ГОСОРГАНЫГОСОРГАНЫ
Флаг Вторник, 25 января 2022
Минск -2°C
Все новости
Все новости
Технологии
09 декабря 2021, 16:30

Атом специального назначения: ядерные технологии помогают сделать прорыв в науке, медицине и образовании

В Беларуси обсуждается возможность создания центра ядерных исследований и технологий. Как это может отразиться на развитии отечественной науки, медицины и образования, узнали во время пресс-тура, организованного Госкорпорацией "Росатом" в Томском политехническом университете. Именно здесь работает единственный в России действующий вузовский реактор.

Реактор маленький - польза неоценимая

Реактор работает постоянно, без перерывов. Даже во время нашего пресс-тура он функционировал - в воде можно было заметить голубое свечение заряженных частиц, которое называется эффектом Вавилова-Черенкова. Правда, прежде чем оказаться в зале с бассейном, проходим пульт управления - фактически мозг всей конструкции. К слову, реактор управляется с помощью автоматики, что делает работу с ним надежнее и безопаснее. В одну смену заступает два человека, в том числе инженер по управлению реактором, которые следят за состоянием всей системы.

- Мощность реактора - 6 МВт. В отличие от энергетических, мощности которых исчисляются тысячами мегаватт, наш достаточно прост в управлении и функционировании, - отмечает руководитель реактора Артем Наймушин и приглашает пройти в тот самый зал. - Бояться радиации не стоит. Глубина бака порядка 8 метров, под нами 50 кубометров сверхчистой воды, обеспечивающей охлаждение реактора, а также защиту от радиации и замедление нейтронов. Сейчас как раз ведутся работы по получению изотопа иттрия.

К строительству Томского ИРТ приступили в 1959 году, а первая цепная реакция началась лишь летом 1967 года. При начальном уровне мощности в 1 МВт ее было решено увеличить в шесть раз после первой масштабной модернизации в 1984 году. Последние ремонтные работы, которые провели на реакторе в 2016-м, официально продлили срок его службы вплоть до 2035 года.

По словам руководителя реактора, главная цель его создания - не только получение научных данных, но и подготовка будущих атомщиков. Ежегодно здесь проходит обучение более 400 студентов из разных стран мира.

- Казалось бы, для своего компактного размера реактор имеет большое количество каналов: 10 - горизонтальных, которые используются для различных исследований, и 14 - вертикальных, необходимых для производства радиоизотопной продукции. Это позволяет одновременно облучать множество мишеней, - поясняет Артем Георгиевич. - Всего установлено более 100 единиц оборудования. Если говорить про установки как направления деятельности, то их порядка 10. Причем изотоп - это всего лишь одно направление. Линейка же изотопов очень большая.

По соседству замечаем тяжелые боксы - в них ведется производство, в том числе изотопов. Например, изотоп фосфора-32, который используется в медицинских целях для in-vitro тестирования лекарственных препаратов и их влияния на организм человека. Здесь же получают лютеций 177. Этот радионуклид в составе радиофармацевтических лекарственных препаратов позволяет одновременно обнаружить и лечить злокачественные опухоли. В клинической практике его применяют для безопасного уничтожения множественных мелких опухолей и метастазов.

Найти и обезвредить раковую клетку

Вокруг зала с бассейном расположены лаборатории. Как раз через них проложен наш дальнейший маршрут.

В горячей камере лаборатории №31, которой заведует начальник производства радиофармацевтических препаратов Евгений Нестеров, идет переработка высокорадиоактивных образцов.

- Мишени после облучения в реакторе вскрываются, и в специальных боксах и модулях синтеза ведутся все технологические процессы. В итоге мы получаем готовый продукт: радиофармацевтический лекарственный препарат, радиофармацевтическую субстанцию или радиотерапевтическое медицинское изделие, - рассказывает Евгений Александрович. - Например, сейчас идет производство микросфер иттрия, которые предназначаются для радиоэмболизации рака или метастазов печени. На сегодня это безальтернативное терапевтическое средство для этих клинических показаний.

На мощностях исследовательского реактора был начат серийный выпуск контрастных препаратов для визуализации в онкологии и кардиологии, меченных изотопом технеция-99м. За этими сложными для простого обывателя формулировками кроется настоящий прорыв в сфере визуализации онкологических и других социально значимых заболеваний. Препараты, разработанные в ТПУ, применяются для обнаружения злокачественных процессов щитовидной железы, костной ткани, почек и печени, лимфатической системы. При этом они позволяют максимально сохранить неизмененные органы и ткани при необходимости хирургического вмешательства или лучевой терапии.

- Эти препараты позволяют визуализировать патологию на клеточном уровне. Благодаря чему можно проводить женщинам органосберегающие операции опухолей груди, удаляя только пораженную ткань, а не всю грудь, - поясняет доктор технических наук, профессор-консультант лаборатории №31 Виктор Скуридин. - Злокачественные клетки распространяются через ближайшие к опухоли лимфатические узлы, которые называются сторожевыми. После их определения становится понятным и оптимальный объем операции. Препарат вводится подкожно, движется по лимфосистеме, останавливаясь в тех сторожевых лимфоузлах, где накопились злокачественные клетки. Это улучшает уточняющую диагностику при раке молочной железы, гортани, шейки матки.

Легированный кремний и голубой топаз

Многие материалы, подвергшиеся реакторному излучению, меняют свои свойства. К примеру, кремний как полупроводник изменяет свои свойства, прежде всего - удельное электрическое сопротивление. Этот процесс проводят ученые лаборатории №33. Здесь облучают 2% от мирового объема нейтронного легированного кремния. Без него, по словам заведующего лабораторией доктора технических наук Валерия Варлачева, невозможно произвести ни один электроприбор.

- Легированный кремний - основа всех существующих в мире высокомощных и компактных приборов. За счет измененных полупроводниковых свойств кремний и его соединения используются в солнечной энергетике, для электрифицированного высокоскоростного железнодорожного и электро- и автомобильного транспорта и во многих других сферах, - уточняет Валерий Варлачев. - Без него просто невозможно современное развитие техники.

Еще один пример воздействия ядерной реакции - обработка топазов. Природный камень белого цвета, немного "позагорав" в реакторе, становится голубым и приобретает ювелирную ценность. Насыщенность цвета зависит от степени его облучения.

- Голубые топазы бывают трех разновидностей: скай-блю (sky-blue) - бледно-голубой, свисс-блю (swiss-blue) - средней голубизны и Лондон-блю (London-blue) - насыщенный голубой цвет. Последний из них - самый ценный, - поясняет Валерий Александрович. - При этом облученные топазы совершенно безопасны. Окраска их необратима, поэтому камень в украшении не потеряет цвет.

В свое время сотрудники лаборатории №33 первыми в мире попробовали окрасить аметист - из серого сделали его красным.

Реактор Томского политеха - единственный действующий вузовский ядерный реактор в России, который включен в перечень уникальных научных установок. На этой площадке ведутся передовые исследования в сфере ядерных технологий и медицины.

Мнение эксперта

Заместитель директора - руководитель международных ядерных образовательных программ ТПУ Вера Верхотурова:

- Для обеспечения безопасной и эффективной работы атомной станции необходима адекватная научно-производственная база с исследовательским ядерным реактором. Поскольку в Беларуси есть атомная станция, то центр с исследовательским реактором поможет решить вопросы практической подготовки кадров - будущих сотрудников АЭС.

Не менее важно внутреннее самообеспечение сильноточной электроникой, которая необходима для каждой отрасли. Государство в меньшей степени будет зависеть от импорта, например, легированного кремния. Сильноточная электроника и промышленное развитие - одни из важнейших направлений в национальной безопасности страны. Медицина, производство радиофармацевтических препаратов, использование в лечении таких установок, как бетатрон, циклотрон… Все компетенции можно будет сосредоточить в одном месте - центре ядерной науки и технологий, ключевым элементом которого станет исследовательский ядерный реактор.

Не менее ценным исследовательский реактор является и для сферы образования. На одной площадке сосредоточены установки, которые дают полное представление обо всем спектре ядерно-радиационных специальностей: от ядерной безопасности до управления реактором, от ядерной медицины до экологии. Образование в ТПУ неразрывно связано с обучением на действующих установках.

Марина ВАЛАХ,

фото автора,

газета "7 Дней".-0-

Подписывайтесь на нас в
Яндекс.Дзен, Telegram и Viber!
Топ-новости
Свежие новости Беларуси