廣東松山湖科學(xué)城，四百畝地下，一束質(zhì)子正在以接近光速狂奔……

它本來的任務(wù)，是轟擊重金屬靶、產(chǎn)生中子，去探測微觀世界的結(jié)構(gòu)。誰承想，這個(gè)“龐然大物”——我國首臺(tái)、世界第四臺(tái)脈沖型散裂中子源——有一天會(huì)“跨界”走進(jìn)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(xiàng)大科學(xué)裝置推開了兩扇“希望之門”。

將國之重器里的技術(shù)“平移”到病房

第一扇“門”，名為硼中子俘獲治療（BNCT）。

時(shí)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(zhì)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(shù)。

“我們很早就注意到BNCT這個(gè)新方向，并利用散裂中子源發(fā)展過程中積累的強(qiáng)流直線加速器靶技術(shù)，研發(fā)出了新裝置?！鄙⒘阎凶釉纯茖W(xué)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(xì)胞，再用中子照射，使中子與硼原子核碰撞發(fā)生核反應(yīng)釋放出阿爾法粒子，精準(zhǔn)摧毀腫瘤。

其中，中子是關(guān)鍵。傳統(tǒng)上依賴反應(yīng)堆獲取中子，但反應(yīng)堆很難“走入”醫(yī)院。而散裂中子源團(tuán)隊(duì)手里，恰好有一臺(tái)長達(dá)240米的強(qiáng)流直線加速器。

他們要做的，不是從零開始，而是把已經(jīng)成熟的技術(shù)“壓縮、適配、落地”在一個(gè)緊湊型的小裝置上，產(chǎn)生高通量中子——這對(duì)技術(shù)團(tuán)隊(duì)來說，專業(yè)正“對(duì)口”。

2025年3月21日，BNCT設(shè)備順利通過國家三類醫(yī)療器械注冊檢驗(yàn)。眾多復(fù)發(fā)性、局部轉(zhuǎn)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(xué)院高能物理研究所）

“大海撈針”提取關(guān)鍵醫(yī)用同位素

但技術(shù)團(tuán)隊(duì)想得更遠(yuǎn)，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(nèi)能直接放出阿爾法粒子殺傷腫瘤細(xì)胞，被稱為“生物制導(dǎo)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(xiàng)技術(shù)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化出更強(qiáng)大的成果？團(tuán)隊(duì)面臨兩道坎。

第一道坎：怎么讓質(zhì)子“走岔路”？

這次，質(zhì)子成為關(guān)鍵。負(fù)責(zé)提供質(zhì)子束的加速器是散裂中子源的基礎(chǔ)，分為直線形和環(huán)形。在散裂中子源中，負(fù)氫束流先被注入直線加速器，經(jīng)過剝離膜失去電子成為質(zhì)子后，進(jìn)入環(huán)形加速器進(jìn)一步加速。

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

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

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

經(jīng)過不斷嘗試，想法變成了設(shè)計(jì)——旋轉(zhuǎn)剝離膜。將剝離膜附在有孔洞的旋轉(zhuǎn)片上，需要獲取阿爾法同位素時(shí)，讓負(fù)氫粒子束流碰到剝離膜，成為質(zhì)子束流自動(dòng)分離；進(jìn)行常規(guī)作業(yè)時(shí)，則讓束流穿過旋轉(zhuǎn)片上的孔洞，進(jìn)入環(huán)形加速器。

以一個(gè)“閘門”控制兩種束流的走向——就這樣，技術(shù)轉(zhuǎn)化中的第一道坎被跨了過去。

第二道坎：怎么實(shí)現(xiàn)“大海撈針”？

釷靶被質(zhì)子擊打后，會(huì)釋放大量粒子，形成復(fù)雜的粒子“湯”。

而目標(biāo)只聚焦于三種關(guān)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?nèi)ト∫环N同位素的時(shí)候，它的質(zhì)量大概只占百萬分之一甚至更少?！蓖跎蛄藗€(gè)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(shí)分離。”

結(jié)合自身在分離工藝上的經(jīng)驗(yàn)，兩年時(shí)間內(nèi)，團(tuán)隊(duì)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(jí)同時(shí)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(dá)99%以上，滿足放藥研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)。

至此，“闖關(guān)”還未結(jié)束，接下來是實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

“預(yù)計(jì)量產(chǎn)以后，同位素本身的價(jià)格會(huì)大幅降低，讓它能被用得上、用得起、用得好?！睂?duì)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(chǔ)研究的國之重器到普惠可及的醫(yī)藥產(chǎn)品——這場跨界，第一扇門已經(jīng)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(bào)（2026-04-14 第08版）

責(zé)任編輯：潘鵬