長庚醫院加入「太空環境輻射驗測聯盟」　國家航太再升級

2020/07/22 15:58:00

記者陳弋／新北報導

質子是治療癌症的新利器，但在太空卻可能破壞衛星電子元件，導致運作失常，甚至失靈。林口長庚紀念醫院質子暨放射治療中心「粒子物理暨照射核心實驗室」，可模擬太空近地軌道上的高能質子輻射狀況，提供衛星執行任務的安全檢測，昨（21）日正式加入由國家實驗研究院太空中心所發起的「太空環境輻射驗測聯盟」，協助國家航太產業發展與國內電子產業再升級。

▲林口長庚簽約加入「太空環境輻射驗測聯盟」。（圖／長庚醫院提供）

林口長庚紀念醫院副院長邱政洵表示，為提升國內醫療水準，長庚醫院引進高能質子設備服務病患，4年來一共治療超過2,500位癌症患者。另有一間規劃為實驗室，2016年與清華大學共同建置「粒子物理暨照射核心實驗室」，2019年7月取得原能會核可的高強度輻射設施使用許可證，提供基礎輻射生物、醫學物理研究、電子元件輻射驗測的多功能照射平台，供國內外學者研究使用。

這座實驗室可提供 70～230 MeV高能量質子，因此能模擬衛星在太空近地軌道上長期接受的輻射劑量，並觀察其發生單一事件效應的機率，藉此預測衛星元件、模組或系統在太空環境下的性能。

長庚醫學研究部主任郭昶甫指出，長庚團隊的任務，就是在地面負責執行及規劃衛星組件的「加速抗輻射壓力測試」，利用高能質子射束，在短時間內模擬並給予該衛星在執行任務期間，在軌道上接受到的太空輻射劑量。

由於長庚團隊具備高能質子輻射驗測能力，因此大大提升了國內產業研發的效率與便利性，包括減少國內廠商需遠赴國外檢測的舟車勞頓、待測物搬移與受限於輻射安全考量，以及在照射時能隨時發現問題並有效解決。

實驗室主任林倩伃表示，電子元件抗輻射壓力測試，除了應用於航太產業之外，也可以應用於高精密的醫療產業。當質子穿過物質時，能與電子元件內的矽原子發生核反應或碰轉，這些重離子的移動能在電子元件內部產生高能量轉移。即使質子沒有穿過物質時，也可能因為造成二次中子散射至晶片或導線等，造成異常訊號。反觀癌症的治療，因為質子具備較好的劑量分布，能減少周邊正常組織散射劑量而降低治療副作用，質子治療儼然已成為全球發展的趨勢。因此，未來相關醫療儀器與醫材的研發，需要著重在其產品與高能質子的相容性與輻射耐受性。

▲林口長庚粒子物理暨照射核心實驗室。（圖／長庚醫院提供）

林口長庚質子中心主任王俊傑強調，病患體內如有植入式高精密電子醫材（如心臟節律器、人工電子耳）、微晶片（如人體植入晶片、生物超級電容）、生物醫材等（如人工關節、血管支架），若在病患接受質子治療的同時，也需要考慮到高能質子是否影響到機器的正常運作及物質分子結構改變等問題。因此，為了因應未來的癌症治療趨勢，對於植入式醫材與高精密之帶電醫療器材之產業發展，產品之抗輻射壓力測試也須納入考量。

長庚大學放射醫學研究院院長董傳中表示，長庚團隊致力於輻射的健康風險研究超過40年，過去研究的對象是碳基的有機生物，現在就累積多年的研究方法與實驗工具，延伸到以矽為主的半導體可靠度研究，發現輻射的致病、致癌原理和半導體長期短期失效機制有很多相同的地方。

長庚大學教授趙自強指出，台灣的半導體代工及晶片設計能力居世界領先地位，但在本土元件輻射效應的研究上，仍然是近乎空白，本次合作我們也希望利用產業發展帶動本土在輻射與矽的劑量研究上的機會，吸引更多人的注意，以長庚放醫院為基地，帶領更多研究者加入這個領域。

國家實驗研究院太空中心於2019年7月，與林口長庚紀念醫院、長庚大學放射醫學研究院，簽署三方共同合作協議書，歷經一年培養出合作默契。昨日長庚團隊正式參與由國家實驗研究院太空中心所發起的「太空環境輻射驗測聯盟」，其他成員包括行政院原子能委員會核能研究所、清華大學原子科學技術發展中心、中央研究院物理研究所及宜特科技股份有限公司，7個產官學界共同簽署合作協議書，憑藉各自領域的專長，協助台灣電子產業再升級，躋身國際太空產業供應鏈。