質子刀，被形容為“治癌神器”“腫瘤殺手”。價格不再那么高不可攀、占地不再那么“興師動眾”的新一代質子刀——激光質子刀，距離由實驗室方案變?yōu)楝F(xiàn)實應用又邁進了關鍵一步。記者從中國科學院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室獲悉，激光驅動的質子刀研究取得重要進展，在世界上處于前沿水平。
在徐至展院士、李儒新研究員的領導下，科研人員使用200400太瓦的超強超短激光脈沖，轟擊厚度僅40納米的薄膜靶，成功獲得極高品質的準單能質子束，質子能譜峰能量高達9兆電子伏特（MeV），峰值流強高達3×1012質子/兆電子伏特/立體角（protons/MeV/sr）。專殺癌細胞的激光質子刀所要求的三大條件——能量高、準單能、流強大，它統(tǒng)統(tǒng)都做到了！
據(jù)介紹，基于傳統(tǒng)加速器的質子刀腫瘤治療在國內外都已取得很大進展——如上海市質子重離子醫(yī)院，臨床效果非常好，但是治療費用十分昂貴，普及起來難度很高。“激光驅動的質子刀，加速梯度可以提高1000-10000倍，無疑有助于大大縮小加速器規(guī)模，大大減少治療費用。”
然而，如此“能干”的激光質子刀，方案誕生已近20年，也取得了諸多理論和實驗進展，但距離應用始終“差了一口氣”。緣何如此困難重重？張輝解釋說，主要是因為腫瘤治療對質子束的品質要求非常嚴苛，這把“刀”既要“鋒利”（能量高），又得“純凈”（準單能），還需“寬刃”（流強大）。此次獲得的9MeV質子束，可殺死淺層腫瘤，也就是近皮膚的癌細胞。如需消滅人體深處的癌細胞，估計需要100 MeV量級的質子束。“重要的是，我們開發(fā)了用激光器獲取高品質質子束的機制。”目前，上海超強超短激光實驗裝置（SULF）正在建設中。“待SULF明年建成投入使用后，利用SULF輸出的激光脈沖就可以獲得100 MeV量級的高品質高能質子束了。”
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