赵宏伟 中国科学院院士

我国重大科技基础设施从过去到现在总体水平处于国际先进行列，成绩显着

依托兰州重离子加速器这一大型科学装置，近代物理研究所在国际上首次合成了30余种新核素，并首次精确测量了26个短寿命原子核的质量

重大科技基础设施成为培养和吸纳优秀科技人才的“蓄水池”

文字| 《瞭望》新闻周刊记者 张文静 孙英兰

中国科学院近代物理研究所（以下简称近代物理研究所）自主研发的国内首台重离子治疗装置自2018年在甘肃省武威市安装运行以来

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，已获得超过20,000名肿瘤患者。 经会诊，已有570余例患者完成重离子治疗，疗效显着，耐受性好。

在科技飞速发展的今天注册机作用是什么，重离子加速器等重大科技基础设施已成为世界科技强国必须争夺的战略高地。 我国依托重大科技基础设施，推动基础研究和应用研究进步，成为解决重大战略科技问题的主要平台。 如正负电子对撞机、上海光源、全超导托卡马克核聚变实验装置、散裂中子源、“中国天眼”射电望远镜等产生了许多重大成果，破解了许多“底牌”。 “脖子”的科技问题在我国科技强国建设征程中发挥着重要作用。

中国科学院院士、近代物理研究所党委书记、副所长、兰州重离子加速器国家实验室副主任赵宏伟在接受《瞭望新闻周刊》专访时表示，科学技术是为了造福人类。 60多年来，近代物理研究所依托重大科技基础设施，不断探索未知世界，发现自然规律，引领科技变革，造福人类健康。

“重视‘国家最重要武器’发动机作用，持续推动和提升重大科技基础设施这一科技武器在科技创新中的重要作用，让科技创新更好造福人类”现代物理学不断努力的方向。” 赵宏伟告诉《瞭望》新闻周刊记者。

“国之重器”引领技术变革

《展望》：为什么要建设重大科技基础设施？

赵宏伟：重大科技基础设施在探索自然规律和物质基本结构、推动技术变革、发现新知识、发明新技术等方面发挥着不可替代的作用。 它是一个大规模、复杂的科学研究系统，提供了极端的研究方法。 能够将前沿科学理论转化为实用科技成果，解决关系国家安全和社会发展的重大问题。 因此，它也是世界科技强国必须争夺的战略高地。 美国、德国、日本等世界强国几乎都布局了大量重大科技基础设施，至今仍在建设中，涉及材料结构、能源、信息、材料、天文航天、地球以及环境、海洋、生命健康、农业和国家安全等各个领域。

建设和运行大型科学装置的根本目的是发现自然规律、产生新知识。 这些新知识可能暂时看起来没什么用，但将来会派上用场，并产生大量新技术等“副产品”。 历史证明，许多大型加速器所取得的成果与国家各行业的核心技术密切相关。 重大科技基础设施还可以帮助我们解决经济社会发展中遇到的许多具体困难。 例如，地球系统数值模拟装置不仅可以对天气情况进行准确预测，还可以为我们应对节能减排这一全球性重大问题提供数据支撑。

《展望》：我国重大科技基础设施有哪些特点？

赵宏伟：我国重大科技基础设施建设是从中科院起步的。 “九五”至“十二五”期间的重点布局，也是我国重大科技基础设施建设的“井喷期”。 截至目前，我国已有约40项重大科技基础设施投入运行。

重大科技基础设施的提出、建设、运营和维护需要庞大的团队保障，涉及专业方向广泛。 以兰州重离子加速器国家实验室为例。 这是一个专注于重离子物理及相关技术应用的实验室。 涉及领域包括核物理、原子物理、材料科学、生命科学、先进核能、离子加速器、自动控制等。 、微电子、探测器、磁体、真空、电源、机械、射频与微波、液氦低温等，综合性非常强，运行效率高。 兰州重离子加速器每年11个月、每天24小时运行约7500小时，每年7月底至8月检修停运除外。 总体来看，我国重大科技基础设施大部分每年运行5000至7000小时，效率较高。

我国重大科技基础设施总体水平继往开来，现已进入国际先进行列，成绩显着。 例如，兰州重离子加速器国家实验室在短寿命原子核质量精确测量、大电流高荷电离子束产生、大电流质子超导线性加速器等方面处于国际领先水平。加速器。 针对国家的需要，我实验室还开展了大量的单粒子效应强化抗辐照装置的检测实验。 国内重要的航天设备在上天之前都必须在这个实验室进行地面测试。

“国之重器”回归社会

《瞭望》：重大科技基础设施如何推动科技创新？

赵宏伟：我国科技成果大部分都与重大科技基础设施相关，世界上也是如此。 我国重大科技基础设施在科学前沿和学科发展的突破、关键核心技术的突破和培育、高新技术的诞生、新兴交叉领域的发展、可持续发展的解决等方面取得了大量成果国家经济和社会的发展。 取得的成就是显着的。 在全球范围内，约40%的诺贝尔奖获得者依靠重大科技基础设施取得成果。 因此，重大科技基础设施对科技创新发挥了非常重要的作用。

比如，在前沿基础研究方面，依托兰州重离子加速器，近代物理研究所在国际上首次合成了30余种新型核素，并精确测量了26种短寿命原子核的质量。首次; 针对国家重大需求，基于离子加速器大科学装置和核物理研究，提出加速器驱动的先进核裂变能源系统，解决核燃料长期可持续供应，实现铀资源的充分利用乏燃料的安全无害处置； 在人民健康方面，依托这一大型科学装置，经过20多年的不断努力，我们研发出了具有自主知识产权的先进重离子治疗肿瘤技术，并研制了治疗实体瘤的专用重离子加速器装置。肿瘤，已产业化推广。

重大科技基础设施也是集聚高端人才、培养人才、展示大国形象、促进国际合作交流、开展科技和核心技术交流的极其重要的平台。 比如，近代物理研究所与美国、欧洲的50多个研究机构和大学建立了密切的合作关系，产生了非常重要的科技成果，培养了一批为我所用的科研人才。 兰州重离子冷却蓄冷环项目建设过程中，充分发挥了国际合作的作用，多名国外专家参与建设。 这些难得的经验，培养造就了一批具有国际水准、视野的高端科技人才、青年科技人才和高水平创新团队。 可以说，重大科技基础设施已成为培养和吸纳优秀科技人才的“蓄水池”。

近代物理研究所是依托重大科技基础设施开展重离子科学技术、加速器驱动的先进核能系统研究的基地型研究机构。 60多年来，研究所一直从事核物理、原子物理、辐射生物学、重离子驱动高能密度物理、材料辐照与技术、加速器驱动先进核裂变能、离子束基相关应用等研究工作。核技术和粒子加速器等大型科学装置方面，引领了我国重离子科学技术和加速器驱动核能技术的发展，取得了以新型核素合成为代表的多项重大基础研究成果以及原子核质量的精确测量； 在超导离子连续波大电流质子超导直线加速器等领域取得一系列关键技术突破； 改造了重离子癌症治疗、放射诱变育种等多项重离子照射技术注册机作用是什么，实现了大型医疗设备中的重离子肿瘤。 治疗专用设备的本地化。 截至2022年7月，作为第一单位和参研单位，近代物理研究所共有186项成果获得省部级奖励，其中国家级奖励20项。

《瞭望》：造福人类的重大科技基础设施有哪些代表性案例？

赵宏伟：这样的例子还有很多。 例如，1975年，美国劳伦斯伯克利国家实验室利用其现有的科研加速器装置，率先开展了重离子治疗肿瘤的研究。 20世纪90年代，德国、日本相继开展重离子治疗肿瘤技术和临床研究，并逐步推广应用。 目前，重离子治疗已成为世界放射治疗领域的前沿和热点。 全球有10多台医用重离子加速器在运行，主要分布在亚洲和欧洲。 全球约有 30,000 名癌症患者接受了治疗。

近代物理研究所自1993年开始重离子癌症治疗技术基础研究，已实现细胞离子束照射、动物实验、核心技术研究、案例临床前试验、专项研究的集成、示范和产业化。治疗装置。 2018年，近代物理研究所自主研发投入生产，安装国内首台重离子治疗肿瘤专用装置，使我国成为继日本、德国、日本之后世界上第四个实现重离子治疗肿瘤的国家。美国。

2019年10月，近代物理研究所及其参股公司兰州科金太极新技术有限公司研发的我国首台具有自主知识产权的碳离子治疗系统获批上市。 这款经国家药品监督管理局批准注册的国产碳离子治疗系统，突破了国外产品的专利壁垒，提高了性价比，降低了运行维护成本，实现了国产重离子治疗设备零的突破，使我国高端医疗器械装备国产化迈出新步伐。

同时，该系统的产业化和临床应用也将带动集肿瘤精准治疗、高端装备制造和运维服务于一体的离子医疗产业，促进上下游企业技术水平的提升，实现中低端制造向中高端制造转变。 让“国家的重器”造福社会。 可以说，重大科技基础设施在基础研究和产业应用方面有效服务社会、推动经济社会发展。

超导质子直线加速器装置近代物理研究所供图

打造全球创新高地仍任重而道远

《瞭望》：如何更好推进重大科技基础设施建设？

赵宏伟：可以吸引企业参与国家重大科技基础设施建设。 例如，发达国家的企业与国家实验室合作。 大型设备的所有权由实验室控制，企业拥有使用权。 我国也可以借鉴这样的做法，吸引民营企业参与。 有关部门可设立一部分基金，支持企业围绕重大科技基础设施建设购置专用仪器设备，参与设施建设。

同时注册机作用是什么，国家还可以鼓励地方政府投资重大科技基础设施建设。 立项建设重大科技基础设施，论证要充分，目标要明确，立足国家需要。 充分考虑团队基础和经验，强调先进性和必要性。

《展望》：打造全球创新高地，我们面临哪些新挑战？

赵宏伟：世界科技强国之间的竞争，基础是国家战略科技实力。 建设科技强国和全球创新高地，是我们一直努力奋斗的方向和目标。 在关系国家战略需求的重大科技基础设施建设、基础科学研究和技术创新方面，必须以“十年磨一剑”的韧性坚持发展。

目前，我国重大科技基础设施部分技术指标处于国际领先地位，部分子系统、某些方向或设备性能较为先进，全面领先或领先的相对较少。 例如，核能的可持续发展、医用同位素的规模化生产仍需要持续推进。 核废料的嬗变和提高铀资源的利用率是先进核裂变能源可持续发展的重要研究方向。 这两个问题是目前世界上的难题，需要建设重大科技基础设施进行探索和研究； 用于肿瘤诊疗的医用同位素在量产技术方面，离子加速器装置也能起到关键作用，避免“卡脖子”的风险，我国可以统筹布局。 ■