趙宏偉 中國(guó)科學(xué)院院士
我國(guó)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施從過(guò)去到現(xiàn)在總體水平處于國(guó)際先進(jìn)行列，成績(jī)顯著
依托蘭州重離子加速器這一大型科學(xué)裝置，近代物理研究所在國(guó)際上首次合成了30余種新核素，并首次精確測(cè)量了26個(gè)短壽命原子核的質(zhì)量
重大科技基礎(chǔ)設(shè)施成為培養(yǎng)和吸納優(yōu)秀科技人才的“蓄水池”
文字| 《瞭望》新聞周刊記者 張文靜 孫英蘭
中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)近代物理研究所）自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)首臺(tái)重離子治療裝置自2018年在甘肅省武威市安裝運(yùn)行以來(lái)
，已獲得超過(guò)20,000名腫瘤患者。 經(jīng)會(huì)診，已有570余例患者完成重離子治療，療效顯著，耐受性好。在科技飛速發(fā)展的今天注冊(cè)機(jī)作用是什么，重離子加速器等重大科技基礎(chǔ)設(shè)施已成為世界科技強(qiáng)國(guó)必須爭(zhēng)奪的戰(zhàn)略高地。 我國(guó)依托重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，推動(dòng)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究進(jìn)步，成為解決重大戰(zhàn)略科技問(wèn)題的主要平臺(tái)。 如正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)、上海光源、全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置、散裂中子源、“中國(guó)天眼”射電望遠(yuǎn)鏡等產(chǎn)生了許多重大成果，破解了許多“底牌”。 “脖子”的科技問(wèn)題在我國(guó)科技強(qiáng)國(guó)建設(shè)征程中發(fā)揮著重要作用。
中國(guó)科學(xué)院院士、近代物理研究所黨委書(shū)記、副所長(zhǎng)、蘭州重離子加速器國(guó)家實(shí)驗(yàn)室副主任趙宏偉在接受《瞭望新聞周刊》專(zhuān)訪時(shí)表示，科學(xué)技術(shù)是為了造福人類(lèi)。 60多年來(lái)，近代物理研究所依托重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，不斷探索未知世界，發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律，引領(lǐng)科技變革，造福人類(lèi)健康。
“重視‘國(guó)家最重要武器’發(fā)動(dòng)機(jī)作用，持續(xù)推動(dòng)和提升重大科技基礎(chǔ)設(shè)施這一科技武器在科技創(chuàng)新中的重要作用，讓科技創(chuàng)新更好造福人類(lèi)”現(xiàn)代物理學(xué)不斷努力的方向?！?趙宏偉告訴《瞭望》新聞周刊記者。
“國(guó)之重器”引領(lǐng)技術(shù)變革
《展望》：為什么要建設(shè)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施？
趙宏偉：重大科技基礎(chǔ)設(shè)施在探索自然規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)、推動(dòng)技術(shù)變革、發(fā)現(xiàn)新知識(shí)、發(fā)明新技術(shù)等方面發(fā)揮著不可替代的作用。 它是一個(gè)大規(guī)模、復(fù)雜的科學(xué)研究系統(tǒng)，提供了極端的研究方法。 能夠?qū)⑶把乜茖W(xué)理論轉(zhuǎn)化為實(shí)用科技成果，解決關(guān)系國(guó)家安全和社會(huì)發(fā)展的重大問(wèn)題。 因此，它也是世界科技強(qiáng)國(guó)必須爭(zhēng)奪的戰(zhàn)略高地。 美國(guó)、德國(guó)、日本等世界強(qiáng)國(guó)幾乎都布局了大量重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，至今仍在建設(shè)中，涉及材料結(jié)構(gòu)、能源、信息、材料、天文航天、地球以及環(huán)境、海洋、生命健康、農(nóng)業(yè)和國(guó)家安全等各個(gè)領(lǐng)域。
建設(shè)和運(yùn)行大型科學(xué)裝置的根本目的是發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律、產(chǎn)生新知識(shí)。 這些新知識(shí)可能暫時(shí)看起來(lái)沒(méi)什么用，但將來(lái)會(huì)派上用場(chǎng)，并產(chǎn)生大量新技術(shù)等“副產(chǎn)品”。 歷史證明，許多大型加速器所取得的成果與國(guó)家各行業(yè)的核心技術(shù)密切相關(guān)。 重大科技基礎(chǔ)設(shè)施還可以幫助我們解決經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中遇到的許多具體困難。 例如，地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置不僅可以對(duì)天氣情況進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，還可以為我們應(yīng)對(duì)節(jié)能減排這一全球性重大問(wèn)題提供數(shù)據(jù)支撐。
《展望》：我國(guó)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施有哪些特點(diǎn)？
趙宏偉：我國(guó)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是從中科院起步的。 “九五”至“十二五”期間的重點(diǎn)布局，也是我國(guó)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的“井噴期”。 截至目前，我國(guó)已有約40項(xiàng)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施投入運(yùn)行。
重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的提出、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)需要龐大的團(tuán)隊(duì)保障，涉及專(zhuān)業(yè)方向廣泛。 以蘭州重離子加速器國(guó)家實(shí)驗(yàn)室為例。 這是一個(gè)專(zhuān)注于重離子物理及相關(guān)技術(shù)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)室。 涉及領(lǐng)域包括核物理、原子物理、材料科學(xué)、生命科學(xué)、先進(jìn)核能、離子加速器、自動(dòng)控制等。 、微電子、探測(cè)器、磁體、真空、電源、機(jī)械、射頻與微波、液氦低溫等，綜合性非常強(qiáng)，運(yùn)行效率高。 蘭州重離子加速器每年11個(gè)月、每天24小時(shí)運(yùn)行約7500小時(shí)，每年7月底至8月檢修停運(yùn)除外。 總體來(lái)看，我國(guó)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施大部分每年運(yùn)行5000至7000小時(shí)，效率較高。
我國(guó)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施總體水平繼往開(kāi)來(lái)，現(xiàn)已進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列，成績(jī)顯著。 例如，蘭州重離子加速器國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在短壽命原子核質(zhì)量精確測(cè)量、大電流高荷電離子束產(chǎn)生、大電流質(zhì)子超導(dǎo)線(xiàn)性加速器等方面處于國(guó)際領(lǐng)先水平。加速器。 針對(duì)國(guó)家的需要，我實(shí)驗(yàn)室還開(kāi)展了大量的單粒子效應(yīng)強(qiáng)化抗輻照裝置的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。 國(guó)內(nèi)重要的航天設(shè)備在上天之前都必須在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行地面測(cè)試。
“國(guó)之重器”回歸社會(huì)
《瞭望》：重大科技基礎(chǔ)設(shè)施如何推動(dòng)科技創(chuàng)新？
趙宏偉：我國(guó)科技成果大部分都與重大科技基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)，世界上也是如此。 我國(guó)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施在科學(xué)前沿和學(xué)科發(fā)展的突破、關(guān)鍵核心技術(shù)的突破和培育、高新技術(shù)的誕生、新興交叉領(lǐng)域的發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的解決等方面取得了大量成果國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展。 取得的成就是顯著的。 在全球范圍內(nèi)，約40%的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者依靠重大科技基礎(chǔ)設(shè)施取得成果。 因此，重大科技基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)科技創(chuàng)新發(fā)揮了非常重要的作用。
比如，在前沿基礎(chǔ)研究方面，依托蘭州重離子加速器，近代物理研究所在國(guó)際上首次合成了30余種新型核素，并精確測(cè)量了26種短壽命原子核的質(zhì)量。首次; 針對(duì)國(guó)家重大需求，基于離子加速器大科學(xué)裝置和核物理研究，提出加速器驅(qū)動(dòng)的先進(jìn)核裂變能源系統(tǒng)，解決核燃料長(zhǎng)期可持續(xù)供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)鈾資源的充分利用乏燃料的安全無(wú)害處置； 在人民健康方面，依托這一大型科學(xué)裝置，經(jīng)過(guò)20多年的不斷努力，我們研發(fā)出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)重離子治療腫瘤技術(shù)，并研制了治療實(shí)體瘤的專(zhuān)用重離子加速器裝置。腫瘤，已產(chǎn)業(yè)化推廣。
重大科技基礎(chǔ)設(shè)施也是集聚高端人才、培養(yǎng)人才、展示大國(guó)形象、促進(jìn)國(guó)際合作交流、開(kāi)展科技和核心技術(shù)交流的極其重要的平臺(tái)。 比如，近代物理研究所與美國(guó)、歐洲的50多個(gè)研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)建立了密切的合作關(guān)系，產(chǎn)生了非常重要的科技成果，培養(yǎng)了一批為我所用的科研人才。 蘭州重離子冷卻蓄冷環(huán)項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，充分發(fā)揮了國(guó)際合作的作用，多名國(guó)外專(zhuān)家參與建設(shè)。 這些難得的經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)造就了一批具有國(guó)際水準(zhǔn)、視野的高端科技人才、青年科技人才和高水平創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。 可以說(shuō)，重大科技基礎(chǔ)設(shè)施已成為培養(yǎng)和吸納優(yōu)秀科技人才的“蓄水池”。
近代物理研究所是依托重大科技基礎(chǔ)設(shè)施開(kāi)展重離子科學(xué)技術(shù)、加速器驅(qū)動(dòng)的先進(jìn)核能系統(tǒng)研究的基地型研究機(jī)構(gòu)。 60多年來(lái)，研究所一直從事核物理、原子物理、輻射生物學(xué)、重離子驅(qū)動(dòng)高能密度物理、材料輻照與技術(shù)、加速器驅(qū)動(dòng)先進(jìn)核裂變能、離子束基相關(guān)應(yīng)用等研究工作。核技術(shù)和粒子加速器等大型科學(xué)裝置方面，引領(lǐng)了我國(guó)重離子科學(xué)技術(shù)和加速器驅(qū)動(dòng)核能技術(shù)的發(fā)展，取得了以新型核素合成為代表的多項(xiàng)重大基礎(chǔ)研究成果以及原子核質(zhì)量的精確測(cè)量； 在超導(dǎo)離子連續(xù)波大電流質(zhì)子超導(dǎo)直線(xiàn)加速器等領(lǐng)域取得一系列關(guān)鍵技術(shù)突破； 改造了重離子癌癥治療、放射誘變育種等多項(xiàng)重離子照射技術(shù)注冊(cè)機(jī)作用是什么，實(shí)現(xiàn)了大型醫(yī)療設(shè)備中的重離子腫瘤。 治療專(zhuān)用設(shè)備的本地化。 截至2022年7月，作為第一單位和參研單位，近代物理研究所共有186項(xiàng)成果獲得省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)，其中國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)20項(xiàng)。
《瞭望》：造福人類(lèi)的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施有哪些代表性案例？
趙宏偉：這樣的例子還有很多。 例如，1975年，美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室利用其現(xiàn)有的科研加速器裝置，率先開(kāi)展了重離子治療腫瘤的研究。 20世紀(jì)90年代，德國(guó)、日本相繼開(kāi)展重離子治療腫瘤技術(shù)和臨床研究，并逐步推廣應(yīng)用。 目前，重離子治療已成為世界放射治療領(lǐng)域的前沿和熱點(diǎn)。 全球有10多臺(tái)醫(yī)用重離子加速器在運(yùn)行，主要分布在亞洲和歐洲。 全球約有 30,000 名癌癥患者接受了治療。
近代物理研究所自1993年開(kāi)始重離子癌癥治療技術(shù)基礎(chǔ)研究，已實(shí)現(xiàn)細(xì)胞離子束照射、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、核心技術(shù)研究、案例臨床前試驗(yàn)、專(zhuān)項(xiàng)研究的集成、示范和產(chǎn)業(yè)化。治療裝置。 2018年，近代物理研究所自主研發(fā)投入生產(chǎn)，安裝國(guó)內(nèi)首臺(tái)重離子治療腫瘤專(zhuān)用裝置，使我國(guó)成為繼日本、德國(guó)、日本之后世界上第四個(gè)實(shí)現(xiàn)重離子治療腫瘤的國(guó)家。美國(guó)。
2019年10月，近代物理研究所及其參股公司蘭州科金太極新技術(shù)有限公司研發(fā)的我國(guó)首臺(tái)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的碳離子治療系統(tǒng)獲批上市。 這款經(jīng)國(guó)家藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)注冊(cè)的國(guó)產(chǎn)碳離子治療系統(tǒng)，突破了國(guó)外產(chǎn)品的專(zhuān)利壁壘，提高了性?xún)r(jià)比，降低了運(yùn)行維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)重離子治療設(shè)備零的突破，使我國(guó)高端醫(yī)療器械裝備國(guó)產(chǎn)化邁出新步伐。
同時(shí)，該系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化和臨床應(yīng)用也將帶動(dòng)集腫瘤精準(zhǔn)治療、高端裝備制造和運(yùn)維服務(wù)于一體的離子醫(yī)療產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)上下游企業(yè)技術(shù)水平的提升，實(shí)現(xiàn)中低端制造向中高端制造轉(zhuǎn)變。 讓“國(guó)家的重器”造福社會(huì)。 可以說(shuō)，重大科技基礎(chǔ)設(shè)施在基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方面有效服務(wù)社會(huì)、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。
超導(dǎo)質(zhì)子直線(xiàn)加速器裝置近代物理研究所供圖
打造全球創(chuàng)新高地仍任重而道遠(yuǎn)
《瞭望》：如何更好推進(jìn)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)？
趙宏偉：可以吸引企業(yè)參與國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。 例如，發(fā)達(dá)國(guó)家的企業(yè)與國(guó)家實(shí)驗(yàn)室合作。 大型設(shè)備的所有權(quán)由實(shí)驗(yàn)室控制，企業(yè)擁有使用權(quán)。 我國(guó)也可以借鑒這樣的做法，吸引民營(yíng)企業(yè)參與。 有關(guān)部門(mén)可設(shè)立一部分基金，支持企業(yè)圍繞重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)購(gòu)置專(zhuān)用儀器設(shè)備，參與設(shè)施建設(shè)。
同時(shí)注冊(cè)機(jī)作用是什么，國(guó)家還可以鼓勵(lì)地方政府投資重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。 立項(xiàng)建設(shè)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，論證要充分，目標(biāo)要明確，立足國(guó)家需要。 充分考慮團(tuán)隊(duì)基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)先進(jìn)性和必要性。
《展望》：打造全球創(chuàng)新高地，我們面臨哪些新挑戰(zhàn)？
趙宏偉：世界科技強(qiáng)國(guó)之間的競(jìng)爭(zhēng)，基礎(chǔ)是國(guó)家戰(zhàn)略科技實(shí)力。 建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)和全球創(chuàng)新高地，是我們一直努力奮斗的方向和目標(biāo)。 在關(guān)系國(guó)家戰(zhàn)略需求的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、基礎(chǔ)科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新方面，必須以“十年磨一劍”的韌性堅(jiān)持發(fā)展。
目前，我國(guó)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施部分技術(shù)指標(biāo)處于國(guó)際領(lǐng)先地位，部分子系統(tǒng)、某些方向或設(shè)備性能較為先進(jìn)，全面領(lǐng)先或領(lǐng)先的相對(duì)較少。 例如，核能的可持續(xù)發(fā)展、醫(yī)用同位素的規(guī)?；a(chǎn)仍需要持續(xù)推進(jìn)。 核廢料的嬗變和提高鈾資源的利用率是先進(jìn)核裂變能源可持續(xù)發(fā)展的重要研究方向。 這兩個(gè)問(wèn)題是目前世界上的難題，需要建設(shè)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行探索和研究； 用于腫瘤診療的醫(yī)用同位素在量產(chǎn)技術(shù)方面，離子加速器裝置也能起到關(guān)鍵作用，避免“卡脖子”的風(fēng)險(xiǎn)，我國(guó)可以統(tǒng)籌布局。 ■