他们 在元素周期表上有个中国梦

西北角·中国甘肃(gānsù)网记者 程健 宋芳科 “近几年，我们一直致力于制造出第119号元素。”在元素周期表上，从93号元素到(dào)118号元素，几乎都是通过核(hé)物理方法(fāngfǎ)合成，而我国(wǒguó)在这一领域是空白。中国科学院近代物理研究所(zhōngguókēxuéyuànjìndàiwùlǐyánjiūsuǒ)超重核与核结构研究室副主任张志远说，“我们希望在元素周期表上留下‘中国造’的印记……” 6月5日，由中央网信办网络传播局指导，中国(zhōngguó)互联网发展基金会特别支持，甘肃省(shěng)委网信办、省教育厅、团省委联合主办，中国甘肃网承办(chéngbàn)，中国石油兰州(lánzhōu)石化公司、兰州大剧院协办的“青春华章·重走西北角”网络主题活动(huódòng)走进中国科学院近代物理研究所，探寻研究所扎根西部、建功西部的奋进故事。 砥砺奋进：科技自立自强(zìlìzìqiáng)的先锋力量 新中国成立初期，我国的核科学研究几乎一片空白。1956年，周恩来(zhōuēnlái)总理指示设立原子核科学研究基地，近代物理所(wùlǐsuǒ)的前身——中国科学院兰州物理研究室应运而生(yìngyùnérshēng)。 当时的兰州，条件极为艰苦，科研设施(shèshī)匮乏，科研人员短缺(duǎnquē)。就是在(zài)这样的情况下，著名核物理学家杨澄中带着二十多名科技人员，来到甘肃兰州，开启了中国物理学研究史的新篇章。 研究所以建成国际一流的重离子科学与技术、加速器驱动的先进核能技术研究基地为战略目标，开展原子核物理(wùlǐ)、原子分子(fènzǐ)物理、放射生物学(shēngwùxué)、核材料与工艺技术、乏燃料后处理技术、核技术相关材料科学、同位素研发、粒子加速器等研究并推动相关学科(xuékē)发展，是我国重离子科学与技术国家战略科技力量(lìliàng)。 从1.5米回旋加速器的建成，到如今成为(chéngwéi)国际一流的重离子科学与(yǔ)技术研究基地，近代物理研究所创造了诸多奇迹。 研究所副所长(fùsuǒzhǎng)、全国政协委员杨建成介绍，目前，研究所负责运行和建设兰州重离子加速器装置(zhuāngzhì)、强流重离子加速器装置和加速器驱动(qūdòng)嬗变研究装置等国家重大科技基础设施，以及320kV高电荷态(tài)综合研究平台、低能量强流高电荷态重离子研究装置等实验平台。 同时，研究所建有兰州重离子(zhònglízi)加速器国家实验室、重离子科学(kēxué)与技术重点实验室、甘肃省离子束医学研究重点实验室、甘肃省空间辐射(fúshè)生物学重点实验室、中国科学院离子加速器及质量检验检测工程(gōngchéng)实验室等研究平台。 基础前沿研究方面，先后合成了(le)铀最轻(zuìqīng)的同位素214U等40个新核素。首次测量了35个短寿命(shòumìng)原子核的质量，保持着直接测量核态寿命最短、同类技术精度最高的世界纪录。 关键核心技术自主可控(kěkòng)方面，原创提出解决核电可持续发展的(de)“中国思路”——加速器(jiāsùqì)驱动先进核能系统。突破强流离子加速器核心技术，使我国在高电荷态离子源和连续波质子超导直线(zhíxiàn)加速器领域处于国际领先。 科技(kējì)赋能生产力方面，转化了医用重离子加速器、辐照诱变育种、核孔膜等多项(xiàng)应用研究成果。至目前，各类科技成果获省部级以上科技奖励(jiǎnglì)近200项，其中国家科技奖励18项。 逐梦(zhúmèng)前沿：元素周期表上的中国梦 在浩瀚的科学世界(shìjiè)中，元素周期表是人类认识自然、探索未知的重要基石(jīshí)。而在中国科学院近代物理研究所，超重核与核结构研究室的科研人员正致力于在这张表格(biǎogé)上留下“中国造”的印记。 原子核是由质子和中子组成(zǔchéng)的(de)量子多体系统，不同数量的质子和中子构成了不同的核素。自然界中存在(cúnzài)约288种稳定核素，它们分布在核素图中狭长的稳定线附近。 然而(ránér)，当原子核(yuánzǐhé)远离稳定线时，其(qí)稳定性降低，会表现出α衰变、β衰变、自发裂变等衰变特性。理论预测可能存在约7000种核素，但目前仅有3300多种被实验合成并观测到。 因此，合成与研究新核素是原子核物理研究的前沿热点，对于探索原子核的存在(cúnzài)极限(jíxiàn)、揭示新物理现象、深化对物质结构的理解具有(jùyǒu)重大意义。 “首次合成新元素的国家或实验室对该元素有命名权。”张(zhāng)志远介绍，他所在的团队正开展超重元素研究，“我们的目标是合成119号(hào)或120号新元素。如若成功，这(zhè)不仅是科学的荣耀，更是国家科技实力的象征(xiàngzhēng)。” 尖端科技的竞争，是没有亚军的比赛，致力于创造(chuàngzào)出119号元素的国家(guójiā)或实验室，不止一个。 “在极端缺中子的锕系核区，新核素的产生(chǎnshēng)概率极低，约亿亿次的轰击(hōngjī)才能产生一个目标核素。”张志远说，新核素的寿命通常极短，可至毫秒乃至微秒量级，这对实验合成研究带来了巨大的挑战(tiǎozhàn)。 为(wèi)了率先“制造”出119号元素，研究所为他们提供(tígōng)了一套先进的直线加速器，使团队拥有更大的信心“制造”出新的元素。 实验中，他们利用(lìyòng)超重元素研究加速器装置提供的钙40束流轰击镥175靶，成功合成了新核素(hésù)镤210，并测量(cèliáng)了该核素的α衰变能量和半衰期。 这一成果发表在(zài)国际知名期刊《自然-通讯》上，标志着中国在超重元素合成领域迈出了坚实的一步(yībù)。 “尽管新核素的产生概率极低，但得益于中国超重元素研究加速器装置提供的高品质束流，我们(wǒmen)成功(chénggōng)观测到了目标核素。”张志远自豪地说，“在国际竞争激烈的超重元素合成领域，我们凭借着(píngjièzhe)坚定的信念和不懈的努力，正向着合成新元素(xīnyuánsù)的目标稳步迈进。” 创新引领：重离子技术守护人民(rénmín)健康 癌症是人类生命健康的(de)(de)最大威胁之一，除了手术和化疗，放疗已经成为癌症的主要治疗手段。 重离子束被认为是21世纪最理想的放疗射线，但医用重离子加速器研发是国际竞争热点，也是国家高端医疗器械核心(héxīn)竞争力体现(tǐxiàn)。 这一技术，长期被(bèi)发达国家垄断。 而我国癌症放疗治愈率和百万人口放疗设备数量远(yuǎn)低于发达国家(fādáguójiā)，发展先进(xiānjìn)的放疗技术，提高治愈率和生存率是亟待解决的重大民生问题。 也因此，研发具有自主知识产权的国产(guóchǎn)医用重离子加速器，对实现“健康中国2030”国家战略目标，提高(tígāo)人民(rénmín)群众健康水平具有重要意义。 “重离子治疗利用重离子射线的布拉格峰效应，能够对(duì)肿瘤细胞进行定点(dìngdiǎn)杀伤，同时(tóngshí)对周围组织的损伤非常小。”杨建成介绍，这一技术在治疗不宜手术、易复发、常规放疗抗拒的难治性肿瘤方面表现出色，为癌症患者带来了(le)新的希望。 “科研不仅要仰望星空，更要脚踏实地。”杨建成介绍，面对难题和挑战，近代物理所(wùlǐsuǒ)长期开展重离子治疗相关生物基础、技术研发(yánfā)工作，研发了我国具有自主知识产权(zhīshíchǎnquán)的医用重离子加速器，获得国家药监局颁发的首台国产装置医疗器械注册证，实现临床(línchuáng)并应用推广。 目前，国产医用重离子(zhònglízi)加速器已占据国内8成以上市场份额，全面打破了发达国家的技术(jìshù)垄断。 这一成果不仅提升了(le)我国肿瘤放疗水平，更在国际放疗领域树立了新(xīn)的标杆。 “我们的(de)新一代重离子治疗装置采用了一系列变革性(biàngéxìng)技术，解决了第一代装置在占地面积、造价成本和建造费用等方面(fāngmiàn)的问题。”杨建成(jiànchéng)说，国产医用重离子加速器已成功推广8台，装置销售合同额约50亿元，围绕该装置的产业链价值高达100亿元。 “未来，我们将继续研发占地更少、建设及维护成本更低的(de)重离子治疗(zhìliáo)装置，为更多的癌症患者提供更优质的治疗方案(fāngàn)。”杨建成如是说。