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。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。
元素周期表是否有尽头?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。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,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。
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。
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。