科學網10月20日上海訊（記者黃辛）今天，記者從中科院上海光機所獲悉，該所強場激光物理國家重點實驗室在徐至展院士、李儒新研究員的領導下，在激光質子刀研究中取得重要進展。研究人員利用圓偏振拍瓦級超強超短激光脈衝轟擊納米厚度薄膜靶，獲得了大流強、準單能的高品質質子束，質子能譜峰能量達到9 MeV，峰值流強高達3×1012protons/MeV/sr。這一結果代表著激光驅動的質子刀方案向前邁出了關鍵一步。10月17日，相關研究成果已經發表於《物理評論快報》。

高能質子束在物質中傳(chuan) 輸時具體(ti) 獨特的布拉格峰，即質子在傳(chuan) 輸路徑上損失能量很少，能量主要沉積在末端。因此采用高能質子束治療體(ti) 內(nei) 癌症時，在殺死癌細胞的同時，能很好地保護健康細胞，這種治療手段被稱為(wei) 質子刀。基於(yu) 傳(chuan) 統加速器的質子刀腫瘤治療在國內(nei) 外都已取得很大進展。臨(lin) 床效果非常好，但缺點是治療費用十分昂貴，難以普及。

超強超短激光驅動的以等離子體(ti) 為(wei) 工作介質的高能質子加速器，由於(yu) 其加速梯度（單位長度內(nei) 粒子獲得的能量）遠大於(yu) 傳(chuan) 統加速器，大大縮小加速器規模，從(cong) 而有望減少治療費用，服務於(yu) 大眾(zhong) ，成為(wei) 新一代質子刀，即激光質子刀。用於(yu) 腫瘤治療的質子刀，需要滿足能量高、準單能、流強大等條件。激光質子刀研究雖已有近二十年時間，並取得了很多理論和實驗進展，但同時滿足這些條件還有很大困難，其實際應用受到製約。

在這項研究中，研究人員分析表明，基於(yu) 無碰撞激波的加速機製是產(chan) 生這種高品質高能質子束的原因，該機製預言質子能量可在現有的激光條件下定標到百兆電子伏特，滿足質子刀腫瘤治療的要求。此前該團隊已經利用線偏振激光在國際上率先獲得了基於(yu) 超強超短激光的無碰撞衝(chong) 擊波加速的實驗結果。

超強超短激光驅動產(chan) 生的超短脈衝(chong) 、高品質高能質子束還可應用於(yu) 質子照相與(yu) 材料檢測、激光核聚變快點火、實驗室天體(ti) 物理、激光核物理和核醫學等方麵的研究。

據悉，這項研究得到了中科院先導B類專(zhuan) 項、國家重點研發計劃及國家自然科學基金等項目的支持。