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

- 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.

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.


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".