與時間賽跑 中核集團超導質子回旋加速器開始進入高頻鍛鍊階段

2021-01-09 新浪財經

來源:中核集團

近日,中核集團「質子治療230MeV超導回旋加速器」在原子能院完成設備安裝和測試,開始進入現場安裝調試的第三個階段——高頻鍛鍊。這是質子治療回旋加速器項目進入現場安裝調試過程中的一個重要節點,標誌著加速器主工藝設備和配套設施安裝、測試完畢,工作正常,開始進入整機多系統的聯調。高頻鍛鍊階段的工作難度大、技術不確定性也大,但其高質量完成,將為第四個階段——最後的束流調試,打下重要的基礎。

2020年的春節,對於中核集團原子能院回旋加速器研究設計中心而言,是毫無喘息的繁忙時刻,而一場毫無預兆的疫情,更是給本就艱巨的項目增加了難度。一邊是分秒必爭的設備調試進度,另一邊是來勢兇猛的白色疫情,迴旋中心開啟了一場與時間的緊張賽跑。

這就像一場持久的接力賽,這群賽場上爭分奪秒的「運動員」不僅要保證速度,也要把每個環節做到極致。

質子治癌將成為人類徵服癌症的有效手段

國家癌症中心最新報告指出,惡性腫瘤已經成為嚴重威脅中國人群健康的主要公共衛生問題之一。在多種癌症治療手段中,核技術表現出不容忽視的治療功效。

核技術在醫學領域的應用已有100多年的歷史。早在上世紀初,著名科學家居裡夫人和貝克勒爾在放射學領域的研究成果就已奠定了核醫學的基礎。國際原子能機構自創立以來,就把核醫學列入原子能和平利用的重大領域之一。在多年發展中,核技術拯救了億萬人的生命,也極大促進了醫學的發展。當代最尖端且先進有效的癌症治療手段——質子、重離子治療技術,就是核技術在治癒癌症方面的應用,它可以精準打擊癌細胞,將成為人類徵服癌症的有效手段。

質子是構成原子核的微觀粒子之一。目前,全球已有近百個以質子、重離子技術為主的粒子治療中心,80%以上集中在美國、日本和歐洲。該資源的稀缺性,是我國放療費用昂貴的原因之一。核技術若要造福更多癌症患者,只有加緊國產化設備研製與應用。

超導回旋加速器與同能量常溫回旋加速器相比,技術性能高、運行成本低、市場競爭力強,代表著國際上最先進的癌症粒子治療裝備的發展方向。質子治療230MeV超導加速器的研製結合了國際上最新一代質子治療加速器方案,建成後將有效提升我國醫療領域設備水平,服務大眾健康。

230MeV超導回旋加速器屬於中核集團「龍騰2020」科技創新計劃,旨在發展具有自主智慧財產權的新一代放射治療設備,由原子能院自主創新、自行設計、具有完全自主智慧財產權。中核集團在2014年即開始布局癌症治療230MeV超導回旋加速器技術,力爭突破國外在這一重大醫療設備領域的壟斷地位,逐步實現我國惡性腫瘤、心腦血管疾病等重大疾病診斷和治療的設備國產化,力爭在國際高端醫療設備領域中佔有一席之地,帶動我國核醫療技術水平的跨越式發展。

與時間賽跑,感覺不到什麼是寒冷

2019年12月8日,加速器主體設備運抵廠房,進入加速器總體安裝和束流調試階段。自此以後,迴旋中心便一刻不敢放鬆,繃緊了搶工這根弦,建築施工、供電等通用工程設備安裝和主工藝設備調試等三大建設階段交叉進行。伴隨著工程現場管理難度的急劇上升,作業環境也十分嚴峻,由於當時廠房的暖氣尚未接通,在寒冬臘月裡,「常常忙活了一陣,手腳就已經僵硬沒了知覺」,更是有人戲稱,「已經不知道什麼叫冷了」。

功夫不負有心人。除了超導回旋加速器的主體設備以外,迴旋中心還按計劃完成了水冷系統、電氣系統、氣動系統等輔助系統的安裝,以及真空系統、控制系統初步調試、高頻腔性能測試,為後續主工藝系統聯合調試創造了條件。

隨著年後的疫情開始擴散,所有人的內心也逐漸變得沉重。但為了抓住一切可以利用的時間,從大年初五開始,迴旋中心就關鍵路徑上的重要節點,陸續組織高頻系統、超導低溫和真空系統等專業人員提前加班調試和值班。為了給所有加班人員做好個人防護,迴旋中心做好了嚴格的防疫措施,包括配備數量充足的口罩;辦公樓全面消毒,就連門把手、水龍頭等衛生死角也不放過。大家克服身心上的困難,自駕或騎車前來上班。

有時候在現場忙碌了一天,免不了搞得整個人灰頭土臉,而當時的工地還沒有通水。「也不知道是誰打來了乾淨的水,方便我們拾掇乾淨再回家。」在疫情還未完全過去的緊張時刻,這些小小的舉動總會令大家心頭一暖,記憶猶新。

立春過後,所有的好消息會紛至沓來

特殊時期,防疫工作是重中之重。為了避免交叉感染,迴旋中心將工作方式調整為「線上策劃、線上調度」,將到場人員數量降到最低,進入作業現場的人員聽從調度,儘量在空間和時間上錯開。

疫情阻隔了大家面對面的溝通,卻絲毫未影響影響線上的高效交流。為了力促關鍵節點工作有效推進,中核集團首席專家、原子能院迴旋中心主任張天爵根據現場調試進度、技術問題,及時策劃、調度,每天到場全程帶班。為了保證儀器設備調試成功,到場專業技術人員也都全力配合,再不起眼的小問題都會認真對待,「千萬不能因為自己拖別人後腿」。

經過20來天的奮戰,安裝、調試工作進展良好。高頻系統施工廠家無法進廠,我們自己改造線路、優化了加速電壓平衡迴路;水系統等各配套廠家無法進場,我們自己通過多種接入方式組合,實現水冷卻系統與高頻負載的熱循環。此外,嚴格開展真空系統撿漏工作,僅用了3天時間就實現了加速器內部真空度達到指標要求。2月13日正式開始高頻鍛鍊工作,有望在三月份完成高頻系統鍛鍊。

調試工作完成第二天,恰逢立春,相信伴隨著一場春雪的來到,所有的好消息也會紛至沓來。

原子能院迴旋中心供稿

責編:王宇翔

相關焦點

  • 中核集團超導質子回旋加速器開始進入高頻鍛鍊階段
    來源:證券時報網證券時報e公司訊,近日,中核集團「質子治療230MeV超導回旋加速器」在原子能院完成設備安裝和測試,開始進入現場安裝調試的第三個階段——高頻鍛鍊。這是質子治療回旋加速器項目進入現場安裝調試過程中的一個重要節點,標誌著加速器主工藝設備和配套設施安裝、測試完畢,工作正常,開始進入整機多系統的聯調。高頻鍛鍊階段的工作難度大、技術不確定性也大,但其高質量完成,將為第四個階段——最後的束流調試,打下重要基礎。
  • 我國自主研製「超導質子回旋加速器」打破國外技術壟斷局面
    整個質子治療裝置由加速器、能量選擇系統、束流輸運系統、1-2個旋轉治療頭、1-2個固定治療頭、控制系統、劑量測量與定標系統,以及治療與裝置資料庫、專用準直器與補償器加工中心、呼吸門開關控制等部分組成。還要配基建、水、電、氣通用設備及屏蔽與安全等配套裝置。日前,中核集團自主研製的230MeV超導回旋加速器實現重要裡程碑節點,完成內靶束流調試。
  • 我國自主研製超導質子回旋加速器實現內靶束流調試
    來源:中核集團4月29日,在中國原子能科學研究院230MeV超導質子回旋加速器研發廠房調束大廳內,顯示器上內靶束流值顯示為315.8納安,意味著中核集團自主研製的230MeV超導回旋加速器實現重要裡程碑節點,完成內靶束流調試。
  • 中核自主研發超導回旋加速器,質子治癌國產化取得重大進展
    中核自主研發超導回旋加速器,質子治癌國產化取得重大進展  230MeV超導回旋加速器主體設備。
  • 中核集團中國原子能科學研究院100MeV質子回旋加速器首次出束
    100 MeV質子回旋加速器首次調試出束,這標誌著原子能院承建的國家重點科技工程——HI-13串列加速器升級工程的關鍵實驗設施建成,也標誌該工程重大裡程碑節點的實現。  串列加速器升級工程建成後,將在已有串列加速器實驗室的基礎上,逐步形成一器多用、多器合用、多領域、多學科的科學研究平臺,將填補中國中能強流質子回旋加速器、高分辨同位素分離器和超導重離子直線加速器的空白,達到目前國際同類裝置的先進水平,使中國成為少數幾個擁有新一代放射性核束加速器的國家。
  • 我國首臺超導回旋加速器質子束能量達到231MeV 質子治療系統自主...
    (左) 和加速器大廳調試中的輻射劑量(右)    9月21日,我國自主研發的超導回旋加速器質子束能量首次達到231MeV,標誌著中國核工業集團有限公司自主研發質子治療系統實現重要裡程碑節點。    由原子能院自主創新、自行設計的230MeV超導回旋加速器旨在發展具有自主智慧財產權的新一代高劑量率、小型化精準放療設備,力爭突破國外在這一重大醫療裝備領域的壟斷地位,逐步實現我國惡性腫瘤、心腦血管疾病等重大疾病診斷和治療的回旋加速器設備國產化,在國際高端醫療設備領域中佔有一席之地,帶動我國精準放療技術水平的跨越式發展。
  • 我國100兆電子伏質子回旋加速器首次成功出束
    原標題:我國100兆電子伏質子回旋加速器首次成功出束   光明日報北京7月4日電(記者袁於飛)4日上午,隨著一道亮麗的藍色圓弧在外靶螢光屏上顯現,中核集團中國原子能科學研究院的回旋加速器實驗室裡一陣歡呼,在數十位專家和媒體記者的見證下,中國原子能科學研究院自主研發的
  • 國產最緊湊型超導迴旋質子加速器研製成功
    近日,由我國科學家自主研製的最緊湊型超導迴旋質子治療系統加速器順利引出200MeV的質子束流,實現高能量級超導回旋加速器技術的關鍵突破,標誌著國產最緊湊型超導迴旋質子加速器研製成功。合肥質子治療系統研發研發團隊依靠自主創新日夜攻關,研製成功該加速器,相比較國際上同類裝置,其超導磁體電流密度達到140A/mm2,是國內外同類裝置磁體水平的3倍;靜電電場達到170kV/cm國際最高應用水平;加速器實現3.0T最高場強;直徑縮小25%,僅2.2m,重量降低50%,總重不超過50t。
  • 中國科學家成功研製國產最緊湊型超導迴旋質子加速器
    中國科學家成功研製國產最緊湊型超導迴旋質子加速器 葉華龍 攝中新網合肥12月16日電 (吳蘭 葉華龍)由中國科學家自主研製的最緊湊型超導迴旋質子治療系統加速器近日順利引出200MeV的質子束流,實現高能量級超導回旋加速器技術的關鍵突破,標誌著國產最緊湊型超導迴旋質子加速器研製成功。
  • 世界最緊湊超導迴旋質子加速器在肥問世
    癌症是威脅人們健康的主要疾病之一相對傳統治療方式質子治療技術具有更好療效和更小副作用也是當今世界最先進的新型放射療法近日由中科院合肥物質科學研究院自主研製的世界最緊湊超導迴旋質子治療系統加速器是將質子束流加速到一定速度後引入人體,並將能量準確釋放到病變部位,以達到治療效果。
  • 我國自主研製超導回旋加速器達設計指標
    原標題:我國自主研製超導回旋加速器達設計指標記者從中國原子能科學研究院回旋加速器研究中心獲悉,日前(9月21日),該中心自主研製的超導回旋加速器質子束能量首次達到230MeV(兆電子伏特),達到預期設計指標,成為目前國內質子束能量最高的回旋加速器
  • 國產緊湊型超導迴旋質子加速器研製成功—新聞—科學網
    中科院合肥物質科學研究院近日發布消息,由我國科學家自主研製的緊湊型超導迴旋質子治療系統加速器順利引出200兆電子伏特的質子束流,實現高能量級超導回旋加速器技術的關鍵突破
  • 我國能量最高質子回旋加速器實現一器多用
    走近大科學工程科技日報記者 陳瑜直徑6.16米、重435噸,中核集團中國原子能科學研究院(以下簡稱原子能院)內,外人眼裡簡單的大「疙瘩」,卻是國際上最大的緊湊型強流質子回旋加速器、我國目前自主研製的能量最高的質子回旋加速器。
  • 國產最緊湊型超導迴旋質子加速器在合肥研製成功
    近日,由中科院合肥物質科學研究院自主研製的最緊湊型超導迴旋質子治療系統加速器順利引出200MeV質子束流,實現高能量級超導回旋加速器關鍵技術突破,標誌著國產最緊湊型超導迴旋質子加速器研製成功。相比較國際上同類裝置,該加速器超導磁體電流密度達到140A/mm2,是國內外同類裝置磁體水平的
  • 合肥國家科學中心成功研製緊湊型超導迴旋質子加速器
    合肥綜合性國家科學中心12月16日發布消息,該中心旗下的合肥離子醫學中心近期取得關鍵技術突破,他們研發的「合肥超導質子回旋加速器治療系統」順利引出200兆電子伏特的質子束流,標誌著國產緊湊型超導迴旋質子加速器研製成功。
  • 中國科學家成功研製國產最緊湊型超導迴旋質子加速器—新聞—科學網
    中新網合肥12月16日電 (吳蘭 葉華龍) 由中國科學家自主研製的最緊湊型超導迴旋質子治療系統加速器近日順利引出200MeV的質子束流,實現高能量級超導回旋加速器技術的關鍵突破
  • 合肥綜合性國家科學中心成功研製國產緊湊型超導迴旋質子加速器
    近日,合肥綜合性國家科學中心自主研製的緊湊型超導迴旋質子治療系統加速器順利引出200兆電子伏特的質子束流,實現高能量級超導回旋加速器技術關鍵突破,標誌著國產緊湊型超導迴旋質子加速器研製成功。  相比國際上同類裝置,該加速器超導磁體電流密度可達到每平方毫米140安培,是國內外同類裝置磁體水平的3倍;靜電電場達到每釐米170千伏的國際最高應用水平;加速器實現3.0特斯拉最高場強;直徑縮小25%,僅2.2米;重量降低50%,總重不超過50噸。這是目前世界上最近湊型的質子加速器,具有體積更小、重量更輕、精度更高、能量切換更快的顯著特點。
  • 我國自主研製質子治療裝備取得重大進展
    惡性腫瘤等重大疾病診斷和治療設備有望實現國產化本報北京9月23日電 記者袁於飛 從中核集團獲悉,我國230MeV超導回旋加速器質子束能量日前首次達到231MeV,這標誌著我國自主研製質子治療裝備邁出關鍵一步。
  • ...日前(9月21日),該中心自主研製的超導回旋加速器質子束能量首次...
    【我國自主研製超導回旋加速器達設計指標】從中國原子能科學研究院回旋加速器研究中心獲悉,日前(9月21日),該中心自主研製的超導回旋加速器質子束能量首次達到230MeV(兆電子伏特),達到預期設計指標,成為目前國內質子束能量最高的回旋加速器。專家介紹,我國已於2014年建成100MeV強流質子回旋加速器。
  • 中核研發新突破!質子治癌國產化取得重大進展(股)
    來源:金融界網站據悉,我國自主研發的超導回旋加速器,質子束能量首次達到231MeV。該設備由中核集團原子能院自主研發,突破國外在這一重大醫療裝備領域的壟斷地位,逐步實現我國惡性腫瘤、心腦血管疾病等重大疾病診斷和治療的回旋加速器設備國產化。