项目研究属于土木建筑工程施工技术领域。质子重离子放疗技术是国际公认的尖端医疗技术，引领医学科学技术未来发展的方向，但是质子重离子射线会引起屏蔽体中辐射性重元素同位素的活化而形成二次辐射，伴随的中子n射线穿透能力强，需要在屏蔽体中对其进行减速，因技术储备不足，该类技术的研究及工程应用尚处于摸索阶段，无成熟经验可供借鉴。上海质子重离子医院建设期间，对此展开攻关研究，研发出与质子重离子放射治疗设施顶尖水平相匹配的屏蔽辐射关键材料及成套结构建造技术，保障了国内首例质子重离子医院于2015年在上海正式投入使用，使中国成为全球第三位拥有该类国际尖端医疗设施的国家，并为后续同类设施的建设及推广提供了重要支撑。主要创新内容如下：（1）创新研发了屏蔽质子重离子射线的防辐射混凝土，具有全方位放疗射线屏蔽能力，所发明的易活化微量元素含量控制技术满足了质子重离子射线屏蔽要求，提出的长期含水率控制指标提升了中子射线屏蔽能力，最终形成的高流态低收缩高密实度混凝土对其它射线的屏蔽效果也大幅改善。（2）创新研发了超厚超大混凝土结构高抗裂高精度施工控制技术，提升了屏蔽辐射混凝土结构的整体性，有效保障了其防辐射能力的充分发挥；研发的错缝叠层超厚超重屏蔽钢板墙施工装备及施工工艺，形成钢板与混凝土墙体协同屏蔽质子重离子射线的高效防护结构；提出的基于结构薄弱位置辐射屏蔽能力提升的关键施工工艺，消除了结构薄弱部位的辐射屏蔽隐患。（3）创新研发了屏蔽辐射混凝土结构功能性洞口留设及封堵方法。所发明的新型高精度模板及定位装置，实现了功能性洞口高质量微偏差留设，保证了高精设备的安装；发明的高均匀质防辐射封堵材料及封堵施工工艺，实现了功能性洞口无缝封堵，具有屏蔽辐射效果好、便于周期性更换、环境影响小等优势。项目研究获得授权发明专利4项，包括涵盖屏蔽辐射结构材料研发、结构建造、性能提升等方面的核心发明专利3项；获得授权实用新型专利2项，软件著作权1项，发表论文2篇，形成了系统的自主知识产权。经权威机构查新咨询和专家验收，发明成果总体达国际先进水平。发明成果在上海质子重离子医院得到成功应用，保障了国内首例质子重离子医疗设施的顺利建设，并在瑞金医院肿瘤（质子）中心、复旦大学附属眼耳鼻喉科医院等项目中得到了推广应用，推进了项目高标准实施。发明成果应用近3年来，累计新增产值60382万元，新增利润3946万元，新增税收1811元，经济效益显著。研发的屏蔽辐射混凝土结构成套建造技术，保障了尖端医疗设备和相应设施的发展，完成了多家医院放疗中心的成功建造，尤其是在瑞金医院肿瘤（质子）中心项目中，实现了真正意义上的设备研制、工程设计、项目建造的完全国产化，发明成果为推动国内尖端医学科学技术的快速发展奠定了坚实基础。