高能粒子武器、高能粒子碰撞实验

【世界科技创新趋势】

欧洲核研究中心（CERN）官方网站近日宣布，该机构的科学家正在努力应用他们的研究成果来突破癌症治疗的局限性。他们正在使用巨型粒子加速器来对付致命的肿瘤，这有望成为癌症治疗领域的“游戏规则改变者”。并且他们不断致力于使粒子加速器变得更加紧凑，以更好地满足医疗领域的需求。

高能粒子改变游戏规则

CERN 线性电子加速器研究(CLEAR) 实验室的设施协调员罗伯特·科西尼(Robert Corsini) 表示，这项新研究的目标是创造极高能的电子束，最终能够更有效地攻击癌细胞。

Corsini 解释说，他们正在研究一种加速电子的技术，以产生治疗深部肿瘤所需的100 兆电子伏(MeV) 以上的能量。这个想法是将高能电子（VHEE）与著名的结合FLASH处理方法相结合。

FLASH是一种以超高剂量率照射为特点的放射治疗技术。它于2018年首次应用于临床。该疗法基于目前可用的医用直线加速器直线加速器，可提供约6至10 MeV的低能电子束。由于低能电子束无法深入体内，这种高效的治疗方法目前只能用于治疗浅表肿瘤。

位于身体深处且无法通过手术、化疗或传统放疗根除的肿瘤通常被认为是无法治愈的。有鉴于此，CERN的物理学家正在与洛桑大学医院合作，打造一台能够实施FLASH疗法的机器，将电子加速到100至200 MeV，使得利用这种方法治疗难以到达的肿瘤成为可能。

瑞士洛桑大学医院放射科主任让·伯里(Jean Burry) 表示：“这种方法将针对目前无法治疗的癌症，这可能会改变游戏规则。”

除了高能电子之外，加速器发出的质子束也是治疗癌症特别有效的方法。 CERN的官方网站指出，质子比传统的电子或光子治疗能够更好地消除肿瘤并保护周围的健康组织。

精确打击减少附带损害

科西尼和其他人开发的最新方法需要在数百毫秒内而不是当前的几分钟内提供辐射剂量。研究表明，这种方法对目标肿瘤的损害同样大，但对周围健康组织的损害要小得多。

CERN 知识转移官员本杰明·菲什(Benjamin Fish) 表示，传统放射治疗确实会造成一些附带损害，“而短暂但强烈的FLASH 治疗可以实现对癌细胞的适当破坏，同时减少对健康组织的有害影响。”鉴于此。 FLASH疗法对周围组织的损害要小得多，人们希望它将有助于治疗大脑或其他重要器官附近的肿瘤。

小巧紧凑，未来努力方向

CERN网站指出，目前上述方法面临的挑战之一是让强大的加速器足够小和紧凑，以便放置在医院中。

CERN 的一个大型陈列室用于安置CLEAR 加速器，该加速器需要20 米将电子推至所需的能量水平，另外20 米用于调试、测量和传输电子束。科西尼表示，欧洲核子研究中心知道它的设计目的是在更紧凑的空间中加速。

新原型是与洛桑大学医院共同设计的，旨在使用总长10 米的机器完成相同的工作。 Corsini 表示，紧凑的设计“降低了成本，减少了能源消耗，并且可以轻松搬入医院。原型机的建造计划于明年2月开始，如果一切顺利，临床试验可能会在2025年开始。”

无独有偶，总部位于英国伦敦的新一代质子治疗系统开发商Advanced Oncology Therapeutics（AVO）也致力于改变这一现状。该公司适应性强的直线加速器图像引导强子技术(LIGHT) 加速器可为深部肿瘤提供超高剂量质子束。 9月26日，LIGHT在英国获得230MeV的最大治疗能量，正准备与伯明翰大学医院合作治疗第一批患者。

LIGHT 是世界上第一台用于质子癌症治疗的直线加速器。 CERN、欧洲核能机构和TERA基金会分别为其设计开发了三个组件，使整个加速器经济实惠且结构紧凑，满足医疗领域的需求。要求。此外，直线加速器设计减少了射束损失和杂散辐射，预计将产生70 至230 MeV 的极其聚焦的射束，并且通过改变辐射剂量输送的深度，可以比现有圆形加速器更快地瞄准肿瘤。

新型16米长肿瘤直线加速器将于2023年下半年在达斯伯里治疗第一批患者。当然，这只是漫长旅程的开始，AVO希望其全新25米长设计将改变通过开发基于更快的能量变化和更聚焦的光束的新的传递方法来改变癌症治疗的前景。