他们 在元素周期表上有个中国梦

西北角·中国甘肃网记者 程健(chéngjiàn) 宋芳科 “近几年，我们一(yī)直致力于制造出第119号(hào)元素。”在元素周期表上，从93号元素到118号元素，几乎都是通过核(hé)物理方法合成，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(yìnjì)……” 6月(yuè)5日，由中央网信(wǎngxìn)(wǎngxìn)办网络传播(chuánbō)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、团省委联合主办，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(zhǔtí)活动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(dǐlì)奋进：科技自立自强的先锋力量 新中国成立初期，我国的核科学研究几乎一片空白。1956年，周恩来总理(zǒnglǐ)指示设立原子核科学研究基地(jīdì)，近代物理所的前身(qiánshēn)——中国科学院兰州物理研究室应运而生。 当时的兰州，条件极为(jíwéi)艰苦，科研设施匮乏，科研人员短缺。就是在这样的情况下，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(kāiqǐ)了中国物理学研究(yánjiū)史的新篇章。 研究所以建成国际一流的重离子科学与技术(jìshù)、加速器驱动的先进核能技术研究基地(jīdì)为战略目标，开展原子核物理、原子分子物理、放射生物学、核材料与工艺技术(gōngyìjìshù)、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发展，是(shì)我国重离子科学与技术国家战略科技(kējì)力量。 从(cóng)1.5米回旋加速器的建成(jiànchéng)，到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诸多奇迹。 研究所(yánjiūsuǒ)副所长、全国政协委员杨建成介绍(jièshào)，目前，研究所负责运行和(hé)建设兰州重离子加速器装置、强流重离子加速器装置和加速器驱动嬗变研究装置等(děng)国家重大科技基础设施，以及320kV高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、重离子科学与技术重点(zhòngdiǎn)实验室、甘肃省离子束(lízishù)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质量检验检测(jiǎncè)工程实验室等研究平台。 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。首次测量(cèliáng)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，使我国在高电荷态离子源(líziyuán)和连续波(bō)质子(zhìzi)超导直线加速器领域处于国际领先。 科技赋能生产力方面(fāngmiàn)，转化了医用重离子加速器、辐照诱变育种、核孔膜等(děng)多项应用(yìngyòng)研究成果。至目前，各类科技成果获省部级以上科技奖励近200项，其中国家科技奖励18项。 逐梦前沿：元素周期表(zhōuqībiǎo)上的中国梦 在浩瀚的科学世界中，元素周期表是人类认识自然(zìrán)、探索未知的重要基石。而在中国(zhōngguó)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上留下“中国造”的印记。 原子核是由质子(zhìzi)和中子组成的量子多体系统，不同数量的质子和中子构成了不同的核素(hésù)。自然界中存在约288种稳定(wěndìng)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(yuánzǐhé)远离稳定线时，其稳定性降低，会表现出α衰变(shuāibiàn)、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(bìng)观测到。 因此，合成与研究新核素(hésù)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(jiēshì)新物理现象、深化对物质结构的理解(lǐjiě)具有重大意义。 “首次合成(héchéng)新元素(yuánsù)的(de)国家或实验室对该元素有命名权。”张志远介绍，他所在的团队正开展超重元素研究(yánjiū)，“我们的目标是合成119号或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(méiyǒu)亚军(yàjūn)的比赛，致力于创造出119号元素的国家或实验室，不止一个。 “在极端缺中子的锕系核区，新(xīn)核素的产生概率极低(jídī)，约(yuē)亿亿次的轰击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。 为了率先“制造”出119号元素，研究所为他们提供了一套(yītào)先进的(de)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，他们利用超重(chāozhòng)元素(yuánsù)研究加速器装置提供的钙40束流轰击镥175靶，成功合成了新核素镤210，并测量了该核素的α衰变能量(néngliàng)和半衰期。 这一成果发表在国际知名期刊《自然-通讯》上，标志(biāozhì)着中国在超重元素合成领域迈出了坚实(jiānshí)的一步。 “尽管新核素的产生概率(gàilǜ)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(bùxiè)的努力，正向着合成新元素的目标稳步迈进(wěnbùmàijìn)。” 创新(chuàngxīn)引领：重离子技术守护人民健康 癌症是人类(rénlèi)生命健康的最大威胁之一，除了手术和化疗，放疗已经成为癌症的主要治疗(zhìliáo)手段。 重离子束被认为(rènwéi)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(yīliáoqìxiè)核心竞争力体现。 这一技术，长期被(bèi)发达国家垄断。 而(ér)我国癌症放疗治愈率和百万人口放疗设备数量远低于发达国家，发展(fāzhǎn)先进的放疗技术，提高治愈率和生存率是亟待解决(jídàijiějué)的重大民生问题。 也因此，研发具有(jùyǒu)自主知识产权的国产医用重离子加速器，对实现“健康中国2030”国家战略目标，提高人民群众(qúnzhòng)健康水平(shuǐpíng)具有重要意义。 “重离子治疗(zhìliáo)利用重离子射线的(de)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。”杨建成介绍，这一(zhèyī)技术在治疗不宜手术、易复发、常规放疗抗拒的难治性(nánzhìxìng)肿瘤方面表现出色，为癌症患者带来了新的希望。 “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，近代物理所长期开展重离子(zhònglízi)治疗(zhìliáo)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(de)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，实现临床并应用(yìngyòng)推广。 目前，国产医用重离子加速器已占据国内(guónèi)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我国肿瘤放疗水平，更(gèng)在国际(guójì)放疗领域树立了新的标杆。 “我们的(de)新一代重离子治疗装置(zhuāngzhì)(zhuāngzhì)采用了一系列变革性技术，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(gèng)少、建设及维护成本更低的重离子治疗装置，为更多的癌症患者提供更优质(yōuzhì)的治疗方案。”杨建成如是说(rúshìshuō)。