他们 在元素周期表上有个中国梦

西北角·中国甘肃网(wǎng)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118号元素，几乎都是(shì)通过核物理方法(fāngfǎ)合成，而我国在这一领域(lǐngyù)是空白。中国科学院近代物理研究所超重核与核结构(jiégòu)研究室(yánjiūshì)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(rì)，由中央网信办网络传播局指导，中国互联网发展基金会特别支持，甘肃省委网信办、省教育厅(jiàoyùtīng)、团省委联合主办(zhǔbàn)，中国甘肃网承办，中国石油兰州石化公司、兰州大剧院协办的“青春华章·重走西北角”网络主题活动走进中国科学院近代物理研究所(yánjiūsuǒ)，探寻研究所扎根西部、建功西部的奋进(fènjìn)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(chūqī)，我国的核科学研究几乎一片空白(yípiànkòngbái)。1956年，周恩来总理指示(zhǐshì)设立原子核科学研究基地，近代物理所的前身——中国科学院兰州物理研究室应运而生。 当时的兰州(lánzhōu)，条件极为艰苦，科研设施匮乏，科研人员短缺。就是在这样(zhèyàng)的情况下，著名核物理学(wùlǐxué)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(guójì)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(wèi)战略目标，开展原子核物理(wùlǐ)、原子分子物理、放射生物学、核材料与工艺技术、乏燃料后处理技术、核技术相关(xiāngguān)材料科学、同位素研发、粒子加速器等研究并推动(tuīdòng)相关学科发展，是我国重离子科学与技术国家战略科技力量。 从1.5米回旋加速器的建成，到(dào)如今成为国际一流的重离子科学与技术研究基地，近代物理研究所创造了(le)诸多奇迹。 研究所副所长、全国政协(quánguózhèngxié)委员杨建成介绍，目前(mùqián)，研究所负责运行和建设兰州重离子(zhònglízi)加速器装置、强流重离子加速器装置和加速器驱动嬗变研究装置等国家重大科技基础设施，以及320kV高(gāo)电荷态综合研究平台、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(shíyànshì)、重离子科学与技术重点实验室、甘肃省离子束医学研究重点实验室、甘肃省空间辐射生物学重点实验室、中国科学院离子加速器及(jí)质量检验检测工程实验室等(děng)研究平台。 基础前沿研究方面，先后合成了铀最轻的同位素214U等40个(gè)新核素。首次(shǒucì)测量了35个短寿命原子核的质量，保持着直接测量核态寿命最短、同类技术精度(jīngdù)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“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(wǒguó)在高电荷态离子源和连续波质子超导直线加速器领域(lǐngyù)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近(jìn)200项，其中国家(guójiā)科技奖励18项。 逐梦前沿：元素周期表上(shàng)的中国梦 在浩瀚的科学世界中(zhōng)，元素周期表是人类认识自然、探索未知的重要基石。而在中国科学院近代物理研究所，超重核(hé)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(zhōng)子组成的量子多体系统，不同(bùtóng)数量的质子和中子构成了(le)不同的核素。自然界中存在约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，当原子核远离稳定线时，其稳定性降低，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(kěnéng)存在约(yuē)7000种核素，但目前仅有3300多种被实验合成(héchéng)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极限、揭示新物理现象、深化(shēnhuà)对物质结构(jiégòu)的理解具有(jùyǒu)重大意义。 “首次合成新元素(yuánsù)的国家或实验室对该元素有命名权(mìngmíngquán)。”张志远(zhìyuǎn)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，这不仅是科学的荣耀，更是国家科技实力的象征。” 尖端科技的竞争，是没有亚军的比赛(bǐsài)，致力于创造出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，新核素的产生概率极低，约亿亿次的轰击才能产生一个目标(mùbiāo)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(liàngjí)，这对实验合成研究带来(dàilái)了巨大的挑战。 为了率先“制造”出119号元素，研究所为他们提供了一套先进的(de)直线加速器，使团队拥有更大的信心(xìnxīn)“制造”出新的元素。 实验中，他们利用超重元素研究加速器装置提供的钙40束流轰击(hōngjī)镥(lǔ)175靶，成功合成了(le)新核素镤210，并测量了该核素的α衰变能量和半衰期。 这一(zhèyī)成果发表在国际(guójì)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。 “尽管新核素的(de)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，我们成功观测到了目标核素。”张志远(zhìyuǎn)自豪地说，“在国际竞争激烈的超重元素合成(héchéng)领域，我们凭借着坚定的信念和不懈的努力，正向(zhèngxiàng)着合成新元素的目标稳步迈进。” 创新引领：重离子技术守护人民(rénmín)健康 癌症(áizhèng)是人类生命健康的最大威胁之一，除了(chúle)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(shèxiàn)，但(dàn)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竞争力体现。 这一技术，长期被(bèi)发达国家垄断。 而我国癌症放疗(fàngliáo)治愈率和百万人口放疗设备数量远低于发达国家，发展先进的放疗技术，提高治愈率和生存率是(shì)亟待解决的重大民生问题(mínshēngwèntí)。 也因此，研发具有(jùyǒu)自主知识产权的国产医用重离子(zhònglízi)加速器，对实现(shíxiàn)“健康中国2030”国家战略目标，提高人民群众健康水平具有重要意义。 “重离子治疗利用(lìyòng)重离子射线的布拉格峰效应，能够对肿瘤细胞进行定点杀伤，同时对周围组织的损伤非常小(xiǎo)。”杨建成介绍，这一技术在治疗不宜手术(shǒushù)、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(huànzhě)带来了新的希望。 “科研不仅要仰望星空，更要脚踏实地(jiǎotàshídì)。”杨建成介绍，面对难题和挑战，近代物理所长期开展重离子治疗相关生物基础、技术研发工作，研发了我国具有自主知识产权的医用重离子加速器，获得(huòdé)国家药监局(guójiāyàojiānjú)颁发的首台国产装置医疗器械注册证，实现临床并应用推广(tuīguǎng)。 目前，国产医用重离子加速器(jiāsùqì)已占据国内8成以上市场份额，全面打破了发达国家的(de)技术垄断。 这一成果不仅提升了我国肿瘤放疗(fàngliáo)水平，更在(zài)国际放疗领域树立了新的标杆。 “我们的新一代重离子治疗装置采用了(le)一系列变革性技术(jìshù)，解决了第一代装置在占地面积、造价(zàojià)成本和建造费用等方面的问题。”杨建成说，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(yìyuán)，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(gèng)少、建设及(jí)维护成本更低的重离子治疗装置，为更多的癌症(áizhèng)患者提供更优质的治疗方案。”杨建成如是说。