《非诚勿扰2》中孙红雷扮演的李香山，因脚上的“癌中之王”黑色素瘤选择自杀。如果编剧知晓重离子治癌的功效，电影的结局可能重写。

因此，对老百姓来说，重离子治疗癌症技术意义重大。“对肺癌、肝癌乃至医学界最头疼的黑色素瘤，重离子治疗的局部控制率在80％以上。今年内，甘肃武威的重离子肿瘤治疗中心将投入使用。”中国科学院近代物理研究所（简称中科院近物所）所长肖国青说，10年间，兰州重离子加速器对213例肿瘤患者进行临床试验研究，使我国成为继美国、德国和日本之后世界上第四个掌握重离子治癌技术的国家。预计一位患者治疗费用在20万元以内。

由于在合成新核素领域中取得重大进展，国际原子核的质量评估发布权从法国核谱质谱中心转移至兰州重离子加速器国家实验室。2013年起，国际原子质量评估工作由中科院近物所承担，终结了国际原子质量评估工作多年来为法国核谱质谱中心“垄断”的历史，原子核质量由中国说的算。

如同兰州的黄河和牛肉面，重离子加速器已成甘肃的名片。从新核素合成、核物理等前沿科学攻关，到治疗癌症、诱变育种让“绿叶变红花”等产业化发展，重离子加速器的各种终端应用可谓“顶天立地”。

三代大科学装置让“巨龙”腾飞

身处闹市之中，略显陈旧的白色大建筑群散发出沉稳而淡然的气息，科学界声名显赫的重离子加速器便藏身其中。

兰州重离子加速器国家实验室

如果将重离子加速器比作一条巨龙，电子回旋共振离子源是龙头，1.7米扇聚焦回旋加速器、大型分离扇回旋加速器、新建的冷却储存环主环和实验环、放射性束流线共同组成了绵延的龙身，各种实验终端应用是灵活的龙尾。

这些大块头既有“智慧”也有故事。

“重离子加速器选址兰州，不仅是因为地处西北腹地比较安全，也为了给氢弹研制提供实验数据。” 中科院近物所成果转化与产业处项目主管梁伟说，在周恩来总理“应在兰州设一原子核科学研究点”的指示下，1957年，中科院近物所创始人杨澄中带领首批科研人员从北京中关村西迁兰州，担负起建造重离子加速器的重任。

作为“一五”期间前苏联援建我国的156个重大项目之一，肖国青说，1.5米经典回旋加速器建设经历了三年自然灾害以及前苏联政府毁合同、撤专家的困境。没有计算机，就用手画图纸；没有经验，就一遍遍做试验。正是老一辈科学家的自力更生、倾力合作，回旋加速器才于1964年正式运行。

“1.7米的回旋加速器是在‘一五’基础上建立，分离扇重离子加速器则是‘七五’的成果。”梁伟说，兰州重离子加速器每个阶段的建设成果，都依据国家重大需求而定。

1988年，中科院近物所建成了我国第一台大型重离子研究装置——兰州重离子加速器，主要技术参数达到或超越设计指标，跻身上世纪80年代同类加速器的国际先进水平，并于1992年获国家科技进步奖一等奖。

科研总是追着时代的脚步往前奔。进入“九五”，兰州重离子加速器迎来新任务：为满足我国深入开展重离子物理研究的需要，扩建多用途重离子冷却储存环。“自主设计建造、规模最大、能量最高、可加速全离子，蜿蜒160多米的重离子加速器冷却储存环，与德国的重离子冷却储存环同属世界级的大型核物理实验装置。”肖国青说。

半个世纪以来我国三代大科学装置研究成果，让这一巨龙在国际科学界声名鹊起。

重离子加速器很“全能”

“我们习惯叫兰州重离子加速器，其实，它是国际上为数不多的几台全离子加速器。”肖国青说，其加速的离子涵盖了元素周期表中的92种元素，实现了从原子质量最轻的“氢”到最重的“铀”的“全离子加速”，而且自然界不存在的、新合成的离子也能加速。

那么，重离子是怎么被加速的？带着满脑子的术语，记者在1∶50的重离子加速器模型前有了初步认识：它就像一列车厢颜色各异的火车，盘踞在复杂的回旋轨道上，重离子束就循着这样的轨道，穿梭于密闭的“车厢”间，一次次被加速。

走进重离子加速器实验大楼地下，记者对巨龙的龙身——加速系统和传输系统有了直观了解。在设备和管道间穿行，一个个硕大的黄色、蓝色巨块被管道所连接，周围是各种线圈和监测设备。

眼前重达30吨的蓝色巨块是二级磁铁，它的作用是让直线快速穿行的离子“拐弯”。离子通过偏转磁铁而改变运动方向，比如偏转22.5度，让16台这种磁铁沿同一方向偏转，就能使这些离子偏转360度，这意味着可以回过头来一而再、再而三的不断轰击目标。

重离子经过加速后产生的能量有多少？“如果重离子达到每核子400兆电子伏特，就可以达到30厘米的穿透力，能治疗人体深层的肿瘤。”梁伟告诉记者，而该加速器产生的重离子已达每核子1000兆电子伏特，穿透力在1米以上。

“从1.7米的回旋加速器到重离子冷却储存环，我国重离子运行的速度从最初的1％光速加速至约90％的光速，跻身国际先进行列。”肖国青以重离子加速器冷却储存环为例说，它能让上亿个重离子同步运行，自主研制率逾90％，各种元器件八成是甘肃造，在电子冷却技术、高频技术、超高真空技术等方面收获颇丰。

值得关注的是，重离子加速器冷却储存环在高精度测量短寿命核素领域取得重大突破，在世界上率先达到10-7量级的相对测量精度，使我国重离子加速器技术水平及重离子物理实验研究能力闯入世界列。

“10-7量级的精度，相当于在一架空客A380上可分辨出一个U盘的质量。”肖国青说，“接下来的目标，是让重离子运行得更稳定。”

国家实验室内部（资料图）

原子核数据中国说了算

就在今年春节假期，兰州重离子加速器完成了新核素合成和研究的一项实验工作。至此，兰州重离子研究装置已合成鉴别20多种新核素，占百年来人工合成新核素总数的1％。

核素是指具有一定数目质子和中子的一种原子核。科学家把各种不同的原子核统称为核素，新原子核的合成和研究，将进一步丰富和深化人类对原子核内部结构和运动规律的认识，推动与之相关的核物理和核天体物理的发展。

核理论家们预言核素约有8000多个，目前自然界存在的稳定的原子核只有280多种，科学家们利用加速器人工合成3000多种不稳定的放射性核素。

要知道核桃的内部结构，就必须砸开核桃才能知晓，这也是进行原子核试验的原理。“用能量较高的粒子（即弹核）来轰击原子核（即靶核），使靶核变成另外一种原子核。而这个如同‘打靶’一样的过程，就被称为‘核反应’”。肖国青说,利用重离子加速器取得一系列基础科学成果，比如合成研究20多种新核素并研究其衰变性质，首次测量21种短寿命原子核质量。

由于在合成新核素领域中取得重大进展，国际原子核的质量评估发布权从法国核谱质谱中心转移至兰州重离子加速器国家实验室。2013年起，国际原子质量评估工作由中科院近物所承担，终结了国际原子质量评估工作多年来为法国核谱质谱中心“垄断”的历史。