西北角·中國甘肅網(wǎng)記者 程健 宋芳科

　　“近幾年，我們一直致力于制造出第119號元素。”在元素周期表上，從93號元素到118號元素，幾乎都是通過核物理方法合成，而我國在這一領域是空白。中國科學院近代物理研究所超重核與核結(jié)構研究室副主任張志遠說，“我們希望在元素周期表上留下‘中國造’的印記……”

　　6月5日，由中央網(wǎng)信辦網(wǎng)絡傳播局指導，中國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展基金會特別支持，甘肅省委網(wǎng)信辦、省教育廳、團省委聯(lián)合主辦，中國甘肅網(wǎng)承辦，中國石油蘭州石化公司、蘭州大劇院協(xié)辦的“青春華章·重走西北角”網(wǎng)絡主題活動走進中國科學院近代物理研究所，探尋研究所扎根西部、建功西部的奮進故事。

　　砥礪奮進：科技自立自強的先鋒力量

　　新中國成立初期，我國的核科學研究幾乎一片空白。1956年，周恩來總理指示設立原子核科學研究基地，近代物理所的前身——中國科學院蘭州物理研究室應運而生。

　　當時的蘭州，條件極為艱苦，科研設施匱乏，科研人員短缺。就是在這樣的情況下，著名核物理學家楊澄中帶著二十多名科技人員，來到甘肅蘭州，開啟了中國物理學研究史的新篇章。

　　研究所以建成國際一流的重離子科學與技術、加速器驅(qū)動的先進核能技術研究基地為戰(zhàn)略目標，開展原子核物理、原子分子物理、放射生物學、核材料與工藝技術、乏燃料后處理技術、核技術相關材料科學、同位素研發(fā)、粒子加速器等研究并推動相關學科發(fā)展，是我國重離子科學與技術國家戰(zhàn)略科技力量。

　　從1.5米回旋加速器的建成，到如今成為國際一流的重離子科學與技術研究基地，近代物理研究所創(chuàng)造了諸多奇跡。

　　研究所副所長、全國政協(xié)委員楊建成介紹，目前，研究所負責運行和建設蘭州重離子加速器裝置、強流重離子加速器裝置和加速器驅(qū)動嬗變研究裝置等國家重大科技基礎設施，以及320kV高電荷態(tài)綜合研究平臺、低能量強流高電荷態(tài)重離子研究裝置等實驗平臺。

　　同時，研究所建有蘭州重離子加速器國家實驗室、重離子科學與技術重點實驗室、甘肅省離子束醫(yī)學研究重點實驗室、甘肅省空間輻射生物學重點實驗室、中國科學院離子加速器及質(zhì)量檢驗檢測工程實驗室等研究平臺。

　　基礎前沿研究方面，先后合成了鈾最輕的同位素214U等40個新核素。首次測量了35個短壽命原子核的質(zhì)量，保持著直接測量核態(tài)壽命最短、同類技術精度最高的世界紀錄。

　　關鍵核心技術自主可控方面，原創(chuàng)提出解決核電可持續(xù)發(fā)展的“中國思路”——加速器驅(qū)動先進核能系統(tǒng)。突破強流離子加速器核心技術，使我國在高電荷態(tài)離子源和連續(xù)波質(zhì)子超導直線加速器領域處于國際領先。

　　科技賦能生產(chǎn)力方面，轉(zhuǎn)化了醫(yī)用重離子加速器、輻照誘變育種、核孔膜等多項應用研究成果。至目前，各類科技成果獲省部級以上科技獎勵近200項，其中國家科技獎勵18項。

　　逐夢前沿：元素周期表上的中國夢

　　在浩瀚的科學世界中，元素周期表是人類認識自然、探索未知的重要基石。而在中國科學院近代物理研究所，超重核與核結(jié)構研究室的科研人員正致力于在這張表格上留下“中國造”的印記。

　　原子核是由質(zhì)子和中子組成的量子多體系統(tǒng)，不同數(shù)量的質(zhì)子和中子構成了不同的核素。自然界中存在約288種穩(wěn)定核素，它們分布在核素圖中狹長的穩(wěn)定線附近。

　　然而，當原子核遠離穩(wěn)定線時，其穩(wěn)定性降低，會表現(xiàn)出α衰變、β衰變、自發(fā)裂變等衰變特性。理論預測可能存在約7000種核素，但目前僅有3300多種被實驗合成并觀測到。

　　因此，合成與研究新核素是原子核物理研究的前沿熱點，對于探索原子核的存在極限、揭示新物理現(xiàn)象、深化對物質(zhì)結(jié)構的理解具有重大意義。

　　“首次合成新元素的國家或?qū)嶒炇覍υ撛赜忻麢唷?rdquo;張志遠介紹，他所在的團隊正開展超重元素研究，“我們的目標是合成119號或120號新元素。如若成功，這不僅是科學的榮耀，更是國家科技實力的象征。”

　　尖端科技的競爭，是沒有亞軍的比賽，致力于創(chuàng)造出119號元素的國家或?qū)嶒炇遥恢挂粋€。

　　“在極端缺中子的錒系核區(qū)，新核素的產(chǎn)生概率極低，約億億次的轟擊才能產(chǎn)生一個目標核素。”張志遠說，新核素的壽命通常極短，可至毫秒乃至微秒量級，這對實驗合成研究帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

　　為了率先“制造”出119號元素，研究所為他們提供了一套先進的直線加速器，使團隊擁有更大的信心“制造”出新的元素。

　　實驗中，他們利用超重元素研究加速器裝置提供的鈣40束流轟擊镥175靶，成功合成了新核素鏷210，并測量了該核素的α衰變能量和半衰期。

　　這一成果發(fā)表在國際知名期刊《自然-通訊》上，標志著中國在超重元素合成領域邁出了堅實的一步。

　　“盡管新核素的產(chǎn)生概率極低，但得益于中國超重元素研究加速器裝置提供的高品質(zhì)束流，我們成功觀測到了目標核素。”張志遠自豪地說，“在國際競爭激烈的超重元素合成領域，我們憑借著堅定的信念和不懈的努力，正向著合成新元素的目標穩(wěn)步邁進。”

　　創(chuàng)新引領：重離子技術守護人民健康

　　癌癥是人類生命健康的最大威脅之一，除了手術和化療，放療已經(jīng)成為癌癥的主要治療手段。

　　重離子束被認為是21世紀最理想的放療射線，但醫(yī)用重離子加速器研發(fā)是國際競爭熱點，也是國家高端醫(yī)療器械核心競爭力體現(xiàn)。

　　這一技術，長期被發(fā)達國家壟斷。

　　而我國癌癥放療治愈率和百萬人口放療設備數(shù)量遠低于發(fā)達國家，發(fā)展先進的放療技術，提高治愈率和生存率是亟待解決的重大民生問題。

　　也因此，研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的國產(chǎn)醫(yī)用重離子加速器，對實現(xiàn)“健康中國2030”國家戰(zhàn)略目標，提高人民群眾健康水平具有重要意義。

　　“重離子治療利用重離子射線的布拉格峰效應，能夠?qū)δ[瘤細胞進行定點殺傷，同時對周圍組織的損傷非常小。”楊建成介紹，這一技術在治療不宜手術、易復發(fā)、常規(guī)放療抗拒的難治性腫瘤方面表現(xiàn)出色，為癌癥患者帶來了新的希望。

　　“科研不僅要仰望星空，更要腳踏實地。”楊建成介紹，面對難題和挑戰(zhàn)，近代物理所長期開展重離子治療相關生物基礎、技術研發(fā)工作，研發(fā)了我國具有自主知識產(chǎn)權的醫(yī)用重離子加速器，獲得國家藥監(jiān)局頒發(fā)的首臺國產(chǎn)裝置醫(yī)療器械注冊證，實現(xiàn)臨床并應用推廣。

　　目前，國產(chǎn)醫(yī)用重離子加速器已占據(jù)國內(nèi)8成以上市場份額，全面打破了發(fā)達國家的技術壟斷。

　　這一成果不僅提升了我國腫瘤放療水平，更在國際放療領域樹立了新的標桿。

　　“我們的新一代重離子治療裝置采用了一系列變革性技術，解決了第一代裝置在占地面積、造價成本和建造費用等方面的問題。”楊建成說，國產(chǎn)醫(yī)用重離子加速器已成功推廣8臺，裝置銷售合同額約50億元，圍繞該裝置的產(chǎn)業(yè)鏈價值高達100億元。

　　“未來，我們將繼續(xù)研發(fā)占地更少、建設及維護成本更低的重離子治療裝置，為更多的癌癥患者提供更優(yōu)質(zhì)的治療方案。”楊建成如是說。