重离子加速器,重离子加速器是指用来加速比α粒子重的离子加速器，有时也可用来加速质子。通过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。
重离子束与物质相互作用的特殊机理使得它在肿瘤治疗方面具有一系列明显的优点;重离子束治疗精度高(毫米量级);剂量相对集中，照射治疗时间短，疗效高;对肿瘤周围健康组织损伤小;重离子東治疗能做到实时监测，便于控制辐照位置和剂量。中国首台自主研发的医用重离子加速器成功出束。
医用重离子加速器发展史
上世纪
上世纪70年代美国开始初步探索
重粒子线治疗最初的临床探索是在美国进行的。上世纪70年代，美国的劳伦斯伯克利国家实验室开始将氖离子束应用于临床探索，获得了不少新知。但在1993年由于资金困难和设备老化的原因，终止了探索性研究。
1984
世界第一台医用重离子设备放医研“HIMAC”建设计划启动
日本国立放射线医学综合研究所(以下简称放医研)早在1979年就开始了质子线癌症治疗的临床研究。由于美国在初步探索中发现了重离子对癌细胞生物学效应更好等特征，同时重离子设备可能兼容质子，作为国家《第一个抗癌十年综合战略》中重要的一环，日本于1984年在放医研(日本千叶县)开始筹建世界上首台医用重离子设备HIMAC。
1994
放医研正式收治肿瘤患者
人类有史以来为战胜癌症做出的最壮绝努力，总投资超过400亿日元，集合东芝、日立、三菱、住友四大知名企业的设备制造能力，历时近10年，占地125乘以65平方米的放医研HIMAC，从1994年开始正式收治肿瘤患者。在此之前，放医研科研人员对质子以及其它带电离子的疗效进行了大量基础性研究，最终选择了生物学效应最好、剂量分布最佳的碳离子进行难治性肿瘤治疗。放医研在积累治疗成绩的同时，还同时进行着提高照射技术和以推广普及为目的的小型化医用重离子设备研发。
2003
放医研医用重离子技术被日本国家批准为“高度先进医疗”
截至2001年医研治疗患者人数累计超过1000名，2003年医用重离子技术被日本厚生省厚生劳动大臣批准为“高度先进医疗”。
2010
第二代小型化医用重离子设备开始投入治疗
随着重粒子线治疗的有效性的呈现，为了满足全国癌症患者的治疗需求，2010年群马大学附属医院建成了第一台第二代小型化普及型医用重粒子线设备，设备投资减少一半以上，占地面积也约为放医研HIMAC的三分之一左右，在重粒子技术普及方面迈出了关键性一大步。
2016
第三代医用重离子关键设备超导旋转机架在放医研落成
为提高治疗安全性并达到最佳疗效，旋转机架是必须设备。质子线360旋转机架成为全球质子治疗中心标配，但重离子实现技术难度更大，直到2016年，在放医研和东芝多年持续不懈的努力下，全球首台超导医用重离子旋转机架落成。在此之前，放医研也相机攻克了三维扫描、呼吸门控等关键技术，这标志着医用重离子技术走向成熟，是实验性研究阶段走向临床应用阶段的重大里程碑。
2017
放医研公布次世代医用重离子设备“量子刀”研发计划
2017年，在日本国立放射线医学综合研究所迎来60年华诞之际，放医研向外界公布和东芝、日立、三菱、住友四家企业联合攻关次世代医用重离子设备『量子刀』的重大消息。其研发关键在于，采用激光等离子技术替代目前医用重离子设备中体积最大、耗资最多的同步加速器部分。最乐观的估计整个研发至少耗时十年，部分业界专家认为可能需要二十年甚至更长的时间。研发成功虽然对医用重离子设备的疗效不会起到太大改变，但可能将设备占地面积缩小到20乘以10平方米，设备投资也将大幅减少，将对医用重离子技术的全球普及起到决定性作用。
2021
“国之骄傲”我国首台重离子加速器成功应用
甘肃武威重离子中心治疗室，医生正用仪器给一名肿瘤患者进行碳离子放疗……这套治疗系统就是我国首台具备自主知识产权的重离子治疗肿瘤专用装置(即医用重离子加速器/碳离子治疗系统)。它由中科院近代物理研究所及其产业化公司研制和运行维护，由武威肿瘤医院负责临床运营。
甘肃武威碳离子治疗装置。中国科学院近代物理研究所供图
这一装置的成功应用，标志着我国成为全球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，实现我国在大型医疗设备研制方面的历史性突破，我国高端医疗器械装备国产化迈出了新的步伐。
中国科学院近代物理研究所研发的医用重离子加速器系统具有完全自主知识产权，部件设备的国产率达到90%。首台国产医用重离子加速器已完成注册检测并全面达标，标志着其性能指标和安全性完全满足癌症患者的治疗需要，打通了从基础研究、技术研发、产品示范到产业化应用的全产业链自主创新之路，为打造千亿重离子高端制造业、精准离子医疗和运行服务业奠定了坚实的技术基础，符合国家战略，是国之重器回报社会的典范。
“医用重离子加速器”之原理
医用重离子加速器誉为“治癌利器”，“十二五”期间，我国优先安排了16项重大科技基础设施建设，有两项落户惠州，即加速器驱动嬗变研究装置( CIADS)、强流重离子加速器装置(HIAF)在惠东稔平半岛，总投资超过67亿元的中科院两大科学装置的场平工程已经完工。3月12日，两大科学装置入列国家“十四五”规划，预计2025～2026年建成投用。
这两大科学装置，HLAF主要目标是解决原子核物理前沿科学问题; CIADS主要是解决核燃料利用率低，核废料安全装置等重大问题。其中，HLAF建成后将是国际上脉冲東流强度最高的重离子加速器装置，建成后，将帮助科学家认识物质结构、探索自然规律，其相关的科研成果还能应用于广泛的工农业生产和民生生活，造福社会。
重离子加速器，其实离日常生活并不遥远，其技术成果可在经济社会众多领域应用推广。中科院近代物理研究所负责人介绍，被誉为“治癌利器”的医用重离子加速器可治疗肿瘤、杀死癌细胞，造福全社会。那么，“医用重离子加速器”，是一台怎样的医疗装备?医用重离子加速器，又称碳离子治疗系统，是由中国科学院近代物理研究所(以下简称近物所)及其控股公司研发生产的世界最大型医疗器械，融合了加速器、核探测、医学诊疗等相关技术，提供碳离子束用于癌症的治疗。
医用重离子加速器的出现，意味着在抗击癌症的放疗之路上，中国正式迈入了全面升级并且拥有自主知识产权的“放疗2.0时代"离子治疗可精准猎杀癌细胞
世界卫生组织指出:癌症是全球第二大死因，在我国，恶性肿瘤(癌症)已经成为严重威胁人民群众健康的主要公共卫生问题之ー。当前肿瘤治疗的三大手段是外科手术、放射治疗和化学治疗，其中放射治疗己是肿瘤最主要的治疗方法之一。作为一种物理治疗手段，放射治疗已有100多年历史。
在“放疗1.0时代”，最常使用的射线是X射线，被称为传统放疗射线(光子放疗)。在对抗癌细胞时，传统射线就像是一个蒙着眼睛的杀手，无法主动辨别正常细胞和癌细胞，在进入人体后实施无差别杀伤。这对于患者而言，随之而来的就是难以避免的副作用，甚至容易造成更为严重的并发症。所以某种程度上，治疗效果其实就是在“赌”，赌的是好细胞和癌细胞谁先扛不住。
随着核科学技术的发展，人们发现质子和重的带电粒子一重离子的深度剂量分布非常适合于治疗肿瘤。与常规放疗使用的射线相比，重离子束放疗治，在到达肿瘤病灶前，能量释放不多，但到达病灶后，会瞬间释放大量能量，形成名为“布拉格峰”的能量释放轨迹，从而实现“立体定向爆破”。
重离子射线治疗肿瘤疾病，通过医用重离子加速器，可把肉眼无法看见的碳离子打入病患体内，精准猎杀癌细胞，又能将射线对病灶周围健康组织的损伤控制到极小的范围。综合来看有对肿瘤细胞杀伤力大，对正常人体细胞损伤小，疗程短、无痛苦、副作用小、治愈率高等优势，被国际公认为21世纪最理想的放疗用射线。
近物所历经27年的潜心研究，使我国打破国外技术垄断，成为继美国、日本、德国之后第四个掌握重离子治疗肿瘤技术的国家。为了更好地推广重离子治癌技术，中国科学院控股有限公司会同近物所成立国科离子医疗科技有限公司，“国科离子”将担负起医用重离子加速器产业化及市场化的重任。目前，首台医用重离子加速器已在甘肃省武威重离子医院正式临床应用，至今已完成300多例患者治疗。
