核技术不能制造核武器,其实还有很多和平用途。近日,某展览上首次演示了中国造的质子治疗舱模型。今天,就给大家介绍一下这个神秘的机器以及背后庞大的核工程。
质子治疗是应用核技术治疗肿瘤的先进技术,被誉为世界最先进、最精确的肿瘤的放疗方法。目前,质子治疗机的核心技术仅有德国等几个国家掌握,在中国只有1台引进的西门子质子治疗机,机器系统价值高达10亿元。
质子治疗是应用核技术治疗肿瘤的先进技术,由于设备设施昂贵,因此治疗的费用也十分高昂,做一次治疗大约需要25万,一个疗程治疗4次。当然,治疗的效果也比传统技术好很多。质子治疗肿瘤的有效率达到95%以上,五年存活率高达80%,是目前人类最终攻克癌症肿瘤的最大希望。
质子治疗的技术原理是:采用可控质子束定向射入人体,时速达到三分之二光速,质子束在到达癌组织的一瞬间,集中释放能量、杀死癌细胞。传统的X光放疗相当于扫射,质子治疗相当于点射或者叫“立体定向爆破”,因此在精确治疗的同时对人体的副作用极低。
近年来,中国顶尖机构对质子治疗机技术进行联合攻关,逐步取得一些突破,质子治疗机的一些部件即将可以国产。许多网友会问,这么一个治疗机就价值10亿元么?中国连核武器、高铁、飞机都能生产,为什么质子治疗机不能生产?因为,质子治疗机其实是一个庞大的核技术工程系统,不仅仅是上面看到的治疗舱那么简单。下面,超级建筑就带大家看看治疗舱后面的神秘核设施。
2016年底,中国企业发布了首台自主制造的质子治疗装置360度旋转机架,重120吨,内径5米、高8米,看起来有点像没安装刀盘的盾构机头部。旋转机架是质子治疗机的一部分,也就是上面视频中看到的部分,是质子治疗机的“外壳”。不过,这并不是质子治疗的核心技术。真正的核心技术是下面的这个更大的家伙。
上面这个大型设施是中国引进德国的质子加速器,也是目前中国唯一的医疗质子加速器,耗资数亿元。这个加速器是某质子医院的镇店之宝,位于医院的地下深处。质子加速器直径21米,地下专门建设了巨大的厂房,厂房的墙壁屋顶厚达3.7米,铺设了防辐射材料,把质子加速器完全封闭起来。通往加速器地下厂房的通道也故意建设成弯弯曲曲的,以进一步减少辐射泄露的可能。
质子加速器源源不断地产生质子和重离子束流,加速到光速的70%后,分别进入4个治疗室。治疗室内,运用先进的笔形扫描技术,计算机将肿瘤模拟分层,再控制射线进行逐点、逐层扫描。机器臂自动将患者调整到位,确保无色的粒子束流精确击中靶区。
说到质子加速器,有些朋友会联想到欧洲质子加速器,又叫做欧洲大型强子对撞机(LHC),这是世界最大的粒子加速器。欧洲大型强子对撞机建在日内瓦附近法国与瑞士交界处的地下100 米深处。回旋加速器总长度为27公里,耗资100亿美元建成,科学家在这里进行超导磁铁加速并碰撞粒子,在微观尺度上还原宇宙大爆炸后的宇宙初期形态,帮助研究宇宙起源并寻找新粒子,以及探索“上帝粒子”希格斯玻色子机制、暗物质、反物质等未知领域。
因此,本文介绍的质子治疗机实际上是一种核设施,是核技术的和平应用。预祝国产质子治疗机早日研制成功,让核技术不仅用于制造武器,更用于和平领域造福人类。