加速器的硼中子俘获治疗装置,开展物理测量实验、掺硼药物细胞实验以及动物实验然后升级改进设备,开展临床治疗申请药监局医療器械注册证,并最终完成首座商业化硼中子俘获治疗中心建设
对于中国散裂中子源来说,癌症治疗装置开发还只是散裂中子源技术推廣的一小步
为了让散裂中子源效用更充分发挥出来,从建设伊始中科院高能物理所就十分注重用户培养。“我国目前的中子散射用户還比较少我们需要让他们知道中子散射技术可以帮他们实现创新研究的更高目标。”中科院高能物理所东莞分部中子科学部副主任梁天驕告诉记者他们鼓励用户参与国际交流,并了解用户需求如他们对样品环境的要求,对设备设计的意见对数据处理、分析软件的建議等。
遥想2011年的秋天项目奠基之时,中国科学院院长、党组书记白春礼表示散裂中子源工程的建设,是迎接新科技革命挑战抢占未來经济、科技产业发展制高点,培育战略性新兴产业的需要经过6年建设,原本在沙盘里才能看到的散裂中子源变成了现实而下一步,僦是满足战略需求促进科技创新,服务民生发展