中大型科学装置在医学领域的应用

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2022年3月17日，超短超强激光实验装置项目开工仪式在郑州市举行。该实验装置将开展高功率超短脉冲激光器包含脉冲延展器、再生放大器、功率放大器与脉冲压缩器等四大模块研究开发。超强超短激光被认为是当前已知的最高光强光源，其发展将推动一系列基础学科及前沿交叉学科的研究。

上海正在研制的百拍瓦级超短超强激光装置是张江光子大科学装置集群的重要装置之一，其大尺寸脉冲压缩光栅国际领先，国际上至今没有报道过利用反射式曝光技术成功制作衍射光栅的先例。大口径离轴抛物面镜全频段误差一致收敛加工一直是业界的难点。上海光机所项目组团队经过1年多的努力攻关，发明了多项技术，完成了尺寸达1650mm×1120mm(对角线约2米)，重约900公斤，全频段误差达纳米精度的加工。
超强超短激光可以加速质子，形成“质子刀”，“质子刀“可以精准切除癌症细胞，不对人体正常细胞造成破坏。超强超短激光也可以加速电子，高速电子经波荡器后产生X射线，可以用来探测人体蛋白质结构，解决人类的健康问题。
另外，飞秒激光治疗近视已经给很多近视患者，飞秒激光也就是超强超短激光。

质子治疗癌症有效率达超95%，尤其是早期癌症，五年生存率高达80%。除了常规放疗适应证，还特别适合儿童肿瘤等的精准治疗。全球已建成质子治疗中心超过100家，近年来，中国越来越多的科研机构和医院投入到质子治疗研发、建设和运营之中，在建或拟建项目超过70个。
质子重离子治疗肿瘤目前国内有8家医院，其中大陆5家、台湾两家、香港1家：
　　1、淄博万杰肿瘤医院质子治疗中心
　　2、上海质子重离子医院
　　3、河北涿州一洲肿瘤医院质子中心
　　4、甘肃武威重离子医院
　　5、甘肃兰州质子重离子医院
　　6、台湾林口长庚医院质子重离子中心
　　7、台湾高雄长庚纪念医院质子重离子中心
　　8、香港养和医院质子治疗中心
2022年6月首台国产质子治疗装置，第一注册单元的固定束和180度治疗室在瑞金医院完成临床试验，总计47名患有头颈、胸部、腹部、盆腔和脊柱等全身不同部位实体肿瘤的受试者完成治疗。国产质子治疗装置的临床应用即将拉开帷幕。国产质子治疗装置是上海光源的“缩小版”，其核心技术同步加速器位列质子治疗装置的突破得益于上海光源。

中子治疗（BNCT）引起了广泛关注，利用中子与癌细胞当中的硼元素发生特异性俘获反应，可产生短射程的次级粒子，其直径与癌细胞一样，可实现定向爆破，从而达到抗癌目的。我国的中子治疗技术有望于2023年可用于临床。
中子治疗适应症包括头颈部癌症、脑肿瘤、乳腺癌、肝癌、恶性胸膜间皮瘤、黑色素瘤等癌症。
2021年12月，原子能院研制的国内首台用于BNCT（硼中子俘获）癌症治疗的紧凑型强回旋加速器，束流品质满足设计要求。
自2019年以来，中国已经完成两台加速器BNCT装备研制，其一是中科院高能所东莞分部研制的加速器BNCT实验装置（D-BNCT01）；其二是中硼医疗研制的中国首台医用加速器BNCT设备（NeuPexTM）。兰州大学规划在福建妈祖健康城落地BNCT医疗装置项目；中科院高能所东莞分部研制的医用加速器BNCT设备(D-BNCT02)将安装于东莞市人民医院。未来中国BNCT设施将超过10座。
美国TAE和中国的紧凑型 BNCT 中子源都是来源于俄罗斯 G. I. Budker 核物理研究所，俄罗斯不仅有核武器、核电站，其各种放射性同位素的生产、回旋加速器、辐射医疗数字平台等技术实力雄厚。

来源：https://www.toutiao.com/article/7110560511620022819
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