質(zhì)子回旋加速器
發(fā)布時(shí)間：2018-10-16 文章來源：
質(zhì)子治療是世界上普遍使用的、被廣泛證明、科學(xué)有效的最先進(jìn)的癌癥治療手段之一。
2018年1月26日，中核集團(tuán)“癌癥治療230MeV超導(dǎo)質(zhì)子回旋加速器”核心部件——高頻腔系統(tǒng)通過源地驗(yàn)收。至此，中核集團(tuán)已成功完成該加速器主要大型設(shè)備研制工作，標(biāo)志著中核集團(tuán)全面掌握該加速器設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，下一步將進(jìn)入整機(jī)總裝和測試階段，向?qū)崿F(xiàn)臨床應(yīng)用、造福廣大癌癥患者邁出堅(jiān)實(shí)一步。我國已自主建成世界先進(jìn)的質(zhì)子回旋加速器，并有望投入使用后在癌癥的早期診斷與治療研究方面取得重大的突破。
之前，質(zhì)子治療關(guān)鍵設(shè)備基本被國外壟斷，中核集團(tuán)在2014年即開始布局癌癥治療230MeV超導(dǎo)質(zhì)子回旋加速器技術(shù)，力爭突破國外在這一重大醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域的壟斷地位，逐步實(shí)現(xiàn)我國惡性腫瘤、心腦血管疾病等重大疾病診斷和治療的設(shè)備國產(chǎn)化，力爭在國際高端醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域中占有一席之地，帶動(dòng)我國核醫(yī)療技術(shù)水平的跨越式發(fā)展。
日前，中國原子能科學(xué)研究院自主研發(fā)的世界先進(jìn)質(zhì)子回旋加速器建成，此次建成的100兆電子伏質(zhì)子回旋加速器可將質(zhì)子加速至接近一半光速，是國際上最大的緊湊型強(qiáng)流質(zhì)子回旋加速器，也是中國目前自主創(chuàng)新、自行研制的能量最高的質(zhì)子回旋加速器，無論是經(jīng)濟(jì)性還是實(shí)用性上而言都達(dá)到了國際先進(jìn)水平。
作為核科學(xué)研究的重要平臺(tái)，該加速器一旦投入使用即可開展中子物理、新核素合成、質(zhì)子生物醫(yī)學(xué)效應(yīng)、質(zhì)子輻照效應(yīng)、現(xiàn)代醫(yī)療等方面研究，特別是有望在癌癥的早期診斷與治療的研究方面取得重大突破。放射性治療是目前癌癥治療的重要手段之一，與X射線和電子束照射相比，質(zhì)子束對(duì)正常組織損傷小，副作用小，因此轟擊癌細(xì)胞的過程中將最大限度的保護(hù)認(rèn)同正常組織。
超導(dǎo)回旋加速器與同能量常溫回旋加速器相比，研制和運(yùn)行成本低，在技術(shù)上具有創(chuàng)新性、市場競爭力強(qiáng)，代表著國際上最先進(jìn)的癌癥粒子治療方向。癌癥治療230MeV超導(dǎo)質(zhì)子回旋加速器屬于中核集團(tuán)“龍騰2020”科技創(chuàng)新計(jì)劃，由原子能院自主創(chuàng)新、自行設(shè)計(jì)、具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
高頻腔作為該加速器的核心部件，為質(zhì)子加速提供能量。高頻腔系統(tǒng)采用螺旋形結(jié)構(gòu)，主體由無氧銅材料加工而成。為保證腔體性能，控制形變，原子能院回旋加速器技術(shù)研究中心技術(shù)人員，與廠家聯(lián)合攻關(guān)，解決了諸多加工工藝難題，成功研制了諧振腔系統(tǒng)。該腔體是我國首次自主研發(fā)適用于超導(dǎo)回旋加速器的無氧銅螺旋形4腔體組合，將有效提高超導(dǎo)回旋加速器的圈能量增益、提高加速器引出效率。
據(jù)了解，癌癥是全球性疾病的主要死亡原因，質(zhì)子治療適用于黑色素瘤、顱內(nèi)腫瘤、眼癌、前列腺癌、肺癌、肝癌等疾病的治療，具有顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。
從研究層面而言，質(zhì)子回旋加速器的研發(fā)非常具有實(shí)際意義。物理學(xué)家利用加速器解決了宇宙從何而來，能量如何產(chǎn)生等基礎(chǔ)物理問題。同時(shí)它在我們的生活中也有著廣泛的應(yīng)用，如在醫(yī)療方面，多數(shù)大中型醫(yī)院都利用它生產(chǎn)治療用同位素，以及中子測井，食物的消毒也會(huì)用到這項(xiàng)技術(shù)。
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