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中核集团质子回旋加速器正式进入束流调试阶段

        发布时间:2019-12-16 09:06        编辑:北极电力网

12月8日,中核集团“质子治疗230MeV超导回旋加速器”顺利运抵调试厂房。该加速器移机进场是质子治疗项目的重要节点,标志着质子治疗230MeV超导回旋加速器已完成组装、测磁等工作,正式进入束流调试阶段,这是中核集团积极贯彻落实“健康中国”战略的重要举措。中核集团科技质量与信息化部、原子能院、中核二四、监理公司等相关方员工参加了进场仪式。

 

中核集团质子回旋加速器正式进入束流调试阶段

 

2019年国家癌症中心最新发布的统计数据显示,2015年我国癌症新增病例约392.9万人,死亡病例约233.8万人,均为世界第一,《“健康中国2030”规划纲要》把癌症纳入综合防控战略中需要防治的重大疾病之一,质子治疗230MeV超导加速器的研制结合了国际上最新一代质子治疗回旋加速器方案,建成后将有效提升我国医疗领域设备水平,服务大众健康。

 

超导回旋加速器与同能量常温回旋加速器相比,研制和运行成本低,在技术上具有创新性、市场竞争力强,代表着国际上最先进的癌症粒子治疗方向。

 

230MeV超导回旋加速器属于中核集团“龙腾2020”科技创新计划,旨在发展具有自主知识产权的新一代放射治疗设备,由原子能院自主创新、自行设计、具有完全自主知识产权。中核集团在2014年即开始布局癌症治疗230MeV超导回旋加速器技术,力争突破国外在这一重大医疗设备领域的垄断地位,逐步实现我国恶性肿瘤、心脑血管疾病等重大疾病诊断和治疗的设备国产化,力争在国际高端医疗设备领域中占有一席之地,带动我国核医疗技术水平的跨越式发展。

 

中核集团质子回旋加速器正式进入束流调试阶段

 

进场仪式上,原子能院表示,回旋加速器团队及参建单位要继续努力,攻坚克难,做好加速器集成和系统联调工作确保2020年机器出束,全面掌握230MeV超导回旋加速器技术,突破国外在这重大医疗设备领域的垄断地位,推动质子治疗设备国产化,带动我国核医疗技术水平的跨越式发展。

 

超导回旋加速器是目前国际上质子治疗的主流核心部件,而质子治疗被看作是未来最有发展前景的治癌手段之一,具有精准、安全、高效的特点。

 

与常规放疗相比,质子束射线在到达肿瘤病灶前,能量释放不多,当到达病灶的瞬间,才释放大量能量。这种被称为“布拉格峰”的能量释放,可实现三维高精度定位、副作用小,实现了对肿瘤的“立体定向爆破”,特别适合于不宜手术、重要器官及其周围、对常规放疗不敏感的癌症、以及儿童癌症疾病的治疗,能在杀死癌细胞的同时将对周围细胞的损伤降到最低。

 

目前,世界上质子治疗产业正呈现蓬勃发展之势,美、欧起步早、技术成熟,已走在全球质子治疗的前沿;我国起步较晚,有关技术发展滞后于发达国家。

 

中核集团考虑到原子能院长期的质子回旋加速器技术积累,2016年支持230MeV超导质子回旋加速器的自主研发;国家有关部委支持质子治疗后端设备的自主研发、基于超导回旋加速器和同步加速器的质子治疗项目,支持国内多个单位合作开展研发和系统集成,旨在提高我国癌症放疗技术水平,有效降低质子治疗中心建设和运维费用,惠及大众健康。

 

230MeV超导回旋加速器是中核集团“龙腾计划”支持项目。该加速器具有体积小、功耗低、束流强度高、引出束流为连续束等特点,更适合于快速调强扫描治疗。整机为自主研制,具有完全自主知识产权。原子能院已掌握的关键技术主要包括:国内首台中能超导质子回旋加速器的整机设计技术;超导质子回旋加速器专用的超导磁工艺技术;磁场强度3T以上的螺旋形强聚焦主磁铁系统研制技术;品质因子高达8000的螺旋形高频谐振腔体技术;强磁场下冷阴极潘宁离子源及中心区技术;高同步精度举升技术;强磁场小线圈精密测量技术;癌症治疗质子束流强度的快速调制技术等。

 

原子能院是我国的回旋加速器研发基地,从20世纪50年代、70年代建成的第一代和第二代回旋加速器为我国“两弹一星”做出卓越贡献,到90年代第三代回旋加速器为我国中、短寿命放射性同位素药物生产开创先河,再到2014年建成的100 MeV强流质子回旋加速器,原子能院一直在回旋加速器物理与工程技术领域进行细致深入的研究,持续保持旺盛的创新能力。

 

2014年,原子能院在国际上首次研制成功紧凑结构的100MeV强流回旋加速器(CYCIAE-100),该加速器直径6.16米,总重量为475吨,是我国自主创新、自行研制的能量最高的质子回旋加速器,获得了国际上紧凑型回旋加速器靶上最高束流功率并实现了最大的流强供束范围。它的建成,表明原子能院已突破国际上能量70MeV以上回旋加速器均采用分离扇或螺旋扇磁极的设计思路,掌握了直边扇强聚焦高精密磁工艺技术、大功率高品质因数高频技术、大抽速低温真空技术、强流离子源和高效率注入技术、中心区6D相空间匹配技术、强流多束团束流动力学核心算法等一批质子回旋加速器的关键技术。100MeV强流回旋加速器建成出束,成功入选2014年由两院院士投票评选的“中国十大科技进展新闻”。

 

100MeV强流质子回旋加速器已经用于空间电离辐射环境下电子元器件单粒子效应与抗辐射加固、空间质子探测器标定、星用CCD图像传感器、航空机载电子设备试验与评估、核数据测量等核技术应用研究,综合效益明显;对带动我国核数据测量、载人航天的空间辐射剂量效应、核天体物理、放射性核束物理、强流系列化先进回旋加速器发展、放射性医用同位素生产等重要领域具有广泛的应用价值;也带动了新药研发和癌症治疗加速器的发展,质子治疗超导回旋加速器项目被列为中核集团“十三五”重点任务。

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