廣東松山湖科學城，四百畝地下，一束質子正在以接近光速狂奔……

它本來的任務，是轟擊重金屬靶、產生中子，去探測微觀世界的結構。誰承想，這個“龐然大物”——我國首臺、世界第四臺脈沖型散裂中子源——有一天會“跨界”走進醫(yī)院，成為救治腫瘤患者的利器。

從國之重器到治病救人，這項大科學裝置推開了兩扇“希望之門”。

將國之重器里的技術“平移”到病房

第一扇“門”，名為硼中子俘獲治療（BNCT）。

時間回到2025年8月。東莞市人民醫(yī)院，一名飽受鼻咽腫瘤折磨的患者躺上治療床。

短短幾十分鐘后，折磨他許久的面部劇痛、嘴唇麻木，竟明顯緩解。

這場改變生命質量的治療，并非直接使用散裂中子源裝置，而是利用它的技術。

“我們很早就注意到BNCT這個新方向，并利用散裂中子源發(fā)展過程中積累的強流直線加速器靶技術，研發(fā)出了新裝置。”散裂中子源科學中心主任王生說。

BNCT的核心原理是二元靶向治療，即向患者注射靶向含硼藥物，讓藥物富集于腫瘤細胞，再用中子照射，使中子與硼原子核碰撞發(fā)生核反應釋放出阿爾法粒子，精準摧毀腫瘤。

其中，中子是關鍵。傳統(tǒng)上依賴反應堆獲取中子，但反應堆很難“走入”醫(yī)院。而散裂中子源團隊手里，恰好有一臺長達240米的強流直線加速器。

他們要做的，不是從零開始，而是把已經成熟的技術“壓縮、適配、落地”在一個緊湊型的小裝置上，產生高通量中子——這對技術團隊來說，專業(yè)正“對口”。

2025年3月21日，BNCT設備順利通過國家三類醫(yī)療器械注冊檢驗。眾多復發(fā)性、局部轉移的頭頸部腫瘤患者，迎來新的治療希望。

第一扇門，就這樣被“平移”到了病房。

▲中國散裂中子源（來源：中國科學院高能物理研究所）

“大海撈針”提取關鍵醫(yī)用同位素

但技術團隊想得更遠，他們要推開第二扇更“重”的門。

錒-225、鐳-223等醫(yī)用阿爾法同位素，在半衰期內能直接放出阿爾法粒子殺傷腫瘤細胞，被稱為“生物制導核彈”。長期以來，這些同位素的制備獲取在國際上都是難題，光靠原有的散裂中子源裝置，顯然不夠。

如何把這項技術進一步轉化出更強大的成果？團隊面臨兩道坎。

第一道坎：怎么讓質子“走岔路”？

這次，質子成為關鍵。負責提供質子束的加速器是散裂中子源的基礎，分為直線形和環(huán)形。在散裂中子源中，負氫束流先被注入直線加速器，經過剝離膜失去電子成為質子后，進入環(huán)形加速器進一步加速。

阿爾法同位素的獲取路徑是，用高能強流直線加速器運行時額外剝離的高功率質子束流，輻照疊層金屬釷靶。也就是說，要在質子進入環(huán)形加速器之前，額外開辟一條“岔路”，引出質子束流。

這條“岔路”極難走。被剝離電子后帶正電的質子，與原始帶負電的負氫束流，間隔只有20毫秒，分離這兩種束流難度極高。

反復討論中，一個靈感浮現(xiàn)出來：能不能讓原先固定不動的剝離膜“動”起來？

經過不斷嘗試，想法變成了設計——旋轉剝離膜。將剝離膜附在有孔洞的旋轉片上，需要獲取阿爾法同位素時，讓負氫粒子束流碰到剝離膜，成為質子束流自動分離；進行常規(guī)作業(yè)時，則讓束流穿過旋轉片上的孔洞，進入環(huán)形加速器。

以一個“閘門”控制兩種束流的走向——就這樣，技術轉化中的第一道坎被跨了過去。

第二道坎：怎么實現(xiàn)“大海撈針”？

釷靶被質子擊打后，會釋放大量粒子，形成復雜的粒子“湯”。

而目標只聚焦于三種關鍵醫(yī)用阿爾法同位素——錒-225、鐳-223、鉛-212/鉍-212，且純度要求極高。

“我們去取一種同位素的時候，它的質量大概只占百萬分之一甚至更少。”王生打了個比方，“就像大海撈針，而我們希望撈完這根‘針’，別的‘針’也能撈出來，即三種同位素同時分離。”

結合自身在分離工藝上的經驗，兩年時間內，團隊自主開發(fā)出聯(lián)合分離純化工藝，在國際上首次單批次毫居里級同時提取錒-225、鐳-223、鉛-212/鉍-212醫(yī)用阿爾法同位素，提取物放射性核純度達99%以上，滿足放藥研發(fā)標準。

至此，“闖關”還未結束，接下來是實現(xiàn)量產。

“預計量產以后，同位素本身的價格會大幅降低，讓它能被用得上、用得起、用得好。”對此，王生滿懷期待。

從地下四百畝的加速器到腫瘤患者的治療床，從基礎研究的國之重器到普惠可及的醫(yī)藥產品——這場跨界，第一扇門已經打開，第二扇門正在推開……

顯然，王生那句“讓它能被用得上、用得起、用得好”，才是這一國之重器“跨界”之旅最重的分量！

來源：光明日報（2026-04-14 第08版）

責任編輯：潘鵬