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因陋就简，自辟蹊径

当时，斯坦福大学物理系已经开始研究新的加速器：。“微波之父”汉森和他的3个研究生使用雷达系统中的磁控管和其他雷达技术的元件，研制了一个加速电子的直线加速器。1948年，谢家麟转学到斯坦福大学，师从汉森学习“微波电子学”，从此，便与加速器结下了不解之缘。

1953年秋，芝加哥麦卡瑞斯医学中心的一位肿瘤专家来到谢家麟在斯坦福的实验室，提出请斯坦福帮助他研制一台能产生高能电子束的加速器，用来治疗肿瘤。自居里夫人首先用放射性元素治疗癌症以来，使用加速器产生射线进行放疗的方法迅速发展起来。X光机发明以后，立即被用作辐照治疗，但由于X射线管使用的电压很低，低能的X射线很容易被人体表面吸收，照射不到体内的肿瘤部位。为了改善这种情况，就有人开始研究使用加速器产生高能量的电子，用它打靶产生高能量的X射线。但过犹不及，能量提高了，穿透力极强的X射线又会引起肿瘤位置后面的组织损伤。为此，有人想到改用电子束进行照射，“电子和子弹一样，有一定的能量，打东西有一定的‘射程’。”谢家麟说道。不同能量的电子有固定的射程，这样控制射程，就可以避免正常组织的损害了。谢家麟告诉记者：“人身体长了肿瘤，我们先判断它长在什么地方，有多大多厚，你调节加速器能量，让它正好打在那儿。”

“斯坦福大学把我介绍给这位医生，负责建这样一个加速器。”想要完成这项任务，谢家麟需要把构成加速器的加速管和调速管的部件带到芝加哥，在那里进行组装等繁杂的工作。

谢家麟

医用加速器设计要方便治疗，更要安全；患者是躺着接受治疗的，这就需要把电子束的水平运动改为垂直运动；为了照射大小不同的肿瘤，束流的截面就需要能够调节，并且至少要大于物理实验用的几毫米，这些问题都被一一解决了。“那时候我养了好几百只白老鼠，都是纯种的，它们有同等的抵抗力。一开始用它们做实验，用加速器打，看白老鼠死了多少，50%死了，就定出来一个50%致命剂量。给人照就用这个剂量的几分之一。”为了明确辐照剂量，谢家麟团队利用水模仿人体（人体的主要成分是水），对水中的胶片照射、显影，进行剂量分布的模拟，就连这水也是确保恒温的。

两年后，在芝加哥简陋的实验室里，谢家麟建成了世界上第一台使用高能电子束治疗癌症的加速器。他回忆道：“当时，我胆子还是很大的，毕竟是世界上没有的东西。一个大夫问我，你胆子那么大，你不害怕？睡得好觉吗？我说怎么睡不好啊？他说你要知道我们美国人可是容易告状的，你把这个打在人身上，打死了怎么办？后来他们用了，也没打死人。”

“现种麦子也来得及”

20世纪50年代，世界上加速器的发展经历了两次革命，开始向高能发展，能量达到大约100MeV。学习了最先进加速器技术的谢家麟毅然回国，预备在中国开创一项前所未有的事业。

建造一台加速器，在当时有两种选择：一是做一台低能加速器；二是做一台可向高能发展的30MeV的电子直线加速器。低能加速器所需的设备都可以买到，但能量只有几兆电子伏。而高能加速器几乎没有能量限制，复制几台一样的电子直线加速器连接起来，便可以成倍地提高能量。利用它进行的核物理实验，可获得短脉冲的γ射线和中子，对国防建设有特别的意义。

但困难是，建造30MeV电子直线加速器需要的设备也是最尖端的，设计建造的技术难度不亚于加速器本身。比如，研制世界上功率最高的调速管。它是一种能让原本同一速度的电子一部分加快、一部分变慢的设备，当快电子赶上慢电子，就能在电子束中形成“团”，即通过增加电子密度来提高能量。当时，主管电子器件生产的四机部的确要生产这种管子，但计划在20年后。“没有物质条件，没有人的条件。”谢家麟就提出：“想吃馒头，先种麦子。”并在研究室设立了一个小组自行研制。1964年，电子直线加速器建成，这无论对新中国还是谢家麟本身都是一项“远远超前的工作。”

（本文发表于《科学世界》2012年第4期）