探秘大科学装置

　　20世纪中叶以后，科学发展的一个重要特征是重大科技基础设施（俗称大科学装置）的出现。

　　近代物理学上有很多诺贝尔奖项的研究成果，都依靠这些重大科技基础设施取得。

　　重大科技基础设施是指须通过较多资金投入和工程建设来完成，建成后通过长期的稳定运行和持续的科学技术活动，以实现重要科学技术目标的大型设施。目前，我国在建和运行设施总量达到32项。其中，中国科学院负责建设和运行设施13个，在建设施9个，将建设施1个。其中极具有代表性的有“兰州重离子研究装置”、“合肥同步辐射装置”、“全超导托卡马克核聚变实验装置”、“稳态强磁场实验装置”。

　　这些听起来十分陌生的装置，推动了我国粒子物理、核物理、生命科学等领域的科研水平进入国际先进行列。依托这批重大科技基础设施，解决了一批关乎国计民生和国家安全的重大科技问题，在载人航天、资源勘探、防灾减灾和生物多样性保护等方面发挥着不可替代的作用。

　　对公众来说，这些科研机构遥远而神秘，但它们正在加速改变着我们的未来。

　　癌症新疗法

　　10月21日，甘肃兰州中科院近代物理研究所，一名50多岁的癌症患者躺在一台重离子治疗终端前，准备接受治疗。

　　这是一种新的治疗癌症的方法，利用高速的重离子束对病变的组织进行治疗。

　　科研人员先用核磁共振确定病人的病变部位，然后给病人罩上白色网格状的固定外套，使其不能随意移动，接着用红色的激光束对病变部位进行精确定位，最后用重离子对病变的部位进行治疗。十分钟后，这名患者结束了当日的治疗。

　　重离子治疗癌症是当代世界上公认的先进有效的放疗方法，与传统的放射治疗相比，重离子束对健康组织辐射损伤轻、疗程短、治愈率高。

　　重离子治疗技术的开展，依托于一个属于“大科学装置”的机器——重离子加速器。

　　重离子加速器可以将大量的重离子加速到很高的速度，甚至接近光速，高速的重离子形成重离子束，用于开展重离子物理研究。中国是继美、德、日以后，第四个开展重离子研究的国家。

　　人造小太阳

　　10月24日，安徽合肥科学岛，科研人员在“全超导托卡马克核聚变实验装置”内为机器升级。这是一个控制核聚变的装置，用于“人造小太阳”的研究，目的是解决人类面临的能源危机。

　　太阳之所以能够释放无穷尽的能量，就是因为其不断的核聚变反应。氢弹的爆炸也是这个原理。

　　如何将氢弹这种不可控制的核聚变，变成可控制的核聚变？

　　太阳之所以不会像氢弹那样爆炸，是因为万有引力使太阳形成一个“被约束的大火球”，只会持续地产生能量，而不会爆炸。“全超导托卡马克核聚变实验装置”就是这样一种“约束核聚变能”的容器。它是一个环形磁容器，造成一个磁场，像一个“磁笼”，使所有的带电离子只能沿着磁力线前进，而不会“逃离”。

　　“磁约束核聚变”未来的研究目标是三步走，首先是要建成等离子体实验堆，其次是要建成工程示范堆，最后建成聚变能电站。“人造小太阳”的研究将让人类用上清洁的核能源。

　　火灾掌控者

　　10月23日，位于安徽合肥的中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室里，一名科研人员在实验台用干粉喷灭火焰，以计算达到灭火效果所需的干粉量。

　　另一名实验室的科研人员则在一个风道内点起一把火，做“旋风火”的实验，用仪器采集“风速和火焰温度关系”的数据。

　　火灾是一种能够通过人为干预而减少其损失的灾害。火灾科学国家重点实验室一直在从事这方面的研究。

　　在这里，科研人员利用模型和数据，探究建筑火灾、森林与城市火灾、工业火灾等科学规律，为修订和制定火灾安全技术标准与规范提供技术支撑。

　　新京报记者 郭铁流 通讯员 熊德 摄影报道