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甘肃科技馆展厅提前逛——重离子加速器:甘肃科技的靓丽名片

2017年12月27日 11:40  来源:每日甘肃网-兰州晨报  记者武永明

提前逛展厅——

重离子加速器:甘肃科技的靓丽名片

 

重离子治癌软件互动流程图

            
                 
             

本版图片均由甘肃科技报提供

  进入上世纪六十年代后,国际上兴起建造大型重离子加速器的热潮。上世纪七十年代初,我国开展了低能重离子物理及其应用研究。1988年12月,中科院近物所负责设计建造的兰州重离子加速器(HIRFL)建成出束,成为我国能量最高的中能重离子研究装置。

  1991年8月,原国家计委批准成立兰州重离子加速器国家实验室,向国内外开放。作为HIRFL的续建项目,兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)国家重大科学工程于2007年全面优质建成,2008年7月通过国家验收并投运。

  重离子重点研究方向

  展项主要展示新核素合成和研究;高精度质量测量;原子分子物理研究;核理论研究;宇航元器件单粒子效应加速器实验研究;重离子辐照诱变育种;重离子致癌研究等内容。

  通过立体图文介绍重离子实验室重点研究方向的成果和前沿问题。模型展示重离子实验在航天、农业方面的应用和产品。展台上设置3个听筒,播放重离子研究装置工作时不同组件发出的声音和实验录音。触摸屏可查询核天体相关内容,使参观者理解原子核中的相互作用,宇宙演化中的核过程。高精度质量测量连连看小游戏,游戏给出许多生活中常见的物品,参观者需在这些物品中找到精度的比较对象,如在空客A380上分辨出一个U盘的重量。宇航元器件单粒子效应加速器试验小游戏,模拟辐照试验,选出新材料和新工艺,使航天器更可靠、寿命更长。

  重离子治癌

  展项主要通过角色扮演类进行互动游戏,参观者扮演主治医师,在触摸屏上依照游戏环节进行选择和设置,根据癌症类型分类制定治疗计划,通电玻璃投影介绍治疗环节和重离子治癌原理。在照射治疗阶段,通电玻璃变透明,景箱亮起,参观者启动机电模型,观看照射定位演示,在触摸屏上依照游戏环节进行选择和动机电模型,观看模型演示照射定位,校准红外线在人体模型上进行定位。

  重离子治疗计划系统集成图像融合、图像分割,三维重建等医学图像处理技术,实现肿瘤靶区勾画,计划设计等功能,为临床治疗提供治疗方案的设计。

  兰州重离子研究装置

  展项由360度幻影成像装置(4面)、重离子研究模型和4个触摸屏组成,装置模型置于展台上,LED灯带演示离子束走向,模型置于展台平面下通过透明玻璃覆面,可四人独立操作互动。配合触摸屏上的操作,幻影成像将独立演示不同的内容。在幻影成像待机状态下只展示沙盘模型,而有观众操作互动开始,则模型区域关闭灯光变暗隐去。参观者通过触摸屏选择想要了解的装置结构,并观看全息影片介绍。

  全球重离子加速器分布

  展项通过图文结合触屏,展示国际重离子加速器装置在不同领域研究和成果的横向比较。墙面各国重离子加速器装置所在区域范围会用荧光材料描绘,参观者可控制展台上的紫外灯照射墙面,寻找地理位置标记。

  主要展示了法国重离子加速器国家实验室GANIL的LISE和SPIRAL;日本理化所的RIPS、日本千叶重离子医用加速器HIMAC;德国重离子加速器国家实验室GSI;西欧核子中心的ISOLDE;欧洲轻离子医用加速器EULIMA;美国MSU大学重离子加速器国家实验室的A1200;加拿大国家实验室的TRIUMF等内容。

  辐照诱变育种

  展项由辐照诱变实验装置、显示大屏、图文灯箱组成。

  实验装置包含离子束注入装置和数据分析屏,参观者推动摇杆控制辐照时间和离子束注入量,启动后数据分析屏显示参数变化、种子DNA突变过程的动画并展示普通种子和被辐照过的种子生长结果的对比。

  图文灯箱介绍新品种蔬菜、航天育种原理、航天育种与重离子辐照诱变原理的关系,以及甘肃天水航天育种基地的内容。

  重离子辐照诱变育种和航天育种原理接近,都属于辐射育种,但不同的是,重离子束可以人为控制并获取,而且获取成本相对低廉。

  航天育种的原理是植物种子搭乘航天飞船进入外太空,被宇宙中的射线辐射,植物遗传物质DNA损伤,修复过程中会产生基因突变,经过多代筛选,从而培育出新品种。

  国内外对重离子辐照诱变进行研究,得到了几十种植物新品种和十余种微生物新菌种,有的对实际生产带来巨大变化。兰州晨报记者武永明

 编辑:[杨晨雨]
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