質(zhì)子刀，被形容為“治癌神器”“腫瘤殺手”。價格不再那么高不可攀、占地不再那么“興師動眾”的新一代質(zhì)子刀——激光質(zhì)子刀，距離由實驗室方案變?yōu)楝F(xiàn)實應(yīng)用又邁進(jìn)了關(guān)鍵一步。記者從中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強場激光物理國家重點實驗室獲悉，激光驅(qū)動的質(zhì)子刀研究取得重要進(jìn)展，在世界上處于前沿水平。
在徐至展院士、李儒新研究員的領(lǐng)導(dǎo)下，科研人員使用200400太瓦的超強超短激光脈沖，轟擊厚度僅40納米的薄膜靶，成功獲得極高品質(zhì)的準(zhǔn)單能質(zhì)子束，質(zhì)子能譜峰能量高達(dá)9兆電子伏特（MeV），峰值流強高達(dá)3×1012質(zhì)子/兆電子伏特/立體角（protons/MeV/sr）。專殺癌細(xì)胞的激光質(zhì)子刀所要求的三大條件——能量高、準(zhǔn)單能、流強大，它統(tǒng)統(tǒng)都做到了！
據(jù)介紹，基于傳統(tǒng)加速器的質(zhì)子刀腫瘤治療在國內(nèi)外都已取得很大進(jìn)展——如上海市質(zhì)子重離子醫(yī)院，臨床效果非常好，但是治療費用十分昂貴，普及起來難度很高。“激光驅(qū)動的質(zhì)子刀，加速梯度可以提高1000-10000倍，無疑有助于大大縮小加速器規(guī)模，大大減少治療費用。”
然而，如此“能干”的激光質(zhì)子刀，方案誕生已近20年，也取得了諸多理論和實驗進(jìn)展，但距離應(yīng)用始終“差了一口氣”。緣何如此困難重重？張輝解釋說，主要是因為腫瘤治療對質(zhì)子束的品質(zhì)要求非常嚴(yán)苛，這把“刀”既要“鋒利”（能量高），又得“純凈”（準(zhǔn)單能），還需“寬刃”（流強大）。此次獲得的9MeV質(zhì)子束，可殺死淺層腫瘤，也就是近皮膚的癌細(xì)胞。如需消滅人體深處的癌細(xì)胞，估計需要100 MeV量級的質(zhì)子束。“重要的是，我們開發(fā)了用激光器獲取高品質(zhì)質(zhì)子束的機(jī)制。”目前，上海超強超短激光實驗裝置（SULF）正在建設(shè)中。“待SULF明年建成投入使用后，利用SULF輸出的激光脈沖就可以獲得100 MeV量級的高品質(zhì)高能質(zhì)子束了。”
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