《非誠勿擾2》中孫紅雷扮演的李香山，因腳上的“癌中之王”黑色素瘤選擇自殺。如果編劇知曉重離子治癌的功效，電影的結(jié)局可能重寫。

因此，對(duì)老百姓來說，重離子治療癌癥技術(shù)意義重大?！皩?duì)肺癌、肝癌乃至醫(yī)學(xué)界最頭疼的黑色素瘤，重離子治療的局部控制率在80％以上。今年內(nèi)，甘肅武威的重離子腫瘤治療中心將投入使用?！敝袊茖W(xué)院近代物理研究所（簡(jiǎn)稱中科院近物所）所長(zhǎng)肖國青說，10年間，蘭州重離子加速器對(duì)213例腫瘤患者進(jìn)行臨床試驗(yàn)研究，使我國成為繼美國、德國和日本之后世界上第四個(gè)掌握重離子治癌技術(shù)的國家。預(yù)計(jì)一位患者治療費(fèi)用在20萬元以內(nèi)。

由于在合成新核素領(lǐng)域中取得重大進(jìn)展，國際原子核的質(zhì)量評(píng)估發(fā)布權(quán)從法國核譜質(zhì)譜中心轉(zhuǎn)移至蘭州重離子加速器國家實(shí)驗(yàn)室。2013年起，國際原子質(zhì)量評(píng)估工作由中科院近物所承擔(dān)，終結(jié)了國際原子質(zhì)量評(píng)估工作多年來為法國核譜質(zhì)譜中心“壟斷”的歷史，原子核質(zhì)量由中國說的算。

如同蘭州的黃河和牛肉面，重離子加速器已成甘肅的名片。從新核素合成、核物理等前沿科學(xué)攻關(guān)，到治療癌癥、誘變育種讓“綠葉變紅花”等產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，重離子加速器的各種終端應(yīng)用可謂“頂天立地”。

三代大科學(xué)裝置讓“巨龍”騰飛

身處鬧市之中，略顯陳舊的白色大建筑群散發(fā)出沉穩(wěn)而淡然的氣息，科學(xué)界聲名顯赫的重離子加速器便藏身其中。

蘭州重離子加速器國家實(shí)驗(yàn)室

如果將重離子加速器比作一條巨龍，電子回旋共振離子源是龍頭，1.7米扇聚焦回旋加速器、大型分離扇回旋加速器、新建的冷卻儲(chǔ)存環(huán)主環(huán)和實(shí)驗(yàn)環(huán)、放射性束流線共同組成了綿延的龍身，各種實(shí)驗(yàn)終端應(yīng)用是靈活的龍尾。

這些大塊頭既有“智慧”也有故事。

“重離子加速器選址蘭州，不僅是因?yàn)榈靥幬鞅备沟乇容^安全，也為了給氫彈研制提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?！?中科院近物所成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)處項(xiàng)目主管梁偉說，在周恩來總理“應(yīng)在蘭州設(shè)一原子核科學(xué)研究點(diǎn)”的指示下，1957年，中科院近物所創(chuàng)始人楊澄中帶領(lǐng)首批科研人員從北京中關(guān)村西遷蘭州，擔(dān)負(fù)起建造重離子加速器的重任。

作為“一五”期間前蘇聯(lián)援建我國的156個(gè)重大項(xiàng)目之一，肖國青說，1.5米經(jīng)典回旋加速器建設(shè)經(jīng)歷了三年自然災(zāi)害以及前蘇聯(lián)政府毀合同、撤專家的困境。沒有計(jì)算機(jī)，就用手畫圖紙；沒有經(jīng)驗(yàn)，就一遍遍做試驗(yàn)。正是老一輩科學(xué)家的自力更生、傾力合作，回旋加速器才于1964年正式運(yùn)行。

“1.7米的回旋加速器是在‘一五’基礎(chǔ)上建立，分離扇重離子加速器則是‘七五’的成果?！绷簜フf，蘭州重離子加速器每個(gè)階段的建設(shè)成果，都依據(jù)國家重大需求而定。

1988年，中科院近物所建成了我國第一臺(tái)大型重離子研究裝置——蘭州重離子加速器，主要技術(shù)參數(shù)達(dá)到或超越設(shè)計(jì)指標(biāo)，躋身上世紀(jì)80年代同類加速器的國際先進(jìn)水平，并于1992年獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

科研總是追著時(shí)代的腳步往前奔。進(jìn)入“九五”，蘭州重離子加速器迎來新任務(wù)：為滿足我國深入開展重離子物理研究的需要，擴(kuò)建多用途重離子冷卻儲(chǔ)存環(huán)?！白灾髟O(shè)計(jì)建造、規(guī)模最大、能量最高、可加速全離子，蜿蜒160多米的重離子加速器冷卻儲(chǔ)存環(huán)，與德國的重離子冷卻儲(chǔ)存環(huán)同屬世界級(jí)的大型核物理實(shí)驗(yàn)裝置。”肖國青說。

半個(gè)世紀(jì)以來我國三代大科學(xué)裝置研究成果，讓這一巨龍?jiān)趪H科學(xué)界聲名鵲起。

重離子加速器很“全能”

“我們習(xí)慣叫蘭州重離子加速器，其實(shí)，它是國際上為數(shù)不多的幾臺(tái)全離子加速器?！毙嗾f，其加速的離子涵蓋了元素周期表中的92種元素，實(shí)現(xiàn)了從原子質(zhì)量最輕的“氫”到最重的“鈾”的“全離子加速”，而且自然界不存在的、新合成的離子也能加速。

那么，重離子是怎么被加速的？帶著滿腦子的術(shù)語，記者在1∶50的重離子加速器模型前有了初步認(rèn)識(shí)：它就像一列車廂顏色各異的火車，盤踞在復(fù)雜的回旋軌道上，重離子束就循著這樣的軌道，穿梭于密閉的“車廂”間，一次次被加速。

走進(jìn)重離子加速器實(shí)驗(yàn)大樓地下，記者對(duì)巨龍的龍身——加速系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng)有了直觀了解。在設(shè)備和管道間穿行，一個(gè)個(gè)碩大的黃色、藍(lán)色巨塊被管道所連接，周圍是各種線圈和監(jiān)測(cè)設(shè)備。

眼前重達(dá)30噸的藍(lán)色巨塊是二級(jí)磁鐵，它的作用是讓直線快速穿行的離子“拐彎”。離子通過偏轉(zhuǎn)磁鐵而改變運(yùn)動(dòng)方向，比如偏轉(zhuǎn)22.5度，讓16臺(tái)這種磁鐵沿同一方向偏轉(zhuǎn)，就能使這些離子偏轉(zhuǎn)360度，這意味著可以回過頭來一而再、再而三的不斷轟擊目標(biāo)。

重離子經(jīng)過加速后產(chǎn)生的能量有多少？“如果重離子達(dá)到每核子400兆電子伏特，就可以達(dá)到30厘米的穿透力，能治療人體深層的腫瘤?！绷簜ジ嬖V記者，而該加速器產(chǎn)生的重離子已達(dá)每核子1000兆電子伏特，穿透力在1米以上。

“從1.7米的回旋加速器到重離子冷卻儲(chǔ)存環(huán)，我國重離子運(yùn)行的速度從最初的1％光速加速至約90％的光速，躋身國際先進(jìn)行列?！毙嘁灾仉x子加速器冷卻儲(chǔ)存環(huán)為例說，它能讓上億個(gè)重離子同步運(yùn)行，自主研制率逾90％，各種元器件八成是甘肅造，在電子冷卻技術(shù)、高頻技術(shù)、超高真空技術(shù)等方面收獲頗豐。

值得關(guān)注的是，重離子加速器冷卻儲(chǔ)存環(huán)在高精度測(cè)量短壽命核素領(lǐng)域取得重大突破，在世界上率先達(dá)到10-7量級(jí)的相對(duì)測(cè)量精度，使我國重離子加速器技術(shù)水平及重離子物理實(shí)驗(yàn)研究能力闖入世界列。

“10-7量級(jí)的精度，相當(dāng)于在一架空客A380上可分辨出一個(gè)U盤的質(zhì)量?！毙嗾f，“接下來的目標(biāo)，是讓重離子運(yùn)行得更穩(wěn)定?！?

國家實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部（資料圖）

原子核數(shù)據(jù)中國說了算

就在今年春節(jié)假期，蘭州重離子加速器完成了新核素合成和研究的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)工作。至此，蘭州重離子研究裝置已合成鑒別20多種新核素，占百年來人工合成新核素總數(shù)的1％。

核素是指具有一定數(shù)目質(zhì)子和中子的一種原子核?？茖W(xué)家把各種不同的原子核統(tǒng)稱為核素，新原子核的合成和研究，將進(jìn)一步豐富和深化人類對(duì)原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，推動(dòng)與之相關(guān)的核物理和核天體物理的發(fā)展。

核理論家們預(yù)言核素約有8000多個(gè)，目前自然界存在的穩(wěn)定的原子核只有280多種，科學(xué)家們利用加速器人工合成3000多種不穩(wěn)定的放射性核素。

要知道核桃的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，就必須砸開核桃才能知曉，這也是進(jìn)行原子核試驗(yàn)的原理?！坝媚芰枯^高的粒子（即彈核）來轟擊原子核（即靶核），使靶核變成另外一種原子核。而這個(gè)如同‘打靶’一樣的過程，就被稱為‘核反應(yīng)’”。肖國青說,利用重離子加速器取得一系列基礎(chǔ)科學(xué)成果，比如合成研究20多種新核素并研究其衰變性質(zhì)，首次測(cè)量21種短壽命原子核質(zhì)量。

由于在合成新核素領(lǐng)域中取得重大進(jìn)展，國際原子核的質(zhì)量評(píng)估發(fā)布權(quán)從法國核譜質(zhì)譜中心轉(zhuǎn)移至蘭州重離子加速器國家實(shí)驗(yàn)室。2013年起，國際原子質(zhì)量評(píng)估工作由中科院近物所承擔(dān)，終結(jié)了國際原子質(zhì)量評(píng)估工作多年來為法國核譜質(zhì)譜中心“壟斷”的歷史。