让大科学装置从"国之重器"走近百姓生活丨科学讲坛——陈和生

一台大科学装置，何以成为破解电池安全、高铁车轮寿命难题的钥匙，又如何“跨界”走进医院，为癌症患者打开一扇希望之窗？

近日，中央广播电视总台CCTV-4人物纪实节目《时代追梦人》第九期正式播出。摄制组走进位于东莞松山湖科学城的中国散裂中子源，记录下中国科学院院士、粒子物理学家陈和生深耕高能物理领域、推动大科学装置自主创新、不懈追梦的历程，听他讲述中国散裂中子源从无到有、大科学装置从“大国重器”走进百姓生活的追梦故事。

视频来源：中国科学院高能物理研究所视频号

雨后的松山湖风景优美，空气清新。镜头前，80岁的陈和生步伐稳健。如今他已退休，主要为年轻科研人员提供参谋与协调支持，但谈起中国散裂中子源，他的眼中依然闪烁着光芒。

从零起步：二十年铸就“大国重器”

访谈中，摄制组走进散裂中子源靶站大厅，这里正是中子产生的核心区域。加速器将质子加速后打向金属钨靶，如同“子弹打西瓜”一般，撞击产生大量中子，再引出用于各类实验。中子不带电、穿透能力极强，可以穿透普通手段无法观测的物体，成为探测物质微观结构的利器。

“如果咱们中国没有自己的散裂中子源，对科技发展会带来什么样的影响？”面对这个问题，陈和生的回答掷地有声：“大量国家发展当中的瓶颈问题，需要用中子散射来解决。很多研究是不能够拿到国外去的。”

早在1999年，时任中国科学院高能物理所所长的陈和生受中国科学院委托，编写中国高能物理和先进加速器发展战略。彼时，他就敏锐地提出，中国的加速器不能仅仅服务于高能物理，还要为材料科学、化学、生命科学、资源环境等多领域提供研究平台。航空发动机叶片寿命检测、万米载人深潜器的材料性能检测、高铁车轮安全使用标准的制定——这些国家重大需求，都需要中子散射来提供解决方案。

彼时，国际上已有三台散裂中子源，分别位于英国、美国、日本。中国要建的是中国首台、世界第四台脉冲型散裂中子源。

在参观英国散裂中子源期间，英国散裂中子源的所长曾提醒陈和生：“世界上这些散裂中子源开始打靶以后，都是十天半个月不知道束流跑哪去了，你们要有思想准备。”面对这番好意的提醒，陈和生内心并非没有波澜，但他和团队凭着一流的设计、高质量的设备加工和严格的安装调试，在首次打靶时就得到了完全符合理论预期的束流。对于一支从未做过强流质子加速器的年轻队伍而言，这殊为不易。

2017年8月28日，中国散裂中子源首次打靶成功，获得中子束流。打靶成功当晚，加速器团队的几位年轻人外出吃饭庆祝，恰巧电视上正在播出《新闻联播》关于首次打靶成功的报道。隔壁桌的陌生人认出了他们，悄悄为他们结了账，餐厅老板还对他们说：“国家需要你们这种人才”。这个温暖的故事，成为陈和生和团队心中老百姓对科研工作者期待与肯定的最好注脚。

从1999年提出设想到2018年正式投入使用，历时近20年。在吸收国际经验的基础上，陈和生带领团队大胆创新设计：一期工程实现90%以上国产化，造价仅为国外同性能装置的三分之一；二期工程预计国产化率将达到98%以上，关键核心技术实现自主可控，从源头上避免被“卡脖子”。

从实验室到病床：

硼中子俘获治疗点亮生命之光

访谈中最令人振奋的，是散裂中子源在癌症治疗领域取得的突破。依托散裂中子源技术研发的硼中子俘获治疗（BNCT），Ⅰ期临床试验已取得阶段性成果。首例头颈部鼻咽癌患者于2025年8月接受治疗，2026年4月复查显示肿瘤影像学完全消失，患者已回归正常的工作和生活。截止2026年4月，Ⅰ期临床试验已治疗18例患者。Ⅱ期临床试验即将开展，预计2027年完成临床试验并投入应用。

陈和生详细解释了治疗原理：硼药精准吸附在癌细胞上，中子照射后即可杀死癌细胞，而正常组织几乎不吸附硼药，实现了细胞级的精准治疗。相比质子放疗和重离子放疗需要治疗十几次到二十几次，硼中子俘获治疗仅需一次，且造价更低。

这项技术起源于上世纪60年代，早期依赖反应堆，无法放置在医院。直到本世纪初加速器技术发展后，可医院部署的BNCT装置才成为可能。我国实现了完全自主知识产权，设备造价和患者治疗费用大幅降低。

谈及为何坚持自主研发，陈和生的语气中带着一份深沉的责任感。他坦言，过去PET（正电子发射断层显像）设备市场被国外企业垄断，价格高昂。“我在高能所做了13年多的所长，遗憾的事情就是对核医疗、核医学成像，我们过去贡献得不够。”这一次，他希望打破垄断，推动普惠医疗。“能够把老百姓家里老人的癌症治好，这是老百姓最关心的。我们能够在这个领域应用，我觉得是非常好的一件事情。”陈和生说。

“中国的科学技术要靠我们自己发展起来”

出生于中医家庭的陈和生，中学时代读到爱因斯坦的《物理学的进化》，从此对物理学产生了浓厚兴趣，并逐步意识到物理对国家发展的重要性。1979年4月，他被派往德国汉堡丁肇中实验室工作。丁肇中“基础科学研究只有第一，没有第二”的科学精神深深地影响了他。1984年陈和生回国，到中国科学院高能物理研究所做博士后，成为中国的第一位博士后。

“三十八岁回国时，有人劝我，国内不具备工作条件。我说，条件要靠自己去创造。”陈和生说，“中国的科学技术归根结底要靠中国人在自己的土地上发展起来。我们的梦想是中国的科学技术强大，现在的目标就是高水平科技自立自强。令我感到欣慰的是，我为这个目标贡献了自己的一份力量。”

如今，中国散裂中子源一期工程实现90%以上国产化，造价仅为国外同性能装置的三分之一；二期工程已于2024年开工建设，预计2029年完工。届时，打靶束流功率将提升5倍，新增9台中子谱仪和国内首台缪子实验终端以及高能质子实验终端。

谈及团队传承，陈和生欣慰地说，一批北京老同志二十年前来到东莞打下基础，现在年轻一代已经成长起来，“二期建设就是他们担当了”。他寄语年轻人：“国家为年轻人提供了难得的机遇，希望他们抓住这个机遇，为高水平科技自立自强贡献自己的一份力量。”

从1999年的设想到2017年的首次打靶成功，从“大国重器”的自主建造到癌症治疗的临床突破，陈和生用数十年的坚守诠释了“时代追梦人”的深刻内涵。科技向前的每一步，都在让人们的生活变得更美好——这正是中国散裂中子源从“国之重器”走近百姓生活的最生动注脚。

出品：松山湖融媒体中心

来源：综合CCTV-4 《时代追梦人》

文章来源：创新松山湖 微信公众号

文章转载自"中国科学院高能物理研究所"公众号