中科院近代物理所加速器技术中心科研人员在工作中。中科院近代物理所供图
中科院近代物理所加速器技术中心加速器总体室的科研人员。刘杰摄
兰州重离子加速器冷却储存环主环。中科院近代物理所供图
从跟踪模仿到另辟蹊径
五黄六月，在甘肃省兰州市南昌路509号，几树盛放的梧桐花隔绝了城市的喧嚣，近代物理所正坐落于此。
尽管地处西北一隅，近代物理所加速器技术中心仍然取得了一系列国际领先的科研成就：创新性提出加速器束流动力学方案、开发国际首个基于复杂动力学的模拟程序、提出非谐振快循环加速方案、推进重离子治癌装置迭代升级……在加速器技术中心，创新理念已深深融入每一位科研工作者的血液。
为了创造快循环模式下重离子加速所需的真空环境，必须用小于0.3毫米，也就是3张A4纸厚度的不锈钢来顶住一个大气压的压力。这是建设全新强流重离子加速器装置必须攻克的难题。
2017年，当时的助理研究员申国栋提出全新想法：陶瓷材料的抗压强度远大于抗拉强度，何不将陶瓷环放置于薄壁不锈钢桶内，像人体肋骨一样，支撑住大气压力?这一想法提出后，得到了加速器技术中心主任、国家重大科学工程-强流重离子加速器装置(HIAF)总工程师杨建成的支持。
尽管物理原理和力学分析结果都显示方案可行，但是世界上从来没有哪个实验室使用过这种方案，也从来没有哪个科学家提出过这种方法。“很多专家认为这一想法过于离谱，不具备可行性。”申国栋回忆，“是杨老师力排众议，做出启动样机研制的决定。”
“过去，往往是国外怎么做，我们就跟着怎么做，这样很难实现真正的技术突破。为什么不放弃跟踪模仿，另辟蹊径，提出自己的想法和方案?所以，我们鼓励年轻人敢想敢说敢做，在研究所形成全面支持创新的氛围。”杨建成说。
经过3个月研制，新完成的样机通过了测试：陶瓷内衬薄壁真空室结构强度满足真空需求。评审组认为：“该项目潜在应用价值巨大，关键技术指标国际领先。”欧洲核子研究中心(CERN)资深技术专家弗里茨·卡斯珀斯(Fritz Caspers)赞叹不已，并建议以“中国龙”为其命名。“从那以后我们面对外国同行，自信心树立起来了，创新的劲头也更足了。”目前已是加速器总体室副主任、副研究员的申国栋笑言。
创新需要自由宽容的土壤。在加速器技术中心，“吵架”并不是一件稀罕事。“真理面前没有上下级，有分歧就要敢于争辩，往往经过激烈的讨论，问题也就搞清楚了，正所谓真理越辩越明。”高频技术室主任、研究员许哲介绍，为了鼓励创新，加速器技术中心还拿出经费，支持科研人员做一些完全创新性和探索性的尝试。
让敢担当善作为的年轻人担纲领先
担任加速器技术中心电源技术室硬件组组长，带领团队研发“第三代数字控制器软硬件系统”，提高强流重离子加速器的整体性能，在国际顶级期刊发表论文两篇，学位论文入选“中国科学院优秀博士学位论文”……这些闪亮的科研经历，属于90后青年研究员、高级工程师王晓俊。
在加速器技术中心，像王晓俊这样优秀的青年人才还有不少，他们在重大项目的历练中迅速成长起来，成为科研攻坚的先锋力量。“强流重离子加速器工程建设，项目多、任务紧、难度大，对人才的需求是非常迫切的，所以我们会给年轻人压担子，把敢担当善作为的年轻人放在重要岗位上。”离子源室主任、研究员孙良亭说。
搞科研意味着啃硬骨头，啃硬骨头难免会吃苦，而吃苦越多，成长就越快。每当遇到有挑战性的任务，王晓俊都会感到激动和兴奋：“搞科研很好玩儿。科学研究没有剧透，也没有终点，只有不停地努力探索，才能冲破一道道难关。”
为了自己热爱的事业，“王晓俊们”总是工作到凌晨。无论多晚，近代物理所大大小小的实验室里总有灯在亮着，照耀着星夜兼程的追梦人。
“培养年轻人，我们不只谈情怀，也讲激励。”许哲介绍，近代物理所通过提高青年科研人员工资待遇、提供住房保障和科研经费支持，让年轻人潜下心来做研究。譬如设立“青年研究员”，职称评审打破论资排辈、注重实际贡献，让有能力的副研究员提前享受研究员的待遇，有效激发了青年人才的科研热情。
在过去几年中，近代物理所提拔了一批青年骨干作为研究室负责人，各科室副主任几乎清一色是80后。“他们的发展势头非常好，相信在未来五到十年间，这批年轻人将会成为中国核科学与技术领域的领军人物。未来的国际舞台，一定是属于他们的。”孙良亭说。
接续奋斗，践行科研报国使命
作为我国规模最大的重离子加速器，兰州重离子加速器自建设以来，取得了新核素合成、短寿命原子核质量精确测量等一批重大基础研究成果，研发并转化了重离子治癌、辐照诱变育种等多项服务经济社会发展的科技成果。
“我们的重离子加速器技术能够走到世界前列，离不开一代又一代科研工作者攻坚克难、顽强拼搏。”杨建成说。近代物理所自1957年成立以来，以杨澄中先生为代表的科学家从五湖四海而来，他们不务虚名、不期近功、心系家国、埋头苦干，在祖国西北树立起核科技领域的精神坐标。
杨建成还记得，2005年前后，正值国家“九五”重大科学工程-兰州重离子加速器冷却储存环调试关键期，几乎需要每日工作到凌晨四五点，休息三四个小时再继续工作。“当时坚持下来的动力，就源于老一辈科学家扎根西部、艰苦奋斗的精神。”他说，正是这种精神，鼓舞着新时代的科研工作者在重离子加速器领域实现从“跟跑”到“并跑”、部分“领跑”的跨越。
历史在演进，精神在传承。2020年3月，基于兰州重离子加速器的小型化装置——医用重离子加速器在甘肃武威肿瘤医院投入临床应用。它能够提供目前国际上最安全、最有效的精准放射治疗法，在对肿瘤细胞进行“定点精准爆破”的同时，几乎不影响肿瘤周围的正常组织，被誉为大科学装置造福人民的典范。从1993年起在重离子治癌领域攻关，到我国成为第四个拥有自主研发重离子治疗系统和临床应用能力的国家，再到2023年治疗患者突破700例……这条路，近代物理所走了30年。
2016年，正攻读博士的刘杰参与了武威医用重离子加速器的调试工作。调试工作24小时离不开人，累了就在泡沫板搭成的简易床板上小憩一会儿。
目前，中国每年新增癌症病例数约400万例，而这个数据还在上涨。“这么多的癌症病人，迫切需要有效治疗。国外的治疗装置多贵啊!又有多少病人能负担得起呢?老师们总是以这种时不我待的使命感督促我们，加快科研速度，早日建成国际领先的新一代精准放疗装置，让更多普通民众享受到科技发展的成果。”刘杰感慨道。
令人振奋的是，该团队积累的一系列国际领先的创新技术，为新一代重离子治疗装置研发打下了坚实的基础。正在研发中的新一代治疗装置不仅能有效降低装置造价和患者治疗成本，还能成倍提高患者治疗效率，为更多癌症患者带来福音。
