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 宋芳科(sòngfāngkē) “近几年，我们(wǒmen)一直致力于制造出第119号元素(yuánsù)(yuánsù)。”在(zài)元素周期表上，从93号元素到118号元素，几乎都是通过核物理方法合成，而我国在这一领域是空白。中国科学院近代物理研究所超重(chāozhòng)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，中国互联网发展(fāzhǎn)基金会特别支持(zhīchí)，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(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(fènjìn)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(nián)，周恩来总理指示设立原子核科学研究基地，近代物理所(wùlǐsuǒ)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(dài)着(zhe)二十多名科技人员，来到甘肃兰州，开启了(le)中国物理学研究史的新篇章。 研究(yánjiū)所以建成国际一流的重离子科学(kēxué)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、原子分子物理、放射(fàngshè)生物学、核材料与工艺技术、乏燃料后处理技术、核技术(héjìshù)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，是我国重离子科学与技术国家战略科技(kējì)力量。 从1.5米回旋加速器的建成，到如今成为国际一流的重离子(zhònglízi)科学与技术(jìshù)研究基地，近代物理研究所创造了诸多奇迹。 研究(yánjiū)所副所长、全国政协(quánguózhèngxié)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、强流重离子加速器装置和加速器驱动嬗变(shànbiàn)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加速器国家实验室(shíyànshì)、重离子科学与技术重点(zhòngdiǎn)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(zhōngguókēxuéyuàn)离子加速器及质量检验检测工程实验室等研究平台。 基础前沿研究方面，先后合成(héchéng)了铀最轻的同位素214U等40个新核素。首次(shǒucì)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方面(fāngmiàn)，原创提出解决(jiějué)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和连续波质子超导直线加速器领域处于国际领先(lǐngxiān)。 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(yòubiàn)育种、核孔膜等(děng)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200项，其中国家科技奖励18项。 逐梦前沿：元素(yuánsù)周期表上的中国梦 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，超重核与核结构研究室(yánjiūshì)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(zhōngzi)(zhōngzi)组成(zǔchéng)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。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(wěndìng)线时，其稳定性降低，会表现出α衰变、β衰变、自发(zìfā)裂变等衰变特性。理论预测可能存在约7000种核素，但目前(mùqián)仅有3300多种被实验合成并观测到。 因此，合成与研究(yánjiū)新(xīn)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(wùlǐxiànxiàng)、深化对物质结构的理解具有重大意义。 “首次合成新元素的国家或(huò)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(mùbiāo)是合成119号或120号新元素。如若成功，这不仅是科学(kēxué)的荣耀，更是国家科技实力的象征。” 尖端科技的竞争(jìngzhēng)，是没有(méiyǒu)亚军的比赛，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(de)锕系核区，新(xīn)核素的产生概率极低，约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(liàngjí)，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(yuánsù)，研究所(yánjiūsuǒ)为他们提供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，他们利用超重元素研究加速器装置(zhuāngzhì)提供的钙40束流轰击镥175靶，成功(chénggōng)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(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。 “尽管新核素(hésù)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领域(lǐngyù)，我们凭借着坚定(jiāndìng)的信念和不懈的努力，正向着合成新元素的目标稳步迈进。” 创新(chuàngxīn)引领：重离子技术守护人民健康 癌症是(shì)人类生命健康的最大威胁之一，除了手术和化疗，放疗(fàngliáo)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(yīyòng)重离子加速器研发是国际竞争热点，也(yě)是国家高端医疗器械核心竞争力体现。 这一(zhèyī)技术，长期被发达国家垄断。 而(ér)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亟待解决的重大民生问题(mínshēngwèntí)。 也因此，研发具有(jùyǒu)自主(zìzhǔ)知识产权(zhīshíchǎnquán)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(fēng)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，这一技术(jìshù)在治疗不宜手术、易复发、常规放疗(fàngliáo)抗拒的难治性肿瘤方面表现出色，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治疗相关(xiāngguān)生物基础、技术研发(yánfā)工作，研发了我国具有自主知识产权的医用重离子加速器，获得国家药监局颁发的首台国产(guóchǎn)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(yīyòng)重离子加速器已占据国内8成以上市场份额，全面打破了发达国家的(de)技术垄断。 这一(zhèyī)成果不仅(bùjǐn)提升了我国肿瘤放疗水平，更在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一系列变革性技术，解决(jiějué)了第一代(dìyídài)装置在占地面积(zhàndìmiànjī)、造价成本和(hé)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，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(chéngběn)更低的重离子治疗(zhìliáo)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。