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聚变能研究者改行搞中子治疗癌症

发布时间:2018-4-11 16:27    来自: 中国核网

近日,致力于聚变能研究的美国三阿尔法公司(TAE Technologies)成立子公司TAE Life Sciences,并完成了A4000万美元融资,致力于通过低能强流加速器中子束技术,推进硼中子俘获癌症疗法(BNCT)的临床开发。这家曾风靡各大媒体的聚变能研究公司为何改行搞中子治疗癌症了呢?

1. 聚变能研究进展缓慢,三阿尔法野心渐失

在能源领域,什么技术最炫酷?核聚变!什么技术最打击自信?还是核聚变!没有任何能源技术比它令人更辗转反侧又难舍难分,看起来永远距离我们只有50年之遥。在国际热核聚变实验堆进展缓慢的大背景下,私营企业如今开始站出来迎接挑战。

建设中的ITER

(ITER计划是当今世界最大的国际科技合作计划之一,也是迄今我国参加的规模最大的国际科技合作计划,吸引了包括中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国等世界主要核国家和科技强国共同参与)

在国际上,先后有多家私营公司成立,采用不同于托卡马克的方式开展聚变能研究。包括美国的洛克希德马丁公司和三阿尔法公司,以及加拿大的通用核聚变公司等。其中美国的三阿尔法公司(Tri Alpha Energy (TAE) Technologies)最为闪耀,它成立于1998年,致力于发展质子(p)-硼(B)反应的聚变能,实现无中子聚变能。由于质子与硼的聚变反应生产三个α粒子,整个反应的燃料和产物都没有放射性物质,而且硼在地球上的资源非常丰富,因此被认为是最为清洁的聚变能方式之一。

TAE Technologies的Norman装置

然而,众所周知,质子与硼发生聚变反应所需要的温度比氘-氚反应更高,而且反应率低,作为聚变能利用所需要的条件比氘-氚高500倍。也有不少评论指出TAE Technologies发展的聚变堆很难达到聚变能利用的条件,因为其能达到的聚变能量增益较低,美国德克萨斯大学奥斯汀分校的评估报告也指出,这不是一个可行的方案,除非发展出效率不小于84%的电能转换技术。尽管在2017年,TAE Technologies建成了Norman装置,实现聚变温度达到5000万度以上,达到了一个里程碑的进展,但是这仍然只是万里长征的第一步。

此外,与其他初创公司一样,TAE Technologies的资金主要来源于私人基金,与政府在该领域花费的资金相比,投资人注入这些核聚变创业企业的钱仍然只是九牛一毛。比如ITER,据官方估算,建造成本现在已达到130亿欧元,考虑各国政府内部鼓励相关的配套研究,聚变能的研究将花费更大的成本, 更何况TAE Technologies的聚变反应方案比ITER的难度更高。所以核物理学领域的专家并不看好这家创业公司,认为实现质子(p)-硼(B)聚变发电,似乎还有很长的“路”要走。这将会为投资者的口袋带来巨大的风险!

2.开展聚变癌症治疗,或许是三阿尔法不得已的选择

 而如果把应用于聚变堆的加速器中子束技术用于硼中子俘获癌症疗法(BNCT),则有可能很快会带来收益。硼中子俘获癌症疗法(BNCT)是一种能够选择性地阻击癌细胞的生物靶向放射治疗方法,理论诞生于1936年,至今已经有80余年的发展历史。如果把治疗癌症比作射击比赛,那么癌细胞就如同靶心,在众多命中目标的射击方法中,最为先进的当属“硼中子俘获疗法(BNCT)”。美国、日本、芬兰、瑞典、意大利、荷兰、阿根廷和中国等曾先后对1000余名患者做了临床治疗,取得了明显疗效。但囿于中子源技术,没有取得广泛应用。

硼中子俘获治疗(BNCT)原理

近年来,随着强流质子加速器技术的迅速发展,硼中子俘获疗法在医院的广泛应用成为可能。很多国家已将基于强流质子加速器的硼中子俘获治疗作为战略产业进行扶持,大步迈入产业化推广阶段。TAE Technologies公司瞄准这一商机,于去年迅速成立子公司TAE Life Sciences公司,致力于通过低能强流加速器中子束技术,推进硼中子俘获癌症疗法(BNCT)的临床开发,并完成了A轮4000万美元融资。

TAE Life Sciences拥有的基于加速器的BNCT平台,核心即为核聚变公司TAE Technologies的加速器发射中子束技术,该平台具有紧凑型、高性价、高精准和可靠性高的特点,并可设置调节发射中子束,从而优化BNCT疗法。为了让这种新一代BNCT疗法推向临床,TAE Life Sciences组建了跨学科团队,包括临床医生、肿瘤放射学家、物理学家和其他科研人员等,并与亚洲领先的BNCT技术公司建立了合作,TAE Life Sciences将向其提供其中子束系统,以便在医疗应用中尽快安装。

TAE Life Sciences的癌症治疗设备广泛销售还需要几年的时间,这项技术需要经过临床试验并获得各个国家政府的批准。不过这个时间尺度并不会对聚变技术产生影响,后者几十年来一直是“几十年”。TAE技术总裁兼首席技术官 Michl Binderbauer 将聚变技术用于癌症治疗这项策略形容是核聚变公司的游戏规则的改变:“这将是我们的第一笔收入。”或许谁也没有想到,致力于聚变能商用化的TAE Technologies公司,其第一桶金有可能将来源于癌症治疗,其业务重心或将转到癌症治疗。

参考来源:

  1. ITER官网

    https://www.iter.org/faq#collapsible_1

  2. National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2017. Interim Report of the Committee on a Strategic Plan for U.S. Burning Plasma Research. Washington, DC: The National Academies Press. doi: https://doi.org/10.17226/24971.

    https://www.nap.edu/catalog/24971/interim-report-of-the-committee-on-a-strategic-plan-for-us-burning-plasma-research

  3. 科学家呼吁美国支持ITER项目—称该国核聚变研究落后于世界水平

    http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/1/398791.shtm

  4. TAE Technologies

    https://tae.com/

  5. Nuclear Fusion Startup Tri Alpha Energy Hits a Big Milestone, But it’s just one step in a very long process.

    https://www.greentechmedia.com/articles/read/fusion-startup-tri-alpha-energy-hits-a-big-milestone#gs.4NMmveI

  6. TAE Life Sciences announces $40 million Series A funding for Boron Neutron Capture Therapy

    https://www.dotmed.com/news/story/42042

  7. TAE Technologies forms life sciences subsidiary

    https://www.pharmaceutical-technology.com/news/tae-technologies-forms-life-sciences-subsidiary/

  8. 硼中子俘获疗法(BNCT)治疗癌症详述

    http://www.xianjichina.com/news/details_46353.html

  9. 【前沿·核聚变】为何一家核聚变公司开始研究癌症治疗?

    https://mp.weixin.qq.com/s/gNfObDnJZnd_MlLSbscQQA

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