在惠州市惠東縣黃埠鎮(zhèn)，被譽(yù)為“國之重器”的兩個(gè)國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——強(qiáng)流重離子加速器（HIAF）和加速器驅(qū)動(dòng)嬗變研究裝置（CIADS）建設(shè)現(xiàn)場熱火朝天，按計(jì)劃將于2027年建成，成為我國在粒子與核領(lǐng)域、能源領(lǐng)域具有國際領(lǐng)先水平的大科學(xué)裝置。

       在“雙碳”戰(zhàn)略實(shí)施大背景下，當(dāng)前科學(xué)界對加速器驅(qū)動(dòng)的先進(jìn)核能系統(tǒng)研究形成了什么成果？對核廢料的處理有哪些更先進(jìn)的方案，這將對我國能源發(fā)展起到怎樣的作用？基于先進(jìn)加速器形成的核醫(yī)學(xué)裝備制造及藥物生產(chǎn)取得了哪些進(jìn)展，在臨床腫瘤診療的應(yīng)用中效果如何？兩大科學(xué)裝置在這些領(lǐng)域起到什么作用？

　　日前，中國科學(xué)院院士、核物理學(xué)家詹文龍?jiān)诨葜菸骱茖W(xué)講壇作“基于先進(jìn)加速器的核能與精準(zhǔn)放療展望”主題報(bào)告，對上述問題進(jìn)行了解答。詹文龍?jiān)菏恐赋?，兩大科學(xué)裝置是國際獨(dú)有的先進(jìn)科學(xué)裝置，這種獨(dú)有性是惠州在城市發(fā)展和競爭中的比較優(yōu)勢，建議惠州以東江實(shí)驗(yàn)室為基礎(chǔ)，建設(shè)有特點(diǎn)的研發(fā)平臺(tái)，研發(fā)高效、高性價(jià)比光伏電池及移動(dòng)儲(chǔ)能電池技術(shù)，為能源產(chǎn)業(yè)提供更多創(chuàng)新技術(shù)支撐。

　　ADANES是核能安全可靠發(fā)展的中國思路

　　我國正在實(shí)施“雙碳”戰(zhàn)略：力爭2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和?！耙獙?shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，核能是不可或缺能源。”詹文龍表示，數(shù)十年來，中國科學(xué)家一直向著可持續(xù)發(fā)展、更安全可靠的核能技術(shù)方向努力，著力提高核燃料的利用率和對核廢料的安全處理，而加速器驅(qū)動(dòng)先進(jìn)核能系統(tǒng)（ADANES）就是中國科學(xué)家們提出的核能系統(tǒng)新思路。

　　詹文龍系統(tǒng)介紹了ADANES關(guān)鍵核心技術(shù)、中國規(guī)劃的發(fā)展路線圖、ADANES多學(xué)科研發(fā)現(xiàn)狀等。他指出，ADANES主要由加速器驅(qū)動(dòng)的燃燒器（ADB）和加速器驅(qū)動(dòng)乏燃料再生（ADRUF）組成，設(shè)計(jì)思路是通過加速器嬗變技術(shù)驅(qū)動(dòng)的燃燒器，在燒掉毒性強(qiáng)的廢料同時(shí)增殖再生核燃料。

　　“這是一種完全燃料循環(huán)的新型核能系統(tǒng)，可以將燃料效率由當(dāng)前不到1%提高到超過95%，核廢料減少到原來的4%且衰變壽命小于500年，這不但使核燃料將供料成千上萬年，而且能把乏燃料‘吃干榨凈’?！闭参凝埍硎荆珹DANES已完成乏燃料再生流程、核功能材料等關(guān)鍵技術(shù)的突破，CiADS項(xiàng)目是ADANES第二階段的研發(fā)，將建成國際上第一臺(tái)兆瓦級加速器驅(qū)動(dòng)嬗變研究裝置。

　　按照技術(shù)進(jìn)展，到2030年，我國將完成基于CiADS的ADANES燃燒器經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和有效示范，爭取在“十五五”完成另一個(gè)大科學(xué)裝置“高密度能源燃料研究裝置”的立項(xiàng)，建設(shè)超強(qiáng)寬譜輻照設(shè)施及相關(guān)核材料研發(fā)平臺(tái)；到2035年后，完成ADANES集成優(yōu)化與工業(yè)應(yīng)用示范，為碳中和提供硬科技支撐，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

　　作為我國核能科研領(lǐng)域的“大佬”，詹文龍有一個(gè)夢想：在廣袤無人的西北沙漠戈壁灘上開發(fā)一批清潔能源的綠洲，在東部近海開發(fā)一批人工島，將太陽能、風(fēng)能與核能技術(shù)整合在一起，源源不斷地向千家萬戶輸出清潔無污染的電力能源。

　　核醫(yī)學(xué)裝置和藥物已在臨床取得顯著成效

　　目前我國腫瘤治療控制率約36%，比發(fā)達(dá)國家低了近一倍，而先進(jìn)的癌癥診斷和治療是降低死亡率的關(guān)鍵，但當(dāng)前我國大多數(shù)高端診療器械以及超90%的放療藥物依賴國外，是一個(gè)被“卡脖子”的領(lǐng)域。

　　“2020年9月，習(xí)近平總書記提出科技事業(yè)發(fā)展要堅(jiān)持‘四個(gè)面向’，包括面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康。2021年又提出要集中力量開展關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，加快突破一批藥品、醫(yī)療器械、醫(yī)用設(shè)備、疫苗等領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)。”詹文龍稱，習(xí)近平總書記的要求讓中科院利用大科學(xué)裝置發(fā)展先進(jìn)的醫(yī)用重離子加速器、生產(chǎn)同位素藥物等成為主責(zé)主業(yè)。

　　在惠州建設(shè)的兩個(gè)大科學(xué)裝置另一個(gè)應(yīng)用場景正是指向核醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)——用精準(zhǔn)放療進(jìn)行腫瘤治療。詹文龍表示，基于先進(jìn)加速器的精準(zhǔn)放療主要發(fā)展方向有兩個(gè)，一是用重離子束治療實(shí)體腫瘤（還沒有擴(kuò)散的癌癥），它具有精度高、彌散小、治療時(shí)間短的效果，也因此被視為21世紀(jì)最理想的放療射線；二是用靶向同位素治療彌散性腫瘤（如白血病、骨瘤、膠質(zhì)瘤等），具有劑量低、副作用小的特點(diǎn)。

　　目前全球重離子治療中心已建成運(yùn)營的有13家，中國有2家；在建的有10多家，中國有7家，在建數(shù)量全球第一，同時(shí)開展規(guī)劃及前期基建的有3家。

　　詹文龍介紹，HIAF項(xiàng)目提供的重離子脈沖流為國際最高，相關(guān)的技術(shù)或研發(fā)成果可把我國醫(yī)用重離子治療裝置升級到2.0版本，相當(dāng)于把一個(gè)科學(xué)儀器變成先進(jìn)制造裝備升級換代的強(qiáng)有力工具。他表示，2.0版的裝置已在惠州開始研制，它借助直線強(qiáng)流把治療時(shí)間由5分鐘縮短到1分鐘以內(nèi)，年治療能力從1200例提高到超過3000例，裝置占地面積由18畝大幅縮小至2畝，并能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能調(diào)控和診療。

　　詹文龍說，利用研制CiADS的技術(shù)和部分加速部件可以規(guī)模生產(chǎn)靶向α放藥同位素，“目前，國際上發(fā)射α粒子的放射性藥物供不應(yīng)求，急需研發(fā)量產(chǎn)新能力，CiADS項(xiàng)目具備超5000劑/天的α放藥量產(chǎn)能力，將大幅提升全球產(chǎn)能，減少我國對靶向放療藥物的進(jìn)口依賴?！?/p>

　　他介紹，精準(zhǔn)放療的核醫(yī)療手段已于2020年在武威重離子醫(yī)院投入臨床應(yīng)用，治療效果顯著，截至2023年3月累計(jì)治療病患700余例，包括骨瘤、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤等患者得到有效治療，大幅壓縮治療時(shí)間，并減輕患者痛苦，且已與保險(xiǎn)公司合作開發(fā)大病保險(xiǎn)，顯著減輕參險(xiǎn)患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

　　兩大科學(xué)裝置的獨(dú)有性是惠州在城市發(fā)展和競爭中的比較優(yōu)勢

　　詹文龍表示，在惠州，以能源領(lǐng)域的CiADS和粒子與核領(lǐng)域的HIAF兩項(xiàng)大科學(xué)裝置為核心，以先進(jìn)能源科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室（東江實(shí)驗(yàn)室）為配套，包括中科院、復(fù)旦大學(xué)在內(nèi)的超過29所高校、20家研究院所、中核、中廣核等為合作單位的中國核研究中心正在形成。

　　“惠州在建的兩大科學(xué)裝置是國際上獨(dú)有的先進(jìn)科學(xué)裝置?！闭参凝埍硎?，CiADS項(xiàng)目不但助力我國探索“燃料利用率最大化、放射性廢物最小化”的可持續(xù)利用核能之路，也將造就我國加速器驅(qū)動(dòng)嬗變科學(xué)研究中心，使之成為世界上加速器驅(qū)動(dòng)嬗變核廢料技術(shù)研發(fā)基地，還能推動(dòng)全國甚至全球核電池、儲(chǔ)能等方面進(jìn)一步發(fā)展；HIAF項(xiàng)目做出來后也將領(lǐng)先國際水平10至20年，形成強(qiáng)大的國際吸引力。

　　所謂近水樓臺(tái)先得月，詹文龍認(rèn)為，對惠州來說，兩大科學(xué)裝置的獨(dú)有性也是惠州在城市發(fā)展和競爭中的比較優(yōu)勢，如果跟項(xiàng)目結(jié)合得好將助力惠州發(fā)展含“科”量高、競爭力強(qiáng)、附加值高的產(chǎn)業(yè)，“目前有了先進(jìn)能源科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室（東江實(shí)驗(yàn)室）的支持，就是一個(gè)良好的開端?！?/p>

　　詹文龍建議，結(jié)合CiADS項(xiàng)目，惠州可以東江實(shí)驗(yàn)室為基礎(chǔ)，建設(shè)有特點(diǎn)的研發(fā)平臺(tái)，研發(fā)高效、高性價(jià)比光伏電池及移動(dòng)儲(chǔ)能電池技術(shù)，為能源產(chǎn)業(yè)提供更多創(chuàng)新技術(shù)支撐；支持高溫核能制氫技術(shù)的研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化，生產(chǎn)如石化氫原料等高附加值的化工能源等。

　　惠州還可以在高附加值的核醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)上大步前進(jìn)。詹文龍建議惠州加快2代重離子治癌首臺(tái)套設(shè)備研制，同時(shí)培育相關(guān)制造能力和制定相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃；加快推進(jìn)醫(yī)用同位素量產(chǎn)示范項(xiàng)目，同時(shí)培育相關(guān)精準(zhǔn)放藥產(chǎn)業(yè)?！斑@是一個(gè)供不應(yīng)求、市場前景廣闊的領(lǐng)域?！彼J(rèn)為，結(jié)合生態(tài)優(yōu)勢和大科學(xué)裝置優(yōu)勢，惠州有潛力發(fā)展為粵港澳大灣區(qū)及東南亞的治療與康養(yǎng)中心。

　　惠州日報(bào)記者馮麗均

　　●人物名片

　　詹文龍 核物理學(xué)家，中國科學(xué)院院士。曾任中國科學(xué)院近代物理研究所所長，蘭州重離子加速器國家實(shí)驗(yàn)室副主任，國際純粹與應(yīng)用物理學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAP）第28屆執(zhí)行委員會(huì)副主席，中國科學(xué)院副院長、黨組成員。現(xiàn)任全國人民代表大會(huì)社會(huì)建設(shè)委員會(huì)委員，中國物理學(xué)會(huì)監(jiān)事長，先進(jìn)能源科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室主任，“十二五”國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“加速器驅(qū)動(dòng)嬗變研究裝置（CiADS）”和“強(qiáng)流重離子加速器裝置（HIAF）”項(xiàng)目總指揮。在國內(nèi)外主要學(xué)術(shù)刊物和會(huì)議上發(fā)表論文160多篇。曾獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、中科院自然科學(xué)一等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)和科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

　　●知多點(diǎn)

　　中科院兩大科學(xué)裝置

　　加速器驅(qū)動(dòng)嬗變研究裝置（CiADS）與強(qiáng)流重離子加速器裝置（HIAF）是中科院在惠州建設(shè)的兩大科學(xué)裝置，被譽(yù)為“國之重器”，入列國家“十四五”規(guī)劃。其中，CiADS將成為國際上第一個(gè)兆瓦級ADS（加速器驅(qū)動(dòng)次臨界系統(tǒng)）研究裝置，建成后可為未來商用的加速器驅(qū)動(dòng)先進(jìn)核能系統(tǒng)（ADANES）探索和驗(yàn)證可行、優(yōu)化的技術(shù)路線。HIAF是前瞻引領(lǐng)型的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，建成后將提供國際上脈沖流強(qiáng)最高的重離子束流和精度最高的核質(zhì)量環(huán)形譜儀，將為我國核物理和核天體物理基礎(chǔ)研究創(chuàng)造國際一流的實(shí)驗(yàn)條件。