超快激光技術(shù)不斷帶來(lái)意想不到的進(jìn)步。乍一看，這一領(lǐng)域的研究可能有些抽象，但它們卻經(jīng)常帶來(lái)實(shí)際應(yīng)用。這一點(diǎn)在醫(yī)療保健領(lǐng)域尤為明顯，該技術(shù)被用于特定癌癥的治療。這項(xiàng)應(yīng)用是法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究院（INRS）先進(jìn)激光光源實(shí)驗(yàn)室（ALLS）的研究團(tuán)隊(duì)在能源材料電信研究中心（EMT Centre）主任François Légaré教授指導(dǎo)下開(kāi)展的最新工作中發(fā)現(xiàn)的。

　　這項(xiàng)工作是與麥吉爾大學(xué)健康中心（MUHC）的醫(yī)學(xué)物理學(xué)家合作的成果。該團(tuán)隊(duì)的研究成果發(fā)表在《激光與光子學(xué)評(píng)論》雜志上，其結(jié)果使人們對(duì)高功率激光脈沖的某些知識(shí)產(chǎn)生了質(zhì)疑，而這些知識(shí)在科學(xué)界已成為共識(shí)。

　　國(guó)家科學(xué)研究院EMT中心主任François Légaré說(shuō)：我們首次證明了，在特定條件下，激光束在環(huán)境空氣中緊密聚焦可以加速電子，使其能量達(dá)到MeV（兆電子伏特）范圍，與用于癌癥放射治療的某些輻照裝置的能量數(shù)量級(jí)相同。

　　在環(huán)境空氣中聚焦足夠高強(qiáng)度的激光脈沖會(huì)在焦點(diǎn)處產(chǎn)生等離子體，這一點(diǎn)已經(jīng)得到證實(shí)。該等離子體是電子源，最多可將電子加速到幾千電子伏（keV）的能量。直到最近，由于物理限制，在環(huán)境空氣中還無(wú)法達(dá)到更高的能量。研究小組證明，在環(huán)境空氣中加速的電子能夠達(dá)到MeV的能量范圍，或者說(shuō)比以前難以逾越的限制高出約1000倍。

　　更好的癌癥治療

　　EMT中心團(tuán)隊(duì)取得的研究突破，為醫(yī)學(xué)物理學(xué)的重大進(jìn)展打開(kāi)了大門。一個(gè)典型例子是“閃光”放射治療，這是一種治療對(duì)傳統(tǒng)放射治療有抵抗力的腫瘤的新方法。這種技術(shù)可以在極短的時(shí)間內(nèi)（微秒而不是幾分鐘），提供高劑量的放射線。該技術(shù)可以更好地保護(hù)腫瘤周圍的健康組織。這種“閃光”效應(yīng)在研究中還不太清楚，但似乎涉及健康組織的快速脫氧，降低了它們對(duì)輻射的敏感性。

　　沒(méi)有任何研究能夠解釋“閃光”效應(yīng)的本質(zhì)。不過(guò)，“閃光”放射療法中使用的電子源與在環(huán)境空氣中強(qiáng)烈聚焦激光產(chǎn)生的電子源具有相似特性。博士后研究員、該研究第一作者Simon Vallières說(shuō)：一旦輻射源得到更好的控制，進(jìn)一步研究將使我們能夠探究“閃光”效應(yīng)的原因，并最終為癌癥患者提供更好的放射治療。

　　更安全的處理

　　這一發(fā)現(xiàn)具有意義。首先，在處理環(huán)境空氣中高度集中的激光束時(shí)需要格外小心。觀測(cè)到的電子能量（MeV）使它們能夠在空氣中傳播3米多遠(yuǎn)，或在皮膚下傳播幾毫米。Simon Vallières解釋說(shuō)：這給激光源的使用者帶來(lái)了輻射風(fēng)險(xiǎn)。此外，通過(guò)在激光源附近進(jìn)行測(cè)量，研究小組觀察到電子的輻射劑量率很高，是傳統(tǒng)放射治療所用劑量率的三到四倍。

　　Simon Vallières說(shuō)：發(fā)現(xiàn)這種輻射危害，為在實(shí)驗(yàn)室實(shí)施更安全的操作提供了機(jī)會(huì)。這位年輕的研究人員指出，在環(huán)境空氣中處理高度集中的激光束必須小心謹(jǐn)慎，科學(xué)家們需要避免接觸高劑量的輻射，因?yàn)樗鼈儗?duì)人體健康有害。項(xiàng)目研究得到了加拿大自然科學(xué)與工程研究理事會(huì)、魁北克自然與技術(shù)研究基金會(huì)、加拿大數(shù)字研究聯(lián)盟、加拿大創(chuàng)新基金會(huì)、加拿大經(jīng)濟(jì)、創(chuàng)新與能源部（MEIE）的資助。

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