匠奥锅炉RO反渗透水处理设备功能特点介绍
一、制备原理
反渗透水处理设备通常由原水预处理系统、反渗透纯化系统、超纯化后处理系统三部分组成。预处理的目的主要是使原水达到反渗透膜分离组件的进水要求，保证反渗透纯化系统的稳定运行。反渗透膜系统是一次性去除原水中的98%以上离子、有机物及100%微生物（理论上）的经济实用的纯化方法。超纯化后处理系统通过多种集成技术进一步去除反渗透纯水中尚存的微量离子、有机物等杂质，以满足不同用途的终端水质指标要求。
二、工作原理
反渗透是精密的膜法液体分离技术，在进水（浓溶液）侧施加操作压力以克服自然渗透压，当高于自然渗透压的操作压力加于浓溶液侧时，水分子自然渗透的流动方向就会逆转，进水（浓溶液）中的水分子部分通过反渗透膜成为稀溶液侧的净化产水；反渗透设备能阻挡所有溶解性盐及分子量大于100的有机物，但允许水分子透过反渗透复合膜脱盐率一般大于98%，他们广泛用于工业纯水机电子超纯水制备，饮用纯净水生产、锅炉给水等过程，在离子交换前使用反渗透设备可大幅度降低操作用水和废水的排放量。
三、预处理系统介绍
反渗透水处理系统一般包括预处理系统、反渗透装置、后处理系统、清洗系统和电气控制系统。预处理系统一般包括石英砂过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器等。其主要作用是降低原水的污染指数和余氯等其他杂质，达到反渗透的进水要求。
预处理系统详细分类说明：
1、石英砂过滤器
石英砂过滤器主要去除水中的悬浮物、胶体、泥沙、粘土、腐植物、颗粒物等杂质，可降低水的浊度，达到水质澄清的目的，保护反渗透膜。
2、活性炭过滤器
活性炭过滤器主要利用活性炭表面大量的羟基（氢氧基）和羟基等官能团，对各种物资进行化学吸附，去除水中的异味、有机物、胶体、铁、余氯，同时降低水的色度、浊度，减少对反渗透系统的污染。
3、软化器
利用离子交换树脂上的钠离子交换水中的钙镁离子，降低水的硬度，同时用软水盐进行离子交换树脂再生。软水盐又名离子交换树脂再生剂。
4、精密过滤器
采用5微米的PP熔喷滤芯，主要是为去除前处理系统未去除干净的大于5微米的颗粒，截留前面三道过滤程序流失的滤料，从而保护RO膜。
滤芯能够达到正常使用条件，将影响到膜的正常工作条件，一般每3-4个月更换一次滤芯。
四、反渗透系统介绍
反渗透系统主要包括多级高压泵、反渗透膜元件、膜壳（压力容器）、支架等组成。其主要作用是去除水中的杂质，使出水满足使用要求。高压泵将保安过滤器出水升压至RO的工作压力，然后均匀分配给压力容器，水流被反渗透膜分开，并在压力容器内形成两条水流。一部分进水透过膜形成纯净水，剩余的无机盐和固体残渣滞留和浓缩起来形成浓水，从而时间无机盐与水的分离。
纯净水从装有反渗透膜体的每一根压力容器里流出来，并汇流后通过流量计再流出设备出水口进入纯水箱，浓水则从压力容器的浓水口流出。
反渗透膜除盐机理：在半透膜的表皮上布满了许多极细小的膜孔，膜的表面选择性的吸附了一层水分子，盐类溶质则被膜排斥，化合价态愈高的离子被排斥愈远，膜孔周围的水分子在反渗透压力的推动下，通过膜的毛细管作用流出纯水而达到除盐的目的。
反渗透系统的废水和纯水比例，通常家用小纯水机的比例是3:1,小型工业反渗透系统好的能达到1:1,大型的系统0.3:0.7，再想减少废水排放，成本会比较高，反渗透膜的使用寿命肯定也会缩短。这一膜分离技术在各领域都得到广泛的应用。
五、反渗透系统维护
1、做好日常水质检测和设备运行参数的记录工作，发现异常及时解决。每天定时检测并记录纯水电导，各点压力以及进出水流量等重要参数。
2、定期向盐箱内加再生剂，根据现场实际情况和产水量来设定再生时间，一般为3-4天加一次。
3、及时更换保安过滤器滤芯，一般3-6个月更换一次。
4、常擦拭机器，保持设备清洁。
5、经常检查管路是否有漏水现象并及时解决。
6、应保证设备的正常供水供电，如特殊情况停电停水需对设备进行重新调整时间，特别是停电后再生时间需要重新设置。
禁止无关人员触动电控部分的按钮即管路部分的阀门，防止误操作使设备不能正常使用。
六、应急措施
设备停电或主泵、膜等制造纯水的元件损坏而不能制造纯水时，可以开启软化水阀门，继续使用软化水而保证用水设备的正常工作，此方式需要根据用水设备的实际要求。
1、设备漏水比较严重时，应马上关掉设备的进水开关，并关掉电源；
2、在制水过程中，膜后压力表显示超过1.5MPA，电导率超过15US/CM或产水水质超过标准范围时，应及时更换树脂、膜、活性炭等耗材。
七、耗材更换说明
由于耗材石英砂、活性炭、软化树脂均为颗粒状物体，推积后易形成多孔结构，给菌类的长期繁殖提供了生长环境。
同时活性炭、软化树脂吸附有一定的饱和度，长期使用后过滤效果下降，当冲洗再生不能满足预处理效果后就可进行更换，确保反渗透膜件的进水水质。
在所有条件都符合的情况下，石英砂使用周期为10-24个月，活性炭使用收起10-24个月，树脂使用周期为10-12个月，精密过滤滤芯使用周期为3-6个月，反渗透膜使用周期为12个月左右。树脂再生周期：正常情况下，树脂再生周期为1-3天。
更多技术咨询、厂家报价、加盟经营、维修保养请联系189-3198-7180我们
一、制备原理
反渗透水处理设备通常由原水预处理系统、反渗透纯化系统、超纯化后处理系统三部分组成。预处理的目的主要是使原水达到反渗透膜分离组件的进水要求，保证反渗透纯化系统的稳定运行。反渗透膜系统是一次性去除原水中的98%以上离子、有机物及100%微生物（理论上）的经济实用的纯化方法。超纯化后处理系统通过多种集成技术进一步去除反渗透纯水中尚存的微量离子、有机物等杂质，以满足不同用途的终端水质指标要求。
二、工作原理
反渗透是精密的膜法液体分离技术，在进水（浓溶液）侧施加操作压力以克服自然渗透压，当高于自然渗透压的操作压力加于浓溶液侧时，水分子自然渗透的流动方向就会逆转，进水（浓溶液）中的水分子部分通过反渗透膜成为稀溶液侧的净化产水；反渗透设备能阻挡所有溶解性盐及分子量大于100的有机物，但允许水分子透过反渗透复合膜脱盐率一般大于98%，他们广泛用于工业纯水机电子超纯水制备，饮用纯净水生产、锅炉给水等过程，在离子交换前使用反渗透设备可大幅度降低操作用水和废水的排放量。
三、预处理系统介绍
反渗透水处理系统一般包括预处理系统、反渗透装置、后处理系统、清洗系统和电气控制系统。预处理系统一般包括石英砂过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器等。其主要作用是降低原水的污染指数和余氯等其他杂质，达到反渗透的进水要求。
预处理系统详细分类说明：
1、石英砂过滤器
石英砂过滤器主要去除水中的悬浮物、胶体、泥沙、粘土、腐植物、颗粒物等杂质，可降低水的浊度，达到水质澄清的目的，保护反渗透膜。
2、活性炭过滤器
活性炭过滤器主要利用活性炭表面大量的羟基（氢氧基）和羟基等官能团，对各种物资进行化学吸附，去除水中的异味、有机物、胶体、铁、余氯，同时降低水的色度、浊度，减少对反渗透系统的污染。
3、软化器
利用离子交换树脂上的钠离子交换水中的钙镁离子，降低水的硬度，同时用软水盐进行离子交换树脂再生。软水盐又名离子交换树脂再生剂。
4、精密过滤器
采用5微米的PP熔喷滤芯，主要是为去除前处理系统未去除干净的大于5微米的颗粒，截留前面三道过滤程序流失的滤料，从而保护RO膜。
滤芯能够达到正常使用条件，将影响到膜的正常工作条件，一般每3-4个月更换一次滤芯。
四、反渗透系统介绍
反渗透系统主要包括多级高压泵、反渗透膜元件、膜壳（压力容器）、支架等组成。其主要作用是去除水中的杂质，使出水满足使用要求。高压泵将保安过滤器出水升压至RO的工作压力，然后均匀分配给压力容器，水流被反渗透膜分开，并在压力容器内形成两条水流。一部分进水透过膜形成纯净水，剩余的无机盐和固体残渣滞留和浓缩起来形成浓水，从而时间无机盐与水的分离。
纯净水从装有反渗透膜体的每一根压力容器里流出来，并汇流后通过流量计再流出设备出水口进入纯水箱，浓水则从压力容器的浓水口流出。
反渗透膜除盐机理：在半透膜的表皮上布满了许多极细小的膜孔，膜的表面选择性的吸附了一层水分子，盐类溶质则被膜排斥，化合价态愈高的离子被排斥愈远，膜孔周围的水分子在反渗透压力的推动下，通过膜的毛细管作用流出纯水而达到除盐的目的。
反渗透系统的废水和纯水比例，通常家用小纯水机的比例是3:1,小型工业反渗透系统好的能达到1:1,大型的系统0.3:0.7，再想减少废水排放，成本会比较高，反渗透膜的使用寿命肯定也会缩短。这一膜分离技术在各领域都得到广泛的应用。
五、反渗透系统维护
1、做好日常水质检测和设备运行参数的记录工作，发现异常及时解决。每天定时检测并记录纯水电导，各点压力以及进出水流量等重要参数。
2、定期向盐箱内加再生剂，根据现场实际情况和产水量来设定再生时间，一般为3-4天加一次。
3、及时更换保安过滤器滤芯，一般3-6个月更换一次。
4、常擦拭机器，保持设备清洁。
5、经常检查管路是否有漏水现象并及时解决。
6、应保证设备的正常供水供电，如特殊情况停电停水需对设备进行重新调整时间，特别是停电后再生时间需要重新设置。
禁止无关人员触动电控部分的按钮即管路部分的阀门，防止误操作使设备不能正常使用。
六、应急措施
设备停电或主泵、膜等制造纯水的元件损坏而不能制造纯水时，可以开启软化水阀门，继续使用软化水而保证用水设备的正常工作，此方式需要根据用水设备的实际要求。
1、设备漏水比较严重时，应马上关掉设备的进水开关，并关掉电源；
2、在制水过程中，膜后压力表显示超过1.5MPA，电导率超过15US/CM或产水水质超过标准范围时，应及时更换树脂、膜、活性炭等耗材。
七、耗材更换说明
由于耗材石英砂、活性炭、软化树脂均为颗粒状物体，推积后易形成多孔结构，给菌类的长期繁殖提供了生长环境。
同时活性炭、软化树脂吸附有一定的饱和度，长期使用后过滤效果下降，当冲洗再生不能满足预处理效果后就可进行更换，确保反渗透膜件的进水水质。
在所有条件都符合的情况下，石英砂使用周期为10-24个月，活性炭使用收起10-24个月，树脂使用周期为10-12个月，精密过滤滤芯使用周期为3-6个月，反渗透膜使用周期为12个月左右。树脂再生周期：正常情况下，树脂再生周期为1-3天。
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【空间太阳能电站：科幻能否成现实？】盼来盼去，中国工程院院士、重庆大学教授杨士中团队期待已久的璧山空间太阳能电站实验基地（以下简称璧山基地）终于开工建设了。团队骨干专家、重庆大学微电子与通信工程学院教授仲元昌告诉《中国科学报》，该基地预计年底完工，明年正式开始相关试验。前期，他们已在300米高度开展能量传输试验。
据报道，国际上只有中国、美国、日本等少数几个国家真正开展空间太阳能电站地面验证。而在我国，除了杨士中团队外，中国工程院院士、西安电子科技大学教授段宝岩团队也在紧锣密鼓地开展相关试验。
在太空中建设太阳能电站，听起来很科幻，现实同样不容易。
中国科学院院士王希季曾在香山科学会议上将空间太阳能电站系统需要的关键技术总结为“聚、传、建”。而要攻克每一项关键技术，难度极大，以至于有专家学者直呼，建设空间太阳能电站只是一个概念。
【第一阶段的第一步】
其实，留给我国专家团队的时间不多了。
早在2010年8月，在中国空间技术研究院举办的空间太阳能电站技术研讨会上，12位院士和百余位相关领域专家提出了我国空间太阳能电站发展路线图。
根据路线图，2030年开始我国将建设兆瓦级小型空间太阳能试验电站，到2050年具备建设吉瓦级商业空间太阳能电站的能力。其中第一阶段又具体分三步，首先开展关键技术的地面及浮空器试验验证，其次开展高空超高压发电输电验证，最终开展空间无线传能试验。
而杨士中和段宝岩团队目前的工作正处在第一阶段的第一步。
仲元昌向《中国科学报》介绍，前者依托高空气球，先建设浮空平台，然后再开展微波传输原理、关键技术探索等试验。
杨士中团队考虑到目前的技术水平及条件受限，直接在3.6万公里的同步轨道做试验还不现实，就先在平流层建立起一个简单的太阳能电站。根据其计划，第一步先将气球放到300米低空开展试验；下一步再让气球升到2千米高空；最后，才会将气球平台升入平流层中，建立平流层太阳能电站，实现平流层的太阳能收集、储能，并以微波和激光的方式向无人机充电及地面的应急供电。
而后者是一种基于球面线聚焦原理的聚光方案。在西安电子科技大学校园内，一座巨大的三角形塔拔地而起。在塔中心，距离地面55米高处有四个半球面的聚光装置，每个直径约6.7米。当太阳光射入球形反射面上后，会汇集到一个固定的聚光区，再通过太阳能电池产生直流电，随后转成微波，通过发射天线传输到地面。
“虽然路线不同，但目的都是测试微波传输原理及相关关键技术。”仲元昌说。
值得一提的是，两个团队的项目同时在2018年12月启动。其中，西安电子科技大学的空间太阳能电站系统项目被命名为“逐日工程”。据媒体报道，璧山基地项目被称为全国首个空间太阳能电站实验基地；“逐日工程”被称为全球首个太阳能电站地面验证中心。
【只是概念吗】
其实，研究建设空间太阳能电站的国家不仅只有中国，这一概念最早由美国科学家在1968年提出。所谓空间太阳能电站，就是在空间将太阳能转化为电能，再通过无线能量传输方式传到地面的电力系统。
之所以提出建设空间太阳能电站，仲元昌分析，正是因为人类对新型清洁能源需求变得越来越迫切。但在新型清洁能源中，核能因其具有高风险性从而争议不断，风能、水能的稳定性又会受到季节和地理位置的影响。太阳能由于具有总量巨大，且具有取之不尽的优势，可成为未来能源供给的支柱。
“相比于地面太阳能电站，空间太阳能电站不受大气衰减、季节昼夜变化及地理位置的影响。”杨士中进一步解释，在西北地区，一平方米太阳能电池可产生0.4千瓦电，而在日照较少的重庆，仅产生0.1千瓦电。但在距离地球表面约3.6万公里的地球同步轨道上，发电功率可达10~14千瓦。
早在20世纪70年代和90年代，国际上分别发生几次能源危机，美国继而开始资助空间太阳能电站研究项目，并相继提出多个方案。日本从20世纪80年代开始研究，计划在2030年完成1吉瓦商业运行系统的技术线路图。
段宝岩设想，空间太阳能电站未来可以成为轨道中的“太空充电桩”。他指出，目前中小卫星需要携带太阳帆板进行充电，但其效率低，因为当卫星旋转到地球阴影区便无法充电。如果有了“太空充电桩”，卫星则不再需要太阳帆板，只需要新增一条接收天线，充电时飞过去，充完电再飞回来。“就像加油站一样。”段宝岩形容道。
在仲元昌看来，研究建设空间太阳能电站更重要的意义是可带动整个航天领域空间技术的全面进步，如在轨大型结构制造能力、人类利用空间能力以及具有非常多应用场景的微波/激光传输能力。
【争议中前行】
实际上，空间太阳能电站概念自提出以来就饱受争议，具体表现在技术、成本、安全上。
早在2011年，国际宇航科学院发布首份空间太阳能电站可行性和前景分析的国际评估报告。报告乐观地估计，空间太阳能电站不仅在技术上可行，且在未来30年内也在经济上可行。
但就目前来看，技术上是否可行，科学界还存在质疑。
例如，空间太阳能电站的远距离无线能量传输载体有微波和激光两种，相较而言，微波的能量传输效率更高、云层穿透损耗低、安全性较好，而且技术相对成熟。因此，现行的方案多以微波传输为主。
“在可预见的十年内，无线远距离能量传输这一核心关键技术难以取得重大突破。”中科院广州能源研究所研究员舒杰告诉《中国科学报》。
空间太阳能电站是一个非常庞大的系统工程，其重量、尺度方面远超现有航天设施，因此人们将其称为航天和能源领域的“曼哈顿工程”。例如，即使一个小型的兆瓦级空间太阳能电站的重量，就比现在的国际空间站要大，再考虑到发射所需要的大型运输火箭、在轨组装难度等，“不是一个量级”。仲元昌说。
中国空间技术研究院研究员王立等人分析提出了空间太阳能电站发展需要的9项关键技术，包括空间超大型可展开结构及控制技术、空间高效太阳能转化及超大发电阵技术、空间超大功率电力传输与管理技术、无线能量传输技术、轨道间转移技术及大功率电推进技术、空间复杂系统在轨组装及维护技术、大型运载器及高密度发射技术、电站系统运行控制及地面接收管理技术和电站发展的基础材料和器件研究。
鉴于空间太阳能电站商业运行的前期投入和建设难度巨大，以及国际舆论对空间大功率系统较为敏感，专家建议，开展国际合作是发展空间太阳能电站的重要途径。https://t.cn/A6IXZd8q
据报道，国际上只有中国、美国、日本等少数几个国家真正开展空间太阳能电站地面验证。而在我国，除了杨士中团队外，中国工程院院士、西安电子科技大学教授段宝岩团队也在紧锣密鼓地开展相关试验。
在太空中建设太阳能电站，听起来很科幻，现实同样不容易。
中国科学院院士王希季曾在香山科学会议上将空间太阳能电站系统需要的关键技术总结为“聚、传、建”。而要攻克每一项关键技术，难度极大，以至于有专家学者直呼，建设空间太阳能电站只是一个概念。
【第一阶段的第一步】
其实，留给我国专家团队的时间不多了。
早在2010年8月，在中国空间技术研究院举办的空间太阳能电站技术研讨会上，12位院士和百余位相关领域专家提出了我国空间太阳能电站发展路线图。
根据路线图，2030年开始我国将建设兆瓦级小型空间太阳能试验电站，到2050年具备建设吉瓦级商业空间太阳能电站的能力。其中第一阶段又具体分三步，首先开展关键技术的地面及浮空器试验验证，其次开展高空超高压发电输电验证，最终开展空间无线传能试验。
而杨士中和段宝岩团队目前的工作正处在第一阶段的第一步。
仲元昌向《中国科学报》介绍，前者依托高空气球，先建设浮空平台，然后再开展微波传输原理、关键技术探索等试验。
杨士中团队考虑到目前的技术水平及条件受限，直接在3.6万公里的同步轨道做试验还不现实，就先在平流层建立起一个简单的太阳能电站。根据其计划，第一步先将气球放到300米低空开展试验；下一步再让气球升到2千米高空；最后，才会将气球平台升入平流层中，建立平流层太阳能电站，实现平流层的太阳能收集、储能，并以微波和激光的方式向无人机充电及地面的应急供电。
而后者是一种基于球面线聚焦原理的聚光方案。在西安电子科技大学校园内，一座巨大的三角形塔拔地而起。在塔中心，距离地面55米高处有四个半球面的聚光装置，每个直径约6.7米。当太阳光射入球形反射面上后，会汇集到一个固定的聚光区，再通过太阳能电池产生直流电，随后转成微波，通过发射天线传输到地面。
“虽然路线不同，但目的都是测试微波传输原理及相关关键技术。”仲元昌说。
值得一提的是，两个团队的项目同时在2018年12月启动。其中，西安电子科技大学的空间太阳能电站系统项目被命名为“逐日工程”。据媒体报道，璧山基地项目被称为全国首个空间太阳能电站实验基地；“逐日工程”被称为全球首个太阳能电站地面验证中心。
【只是概念吗】
其实，研究建设空间太阳能电站的国家不仅只有中国，这一概念最早由美国科学家在1968年提出。所谓空间太阳能电站，就是在空间将太阳能转化为电能，再通过无线能量传输方式传到地面的电力系统。
之所以提出建设空间太阳能电站，仲元昌分析，正是因为人类对新型清洁能源需求变得越来越迫切。但在新型清洁能源中，核能因其具有高风险性从而争议不断，风能、水能的稳定性又会受到季节和地理位置的影响。太阳能由于具有总量巨大，且具有取之不尽的优势，可成为未来能源供给的支柱。
“相比于地面太阳能电站，空间太阳能电站不受大气衰减、季节昼夜变化及地理位置的影响。”杨士中进一步解释，在西北地区，一平方米太阳能电池可产生0.4千瓦电，而在日照较少的重庆，仅产生0.1千瓦电。但在距离地球表面约3.6万公里的地球同步轨道上，发电功率可达10~14千瓦。
早在20世纪70年代和90年代，国际上分别发生几次能源危机，美国继而开始资助空间太阳能电站研究项目，并相继提出多个方案。日本从20世纪80年代开始研究，计划在2030年完成1吉瓦商业运行系统的技术线路图。
段宝岩设想，空间太阳能电站未来可以成为轨道中的“太空充电桩”。他指出，目前中小卫星需要携带太阳帆板进行充电，但其效率低，因为当卫星旋转到地球阴影区便无法充电。如果有了“太空充电桩”，卫星则不再需要太阳帆板，只需要新增一条接收天线，充电时飞过去，充完电再飞回来。“就像加油站一样。”段宝岩形容道。
在仲元昌看来，研究建设空间太阳能电站更重要的意义是可带动整个航天领域空间技术的全面进步，如在轨大型结构制造能力、人类利用空间能力以及具有非常多应用场景的微波/激光传输能力。
【争议中前行】
实际上，空间太阳能电站概念自提出以来就饱受争议，具体表现在技术、成本、安全上。
早在2011年，国际宇航科学院发布首份空间太阳能电站可行性和前景分析的国际评估报告。报告乐观地估计，空间太阳能电站不仅在技术上可行，且在未来30年内也在经济上可行。
但就目前来看，技术上是否可行，科学界还存在质疑。
例如，空间太阳能电站的远距离无线能量传输载体有微波和激光两种，相较而言，微波的能量传输效率更高、云层穿透损耗低、安全性较好，而且技术相对成熟。因此，现行的方案多以微波传输为主。
“在可预见的十年内，无线远距离能量传输这一核心关键技术难以取得重大突破。”中科院广州能源研究所研究员舒杰告诉《中国科学报》。
空间太阳能电站是一个非常庞大的系统工程，其重量、尺度方面远超现有航天设施，因此人们将其称为航天和能源领域的“曼哈顿工程”。例如，即使一个小型的兆瓦级空间太阳能电站的重量，就比现在的国际空间站要大，再考虑到发射所需要的大型运输火箭、在轨组装难度等，“不是一个量级”。仲元昌说。
中国空间技术研究院研究员王立等人分析提出了空间太阳能电站发展需要的9项关键技术，包括空间超大型可展开结构及控制技术、空间高效太阳能转化及超大发电阵技术、空间超大功率电力传输与管理技术、无线能量传输技术、轨道间转移技术及大功率电推进技术、空间复杂系统在轨组装及维护技术、大型运载器及高密度发射技术、电站系统运行控制及地面接收管理技术和电站发展的基础材料和器件研究。
鉴于空间太阳能电站商业运行的前期投入和建设难度巨大，以及国际舆论对空间大功率系统较为敏感，专家建议，开展国际合作是发展空间太阳能电站的重要途径。https://t.cn/A6IXZd8q
[憧憬][憧憬][憧憬]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
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。
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。
医用重离子加速器建立在我国科研人员对重离子物理研究的突破性认识上
甘肃武威重离子中心的这套装置，核心是医用重离子加速器。它脱胎于中科院近代物理所建造的重大科学装置兰州重离子加速器，建立在我国科研人员对重离子物理研究的突破性认识上。
截至目前，人类已知的、归入元素周期表的元素共有118种，大多数都有同位素。例如氢的同位素有氕氘氚，碳的同位素有碳12、碳13和碳14等。科研人员了解和利用这些元素、同位素，为工业、农业和医学等领域服务。
射线能够以波或者粒子的形式穿过空间或物质释放能量，人类在医学上运用放射性元素和同位素消灭肿瘤的历史已有许多年。包括伽马射线和X射线的光子放疗、质子束的质子放疗，还有碳离子束的重离子放疗。
其中，重离子放疗具备明显优势。中国工程院院士、中科院近代物理所副所长夏佳文介绍，光子射线穿透人体健康组织时能量损耗较大，到达肿瘤时剂量变弱了。碳离子更像一枚精准制导的武器，能直抵病灶，集中释放能量，消杀癌细胞。其次，碳离子束对肿瘤DNA实施双链断裂的概率更高，相比其他放疗的单链断裂，更能防止癌细胞的残留和复发。令人振奋的是，碳离子放疗对健康人体组织产生破坏极小，不仅可以精准攻击并消灭肿瘤，而且治疗中无痛、副作用小，避免“杀敌一千，自损八百”的现象。正因如此，碳离子放疗是目前国际上公认的先进放疗手段。
我国在重离子领域的技术积累长达60余年。从“一五”期间中科院近代物理所建设1.5米回旋加速器为核物理研究夯实基础，到1988年建成我国第一台大型重离子研究装置兰州重离子加速器，再到“九五”期间研制出兰州重离子加速器冷却储存环，依托历代大科学工程和大科学装置，我国重离子研究呈现良好的发展局面。
依托雄厚的基础研究支撑和原创成果积累，1993年起，科研人员将目光投向重离子治疗癌症。2020年3月，我国首台具备自主知识产权的碳离子治疗系统在武威投入临床应用。
曾担任中科院近代物理所所长的中科院兰州分院院长肖国青自豪地说：“我们自主研发的这套‘回旋注入+同步主加速器’组合重离子医用装置，在主加速器的磁聚焦结构和注入方式上，实现了国产重离子治疗设备零的突破，走出一条从基础研究、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。”
将重离子基础研究成果转化成现实应用，凝结了科研和工程技术人员近30年的心血汗水
将重离子基础研究成果转化成现实应用，把科研装置变成医疗器械，听起来只有一步之遥，做起来却隔着万水千山，凝结了我国科研和工程技术人员近30年的心血和汗水。
跨越性成就的背后，是整个医用重离子加速器团队攻克了三大难题。
从“大”变“小”。每座大科学装置都融合了最顶尖的技术和最复杂的工艺，重离子加速器也不例外——外观体积巨大，内部精细无比。想把一个庞然大物放进医院，不是单纯意义上建造一个“缩小版”，而是需要在理论设计上有所突破，通过技术创新使得加速器周长更短、结构更紧凑。
从“粗”到“细”。要把一张理论图纸变成加工图纸，挑战很大。由于科研和医疗的试验要求各有侧重，想做出一台真正的医疗器械，就要重新调整工艺细节，这对设备的加工制造提出了很高要求。例如，重离子束“打”在肿瘤上，要求束斑中心位置稳定性误差极小，相关工艺必须更细更精密。再比如，用重离子帮助患者治病，必须保证仪器运转的稳定与可靠。
从“专”到“全”。我国把医疗器械的安全性放在首位，相应对医疗器械的资格审批、规范制定、追溯流程都十分严格。此前，医用重离子加速器在国内尚未有统一产品标准和检测方案。为了确保万无一失，国家对中科院近代物理所等单位研制的第一台医用重离子加速器审核，可谓是“严上加严”。
为了克服道道难关，中科院近代物理所的科研人员、产业化公司的技术人员、当地的医生们团结协作，边学边改，边检边调，开始了艰苦的工程化过程。中科院近代物理所产业化企业、国科离子医疗科技有限公司董事长马力祯回忆：“2018年，为了给相关审批部门提供严谨的检测报告，光准备的资料就堆满了房间，甚至用小车才拉得动。如果达不到医用标准，这台重离子加速器就是一堆废铁。”
从无到有，一步步走向产业化，团队不是闭门造车，而是注重市场牵引，要做满足医患需求的医疗器械。
马力祯介绍，他们曾经认为患者接受治疗，只需按照传统方式躺在病床上就可以。后来调研发现，用机械臂把患者抬起来，与加速器默契配合，能更方便地让射线照射患者身体。团队立刻整改细节，在第二代设备中加装了操作更灵活的机械臂。
功夫不负有心人。2019年下半年，整套碳离子治疗系统获得注册许可，我国终于有了自己的医用重离子加速器。
肖国青说，这台自主研发的医用重离子加速器，无论性能指标还是临床反馈，都不逊色于进口设备。尤其是国产重离子治疗装置成本只有发达国家的1/3至1/2，在价格上具备明显优势。同时，国产重离子治疗装置同步加速器的周长只有56.2米，是目前世界上所有医用重离子加速器中周长最短的同步加速器系统，有利于医院减少投入。依托国内完善的加工制造业体系，整套医疗器械的维修成本也大大降低，并且维修时效很快。
推动国产重离子治疗装置在全国落地，让这一大型医用设备为更多患者服务
武威重离子中心碳离子治疗系统包括中央控制室、物理计划室、中控大厅、配电室及电源间，配备4个治疗室。
“根据患者病种的不同，重离子治疗的时间和次数也不同。从目前完成治疗患者的临床随访结果来看，疗效显著，患者的病情得到有效控制。”武威肿瘤医院院长叶延程介绍，截至目前，中心共治疗患者375例（包括临床试验患者），治疗病种涵盖中枢神经系统肿瘤、头颈部和颅底肿瘤、胸腹部肿瘤、盆腔肿瘤等。
人类与癌症的斗争已经持续了数千年，即使是最微小的进步背后都有科学技术的加持。“作为科研人员，我们期望能在科学原理上取得更多突破，掌握更多重离子的机理奥秘，加快技术研发，争取为更有效的治癌手段提供科技支撑。”夏佳文表示。
下一步，国科离子医疗科技有限公司将推动国产重离子治疗装置在全国落地。马力祯说，除了已投入运营的武威重离子中心和将要开展临床试验的兰州重离子治疗装置，正在建设的还有其他城市的4台装置，另有多地也签订了合作协议。“建造布局将充分考虑人口和地理因素，将装置放在国家区域医疗中心，提升重离子治疗服务的可及性。”
肖国青说，未来将继续研制更加小型的治疗装置，降低占地面积、治疗费用，借助人工智能、5G技术等手段升级改造设备，提升智能化水平。还将大力培养重离子治疗的人才队伍，精心培训更多一线放疗医生和放射物理师，让医用重离子加速器为更多患者服务。
#南方健康#
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。
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。
医用重离子加速器建立在我国科研人员对重离子物理研究的突破性认识上
甘肃武威重离子中心的这套装置，核心是医用重离子加速器。它脱胎于中科院近代物理所建造的重大科学装置兰州重离子加速器，建立在我国科研人员对重离子物理研究的突破性认识上。
截至目前，人类已知的、归入元素周期表的元素共有118种，大多数都有同位素。例如氢的同位素有氕氘氚，碳的同位素有碳12、碳13和碳14等。科研人员了解和利用这些元素、同位素，为工业、农业和医学等领域服务。
射线能够以波或者粒子的形式穿过空间或物质释放能量，人类在医学上运用放射性元素和同位素消灭肿瘤的历史已有许多年。包括伽马射线和X射线的光子放疗、质子束的质子放疗，还有碳离子束的重离子放疗。
其中，重离子放疗具备明显优势。中国工程院院士、中科院近代物理所副所长夏佳文介绍，光子射线穿透人体健康组织时能量损耗较大，到达肿瘤时剂量变弱了。碳离子更像一枚精准制导的武器，能直抵病灶，集中释放能量，消杀癌细胞。其次，碳离子束对肿瘤DNA实施双链断裂的概率更高，相比其他放疗的单链断裂，更能防止癌细胞的残留和复发。令人振奋的是，碳离子放疗对健康人体组织产生破坏极小，不仅可以精准攻击并消灭肿瘤，而且治疗中无痛、副作用小，避免“杀敌一千，自损八百”的现象。正因如此，碳离子放疗是目前国际上公认的先进放疗手段。
我国在重离子领域的技术积累长达60余年。从“一五”期间中科院近代物理所建设1.5米回旋加速器为核物理研究夯实基础，到1988年建成我国第一台大型重离子研究装置兰州重离子加速器，再到“九五”期间研制出兰州重离子加速器冷却储存环，依托历代大科学工程和大科学装置，我国重离子研究呈现良好的发展局面。
依托雄厚的基础研究支撑和原创成果积累，1993年起，科研人员将目光投向重离子治疗癌症。2020年3月，我国首台具备自主知识产权的碳离子治疗系统在武威投入临床应用。
曾担任中科院近代物理所所长的中科院兰州分院院长肖国青自豪地说：“我们自主研发的这套‘回旋注入+同步主加速器’组合重离子医用装置，在主加速器的磁聚焦结构和注入方式上，实现了国产重离子治疗设备零的突破，走出一条从基础研究、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。”
将重离子基础研究成果转化成现实应用，凝结了科研和工程技术人员近30年的心血汗水
将重离子基础研究成果转化成现实应用，把科研装置变成医疗器械，听起来只有一步之遥，做起来却隔着万水千山，凝结了我国科研和工程技术人员近30年的心血和汗水。
跨越性成就的背后，是整个医用重离子加速器团队攻克了三大难题。
从“大”变“小”。每座大科学装置都融合了最顶尖的技术和最复杂的工艺，重离子加速器也不例外——外观体积巨大，内部精细无比。想把一个庞然大物放进医院，不是单纯意义上建造一个“缩小版”，而是需要在理论设计上有所突破，通过技术创新使得加速器周长更短、结构更紧凑。
从“粗”到“细”。要把一张理论图纸变成加工图纸，挑战很大。由于科研和医疗的试验要求各有侧重，想做出一台真正的医疗器械，就要重新调整工艺细节，这对设备的加工制造提出了很高要求。例如，重离子束“打”在肿瘤上，要求束斑中心位置稳定性误差极小，相关工艺必须更细更精密。再比如，用重离子帮助患者治病，必须保证仪器运转的稳定与可靠。
从“专”到“全”。我国把医疗器械的安全性放在首位，相应对医疗器械的资格审批、规范制定、追溯流程都十分严格。此前，医用重离子加速器在国内尚未有统一产品标准和检测方案。为了确保万无一失，国家对中科院近代物理所等单位研制的第一台医用重离子加速器审核，可谓是“严上加严”。
为了克服道道难关，中科院近代物理所的科研人员、产业化公司的技术人员、当地的医生们团结协作，边学边改，边检边调，开始了艰苦的工程化过程。中科院近代物理所产业化企业、国科离子医疗科技有限公司董事长马力祯回忆：“2018年，为了给相关审批部门提供严谨的检测报告，光准备的资料就堆满了房间，甚至用小车才拉得动。如果达不到医用标准，这台重离子加速器就是一堆废铁。”
从无到有，一步步走向产业化，团队不是闭门造车，而是注重市场牵引，要做满足医患需求的医疗器械。
马力祯介绍，他们曾经认为患者接受治疗，只需按照传统方式躺在病床上就可以。后来调研发现，用机械臂把患者抬起来，与加速器默契配合，能更方便地让射线照射患者身体。团队立刻整改细节，在第二代设备中加装了操作更灵活的机械臂。
功夫不负有心人。2019年下半年，整套碳离子治疗系统获得注册许可，我国终于有了自己的医用重离子加速器。
肖国青说，这台自主研发的医用重离子加速器，无论性能指标还是临床反馈，都不逊色于进口设备。尤其是国产重离子治疗装置成本只有发达国家的1/3至1/2，在价格上具备明显优势。同时，国产重离子治疗装置同步加速器的周长只有56.2米，是目前世界上所有医用重离子加速器中周长最短的同步加速器系统，有利于医院减少投入。依托国内完善的加工制造业体系，整套医疗器械的维修成本也大大降低，并且维修时效很快。
推动国产重离子治疗装置在全国落地，让这一大型医用设备为更多患者服务
武威重离子中心碳离子治疗系统包括中央控制室、物理计划室、中控大厅、配电室及电源间，配备4个治疗室。
“根据患者病种的不同，重离子治疗的时间和次数也不同。从目前完成治疗患者的临床随访结果来看，疗效显著，患者的病情得到有效控制。”武威肿瘤医院院长叶延程介绍，截至目前，中心共治疗患者375例（包括临床试验患者），治疗病种涵盖中枢神经系统肿瘤、头颈部和颅底肿瘤、胸腹部肿瘤、盆腔肿瘤等。
人类与癌症的斗争已经持续了数千年，即使是最微小的进步背后都有科学技术的加持。“作为科研人员，我们期望能在科学原理上取得更多突破，掌握更多重离子的机理奥秘，加快技术研发，争取为更有效的治癌手段提供科技支撑。”夏佳文表示。
下一步，国科离子医疗科技有限公司将推动国产重离子治疗装置在全国落地。马力祯说，除了已投入运营的武威重离子中心和将要开展临床试验的兰州重离子治疗装置，正在建设的还有其他城市的4台装置，另有多地也签订了合作协议。“建造布局将充分考虑人口和地理因素，将装置放在国家区域医疗中心，提升重离子治疗服务的可及性。”
肖国青说，未来将继续研制更加小型的治疗装置，降低占地面积、治疗费用，借助人工智能、5G技术等手段升级改造设备，提升智能化水平。还将大力培养重离子治疗的人才队伍，精心培训更多一线放疗医生和放射物理师，让医用重离子加速器为更多患者服务。
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