第十届全国高能量密度物理会议

胡智民 教授 博导

报告题目:氢氮聚变及其在放射医学中的应用研究

报告主要内容:

与传统的氘氚聚变不同,氢氮聚变通过氢(H)和氮(15N)的聚变反应,产生次级粒子的同时释放出大量能量。反应物氢和氮在自然界中含量丰富,反应本身不产生中子,反应产物相对较少,无毒无放射性,对环境的潜在影响较小。产生高能粒子可以通过复杂的技术手段转化为电能,进而满足人类对清洁能源日益增长的需求。与传统的化石燃料相比,氢氮聚变不仅能显著减少温室气体排放,还能提供稳定和持续的能源供应。因高能量输出和相对清洁的特性,氢氮聚变在能源开发领域有望成为具有巨大潜力的能源解决方案。此外,该反应不仅在能源领域具有重要应用前景,在放射医学中也展现出独特的优势。相比传统的X射线和质子束流,通过在癌细胞中预先植入含有的药物,质子与其发生核反应而产生的高能α粒子和碳离子,具有更强的杀伤力,能够破坏癌细胞的DNA双链结构,从而在质子治疗的基础上进一步显著提高治疗效果。在本研究中,我们通过结合蒙特卡罗模拟与实验研究,对氢氮聚变在质子放射治疗中的应用进行了初步探索。模拟结果验证了该治疗方法的有效性,特别是发现15N的存在显著提升了质子的最大剂量水平,从而在肿瘤细胞中实现了更为精确的损伤。在实验层面,我们成功实施了肿瘤细胞存活率和染色体畸变实验,深入探讨了肿瘤细胞对15N药物的摄取机制以及该技术对肿瘤细胞的生物学影响。因此,氢氮聚变作为一种新兴的核聚变反应形式,不仅在能源开发中展现出巨大的潜力,还在放射医学中提供了新的治疗手段。通过深入研究氢氮聚变的反应机制和优化其应用技术,我们有望在未来实现更加高效和安全的能源利用和肿瘤治疗,为人类社会的可持续发展和健康保障做出贡献。

报告人简介:

胡智民,博士,四川大学教授,博士生导师,四川省“千人计划”创新领军人才。担任中国核学会核聚变与等离子体物理分会理事、中国物理学会原子与分子物理专委会青年委员、四川省原子与分子物理专委会副主任委员、四川省国促会放射治疗与放射生物专委会常务委员,2023年入选四川大学科技领军人才培育计划和四川省学术和技术带头人后备人选。

       先后获得省部级科技进步二等奖4次、华夏医学科技奖三等奖1次。作为第一或者通讯作者在包括Physical Review Letters、Physical Review A等研究领域内权威SCI期刊发表论文20余篇,担任物理学顶级期刊Physical Review Letters的审稿人、国家重点研发计划/国家万人计划创新领军、青年拔尖/国家自然科学基金(面/青/地/出版)项目的会评或函评专家。20多次在ICMRE、ICPEAC、HCI等国际国内学术会议上做邀请报告。