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    【南方日報】大科學裝置筑牢未來之基

    • 發布單位:黨委宣傳部(新聞中心)
    • 發布時間:2021-04-22
    • 字體大?。?span onclick="javascript:doZoom(22,14,14,16); adjustFontsize('zoomcon','larger')">大  

    十多年前,東莞率先在松山湖布局大科學裝置,埋下了源頭創新的種子,推動松山湖逐步構建起“源頭創新、技術創新、企業培育、成果轉化”全鏈條創新體系,并帶動了一系列重大科研創新成果在松山湖誕生。

    如今,巍峨山腳下,一個坐落于山林間的重大科技基礎設施集群呼之欲出,世界一流的大科學裝置成為松山湖科學城“四梁八柱”中無可替代的堅實支撐,不斷提升著科學城的創新能級。


    “國之重器”迎來產業化突破

    癌癥是人類健康的天敵。2020年8月,中國科學院高能物理研究所東莞分部宣布,成功研制出我國首臺自主研發加速器硼中子俘獲治療(BNCT)實驗裝置,為癌癥治療帶來了新的突破和可能。

    作為目前最先進的癌癥治療手段之一,BNCT可利用含硼藥物與癌細胞具有很強親和力的特性,實現對癌細胞的精準清除。這也是中國散裂中子源相關技術催生的首個產業化項目。

    中國散裂中子源是探測物質微觀結構和運動的大科學裝置,在材料科學、生命科學、物理、化學化工、新能源等諸多領域具有廣泛應用前景,被稱為“超級顯微鏡”。

    2006年,中國散裂中子源工程總指揮陳和生院士帶領中科院的專家結束考察,確定散裂中子源選址后,項目團隊便開始扎根東莞潛心鑄造這臺“國之重器”,并努力攻克一系列關鍵技術難題。最終,許多設備的研制達到國內外先進水平,設備國產化率達96%以上,有力促進我國相關領域技術的發展。

    2017年8月,中國散裂中子源首次打靶成功。這一年舉辦的一場國際顧問委員會年度會議上,外國專家對散裂中子源的建設速度表示感慨:“難以想象你們在短短一年時間里完成了如此大量的工作?!?/p>

    2018年8月,中國散裂中子源通過國家驗收并正式投入運行,標志著我國首臺、全球第四臺脈沖式散裂中子源誕生。2020年2月,裝置打靶束流功率達100kW,比原計劃提前一半達到設計指標。

    截至目前,中國散裂中子源已通過服務海內外用戶,完成課題超過450項,為材料科學、生命科學等領域突破關鍵技術提供先進科研平臺。

    發揮磁吸效應匯聚創新資源

    東莞市盛嘉精密科技有限公司是一家坐落于東莞大嶺山鎮的企業,擅長高精度、多元化、中小批量零件的精密加工,能有效滿足大科學裝置等高端設備的制造需求。

    基于前期與散裂中子源的溝通合作,2020年12月,盛嘉精密與“松湖之材”產業育成中心合作孵化中科精匠(廣東)科技有限公司(下稱“中科精匠”)。

    “希望通過服務大科學裝置,彰顯‘東莞制造’的實力,并提升自身的工業加工能力?!敝锌凭晨偨浝磬u建軍介紹,當前,公司已應用精密加工技術、工業過程控制技術,與散裂中子源開展合作,承擔了中子束線上衍射譜儀準直裝置的制造。

    “如今,松山湖不僅是大科學裝置的承載地,也逐步具備了支持大科學裝置制造的配套水平?!编u建軍表示。

    作為科研界的明星,散裂中子源不僅為周邊配套企業技術能力賦能,同時也為大批有志科學家提供了施展才華的舞臺。

    童欣是中國科學院高能物理研究所研究員,2018年回國以前一直在國外從事散裂中子源裝置相關科研工作,并時刻關注國內大科學裝置建設進展情況。

    當聽到中國散裂中子源首次打靶成功的消息時,他內心十分激動,下定決心要回國工作?!翱茖W沒有國界,但科學家有祖國。在祖國做科研,我心里更踏實,也更有動力?!彼f:“中國散裂中子源在哪,我就在哪?!?/p>

    大科學裝置既是粵港澳大灣區邁向高質量發展的重要支撐,同時也是加強粵港澳多城聯動、凝聚創新力量的重要平臺。

    當前,散裂中子源科學中心與東莞理工學院、香港城市大學、澳門大學共同建設的粵港澳中子散射科學技術聯合實驗室,成為廣東首批10家粵港澳聯合實驗室之一。

    截至目前,中國散裂中子源已完成5輪運行,注冊用戶超2000人,課題中來自粵港澳大灣區的約占1/4,香港、澳門用戶約占10%。

    “中國散裂中子源是非常稀缺的大科學裝置資源,很多科學研究機構,包括基礎研究和應用研究,都主動前來對接合作?!标惡蜕硎?,依托中國散裂中子源強大的磁吸效應,東莞將吸引更多高端資源匯聚。

    打造大裝置集聚核心區

    散裂中子源一期項目建成使用,性能不斷優化升級;同時,東莞正努力爭取一批國家級大科學裝置在松山湖落地建設……東莞在巍峨山北面埋下的創新種子,即將變為一片茂盛的創新森林。

    松山湖科學城中子源路盡頭,緊鄰散裂中子源園區,可看到南方光源研究測試平臺綜合樓主體已封頂,預計今年9月建成。未來,這一平臺將為南方先進光源的前期預研和工程建設提供關鍵支撐。

    同步輻射光源與散裂中子源同為觀測物質微觀結構的大科學裝置。二者相輔相成,互稱為“姐妹花”裝置,可為科學前沿研究提供最先進的研究手段?!昂芏嘤脩暨M行項目研究,都需要同時用到兩種研究手段,這也是為什么國外散裂中子源旁邊往往會建設一臺光源?!敝锌圃焊吣芩鶘|莞分部副主任王生介紹。

    邁向“十四五”,推動經濟社會高質量發展成為各地的共同課題,其中,提升科技創新能力擺在了最突出位置。面對國內外日益激烈的科技競爭環境,成都、重慶、武漢、杭州等多個城市都提出要積極申報成為綜合性國家科學中心。

    縱觀國內外科學中心建設,重大科技基礎設施是必不可少的入場券。散裂中子源等大科學裝置的布局建設,為東莞乃至大灣區擁抱國家科技戰略提供了絕佳的機遇。

    2020年7月,國家發改委、科技部批復,同意光明科學城—松山湖科學城片區為大灣區綜合性國家科學中心先行啟動區主體,從此,松山湖正式開啟由“園”到“城”的躍升蝶變之旅。

    在大科學裝置的“盛世”,松山湖科學城正構筑起“北湖南山、一核四區”的城市空間布局,其中“一核”即為大裝置集聚核心區。在巍峨山北麓及背山面湖地帶,依托中國散裂中子源,進一步集聚世界級大科學裝置、前沿科學交叉研究平臺、一流大學、一流科研院所、頭部科技企業研發中心,形成大科學裝置帶動的重大原始創新策源地。

    當前,隨著中國散裂中子源各項性能不斷優化升級,以及更多國家重大科技基礎設施在巍峨山下落地,松山湖科學城將匯聚更多創新合力,為大灣區綜合性國家科學中心先行啟動區建設不斷提供“活水源泉”。

    樣本

    散裂中子源相關技術

    造福癌癥患者

    我國自主知識產權BNCT實驗裝置

    在莞研制成功

    2020年8月,我國首臺具有完全自主知識產權的“加速器硼中子俘獲治療”(下稱BNCT)實驗裝置,在中科院高能物理研究所東莞分部研制成功,為我國醫用BNCT治療裝置整機國產化和產業化奠定了技術基礎,將為我國腫瘤治療帶來技術性革新。

    BNCT是目前國際最先進的癌癥治療手段之一。治療時,先給病人注射一種含硼的藥物,這種藥物與癌細胞有很強的親和力,會迅速聚集于癌細胞內,相當于給癌細胞做標記,而在其他組織內分布很少。隨后,給病人進行中子照射,時長在1小時內,整個治療過程一般只需照射一次。當照射的中子被癌細胞內的硼俘獲,會產生高殺傷力的α粒子和鋰離子,便可精準殺死癌細胞。

    “α粒子和鋰離子射程很短,只有一個細胞的長度,所以只殺死癌細胞,不損傷周圍細胞組織?!敝袊茖W院高能物理研究所東莞分部副主任梁天驕介紹。

    以往用于BNCT治療的強中子束流主要通過核反應堆產生,與基于核反應堆的BNCT裝置不同的是,加速器BNCT裝置作為射線裝置,可以在位于人員密集區域的醫院使用,未來可往市、縣一級拓展。

    2018年,高能物理研究所在廣東東莞建成我國首臺散裂中子源,在加速器和中子技術方面有得天獨厚的優勢。BNCT裝置是利用中國散裂中子源相關技術催生的首個產業化項目,對于示范帶動散裂中子源關聯產業發展具有重要意義。

    觀點

    通過工程的建設,形成一支高水平的科研、工程、技術和管理隊伍,這支隊伍將為粵港澳大灣區未來的大科學裝置建設提供基礎和保障。我想,這一點和裝置的建設是同等重要的。

    ——中科院院士、中國散裂中子源工程總指揮陳和生

    當前,松山湖科學城已建有中國散裂中子源這一大科學裝置,并且性能不斷升級;周邊正在籌劃建設更多大裝置以及重大科研平臺。這些裝置和平臺都是開展材料科學研究的重要工具,為材料實驗室建設提供了有力支撐條件。

    ——中科院院士、松山湖材料實驗室學術委員會主任趙忠賢

    過去粵港澳大灣區在大科學裝置布局方面相對落后,中國散裂中子源的建成和使用改變了這一情況。如今建設綜合性國家科學中心更是難得的機遇,但是要注意全面布局,在國家總體規劃之下,各地形成差異互補,各有側重。

    ——中科院院士柴之芳

    記者:張珊珊 陳啟亮

    原載于《南方日報》2021年4月22日AT06版

    原文鏈接

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