В мире ядерных исследований: разработки, перспективы и реальность

Невидимый мир ядерной физики таит много возможностей для человечества. И каждый шаг навстречу открытиям в этой сфере занимает годы исследований. Что там, за закрытыми дверями, храмов науки?

22.11.2022г. состоялся просветительский пресс-тур в Институт ядерных исследований РАН. Большая группа журналистов из разных изданий прибыла в Троицк, где расположен ИЯИ РАН, чтобы узнать о деятельности ученых. 

Жуйков Борис Леонидович, заведующий радиоизотопным комплексом ИЯИ РАН, доктор химических наук, рассказал журналистам о разработке технологий получения различных радиоактивных изотопов в основном медицинского назначения: «Вся история началась еще в конце 80-х и начале 90-х годов, когда ускоритель еще строился. Т.к. это ускоритель линейного типа, то его можно было вводить по частям, постепенно увеличивая энергию протонов, который ускоряются на этой машине. Это отличает этот ускоритель от более распространенных установок типа циклотронов. Когда энергия протонов достигла 160 Мэв, то появилась возможность использовать этот пучок протонов для разработки различных изотопов, которые не могут эффективно производиться на других ускорителях. Вообще, конечно, изотопы получают и на других установках – ядерных реакторах, на небольших циклотронах с низкой энергией частиц. Но этот ускоритель уникальный. Подобного в Европе и Азии нет. Аналоги есть только в США и Канаде. И поэтому решили получать, в первую очередь, те изотопы, которые другие организации получать не могут или получают в незначительных количествах. Особенность нашего ускорителя состоит в том, что он обеспечивает высокую энергию протонов, что приводит к ядерным реакциям с большим вылетом нейтронов и, в то же время, с большой интенсивностью пучка частиц, что позволяет производить эти изотопы в большом количестве. В 1991 году мы очень быстро построили установку на пучке этого ускорителя, которая оказалась на тот момент самой мощной в мире для генерации изотопов, которые можно получать на ускорителях.

В первую очередь, мы концентрировались на получении изотопа стронция-82, который применялся тогда на развивающемся новом методе позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Сейчас этот метод широко используется, а в то время многие считали, что новые методы сделают ПЭТ бесперспективным. Но мы оказались правы – и тот изотоп, технологию получения которого мы развивали, становился все более и более популярным и потребности в нем возрастали.

Важно отметить, что ядерная медицина, для которой мы работаем, в России развита пока далеко не так, как во многих других странах. Конечно, было бы очень важно ликвидировать такое отставание. И важно было организовать плодотворное сотрудничество с передовыми в этом направлении странами. Сначала это была Канада, потом США, а сейчас Франция и это оказалось продуктивным сотрудничеством. Все понимают, что, если производить малое количество изотопов только для нашей страны, то это будет не выгодно. Другое дело – производить большое количество для потребления также и в других странах и развивать новые методы, которые будут востребованы повсеместно. Это открывает путь к сотрудничеству со странами, где это направление очень широко развито. И мы организовали такое сотрудничество. Наиболее эффективным оно оказалось с американскими коллегами, они в середине 90-х годов выделили для этого большие средства. Сотрудничество дало абсолютно положительный результат для обеих сторон. Мы разработали технологию для получения для большого количества стронция-82 из металлического рубидия, а также разработали методики химического выделения – это вторая стадия. Кроме того, мы разработали медицинский стронций-рубидиевый генератор, который уже используется нашими медиками. Коллегами из Российского научного центра радиологии и хирургических технологий имени академика А. М. Гранова в Санкт-Петербурге, и с нашим участием был проведен весь цикл клинических испытаний, чтобы применить этот рубидий-82 для диагностики кардиологических заболеваний, а позднее – клинические испытания и в нейроонкологических заболеваниях.

Вот так мы прошли весь цикл исследований и внедрения продукта с нуля, т.е. с возведения установки на пучке ускорителя (когда мы начинали эту работу, то на месте установки было болото) и кончая диагностикой и лечением пациентов. По примерным подсчетам с помощью изотопов, полученных на нашей установке, было продиагностировано где-то 350 тыс. пациентов, будем надеяться, что вылечено. А с помощью технологии, которая была внедрена не только у нас, но и в США, Канаде, Франции и частично в Южной Африке можно вести речь о миллионах спасенных жизней. Что касается России, то здесь большое число пациентов было продиагностировано, но к сожалению, для того, чтобы организовать массовое производство нашей продукции в нашей стране нужна поддержка российского государства или крупного бизнеса. До сих пор больше средств мы получали из других стран, и это было взаимовыгодно. Сейчас мы работаем с крупным бизнесом, чтобы максимально расширить эту деятельность в России. Изотопы, которые мы получаем, применяют не только для кардиодиагностики, а, например, еще в терапии онкологических заболеваний. Это самое перспективное направление. Самый интересный изотоп, который мы можем получать здесь в больших количествах, это актиний-225. Этот радионуклеид испускает при распаде альфа-частицы. С помощью векторной терапии можно доставлять этот изотоп напрямую в раковую клетку и уничтожать ее. Это новое направление, которое развивается чрезвычайно эффективно. На нашей установке мы можем получать столько актиния-225, сколько нигде в мире не могут получить! В этом направлении пытаемся развить сотрудничество с российскими и зарубежными организациями. Без финансовой и организационной поддержки российского государства это дело продвигается не столь быстро, как хотелось бы. Именно поэтому наши технологии, к сожалению, сейчас в большей степени работают за рубежом. Но это также чрезвычайно выгодно и нашей стране потому, что эти продукты, которые производятся там в больших количествах, в некоторых случаях совершенно бесплатно направлялись нашим медикам. И таким образом, пациенты в России получали медицинскую помощь, и это все способствовало развитию ядерной медицины в нашей стране и поддерживало работу уникального ускорителя. Перспективы у нас громадные и успехи очень большие. Наше государство как-то поддерживает развитие технологий ядерной медицины, но далеко не всей и не в полной мере – у государства на такие дела, как всегда, денег не хватает. И развитие идет за счет коллаборации с иностранными партнерами».

Сергей Всеволодович Акулиничев, заведующий лаборатории медицинской физики ИЯИ РАН, доктор химических наук, рассказал о новой научной разработке – ультра-флеш-терапии онкологических заболеваний путем облучения одним мощным импульсом протонов.  Нигде в мире нет такого уникального метода (здоровые клетки повреждаются при облучении в 5-6 раз меньше, чем при обычной лучевой терапии), поскольку нет такой мощности пучка протонов. Опухоли облучают пучком один раз за молниеносный импульс в доли секунды, который заменяет курс из 10 сеансов облучения. Сейчас доклинические исследования проводятся по гранту от Российского научного фонда. Впереди клинические испытания, которые могут занять три года.

При институте еще совсем недавно действовал Комплекс протонной терапии (КПТ) для лечения онкологических больных. В составе первой очереди комплекса три терапевтические установки (протонная, фотонная, рентгеновской радиотерапии), кабинет рентгено-топометрии на базе компьютерного томографа «Aqullion LB16», поставленного в Троицк на деньги Подмосковного правительства. Комплекс принимал из больницы РАН в г.Троицке пациентов на процедуры лучевой терапии. Людей привозила карета «Скорой помощи» и они лечились. На такие процедуры направляли людей, у которых проблема возникала в труднодоступных для хирургов местах (например, при опухоли в голове). Затем лицензия больница РАН на медицинскую деятельность в лаборатории при ИЯИ была прекращена, договор с больницей закончился, новая лицензия до сих не оформлена, нет и нового договора с другим лечебным учреждением. Установки несколько лет простаивают и стареют, например, ускоритель электронов за это время уже морально устарел для лечения пациентов на современном уровне. Однако эти лучевые установки сейчас активно используются для радиобиологических экспериментов с клеточным материалом, а в дальнейшем и для экспериментов с лабораторными животными.

Эдуард Алексеевич Коптелов, заведующий лаборатории нейтронных исследований ИЯИ РАН, доктор физико-математических наук, рассказал о проблеме переработке отработанного ядерного топлива. Сейчас это решается за счет захоронения высокотоксичных радиоактивных отходов. Он подчеркнул: «Некоторые изотопы «живут» сотни лет, другие – тысячи. Люди научились пока защищаться от них и хранить в специальных хранилищах. Есть идея «пересжигать» их – т.е. преобразовывать, «расколоть» их на менее токсичные изотопы и найти способ, использовать еще раз, чтобы получился замкнутый энергетический ядерный цикл. Над этим работают ученые Росатома. Необходимые исследования проводят и физики РАН. Получение изотопов стоит дорого и проблема их рецикла актуальна. В этом вопросе есть масса трудностей, но пути решения ищутся. Наша задача получить научную информацию, которая приблизила бы к решению этих проблемы. Для этого нужны, в том числе новые высокие технологии».

Возможно, в недалеком будущем эта проблема будет решена и существенный вклад в конечный результат внесет российская наука и российские разработки.

12 лет назад на Одиннадцатом заседании Комиссии по модернизации и технологическому развитию экономики России (Обнинск, 29.04.2010г.) Дмитрий Медведев, занимавший в то время пост главы государства, сказал – «… По ядерным медицинским технологиям – вещь очевидная. Они очень нашей стране нужны…». Ему вторила про важность отечественной медицинской разработки Татьяна Голикова, тогдашний министр здравоохранения России. Эти слова растворились во времени, но их запомнили.

Ситуация в стране кардинально изменилась и, возможно, что именно рывок в технологиях, в том числе, и в сфере ядерной медицины, даст России новый импульс. Хочется верить, что представители власти, от которых зависит финансирование науки, это понимают.

P.S. Большое спасибо организаторам пресс-тура. 

Виктория Соцкова

Фото Артем Шаров

Российское информационное агентство «Национальный альянс»

Подписывайтесь на официальный канал  РСИ «Первый национальный» в Telegram 

Партнер Интернет-бюро юриста Руслана Чалова Чалов.рф

Еще на эту тему:

Десант журналистов прибыл на завод «Рубин»

Юбилей завода КМЗ: готовы к новым реалиям

Открытие ученых из наукограда Борок: космическая пыль в торфе как летопись Вселенной 

Сергей Никонов: «Наука в России сильна, руководство – намного слабее»

Профсоюз РАН: нацпроекту «Наука» следует увеличить финансирование

Министерство науки и высшего образования России о судьбе издательства «Наука»

Есть ли шансы на лучшее в наукограде Борок?

Проблемы здравоохранения в регионах: больница в поселке Борок Ярославской области

Судьба наукограда зависит от сохранения в нем больницы

Механизмы цифровизации в Татарстане: кадры, кейсы и планы

Азиатско-Тихоокеанский регион сегодня: тенденции и перспективы

Импортозамещение: как работать ИТ-директорам производств в новых условиях

Если не использовать отечественные разработки ПО, то возможно технологическое отставание

Диапазоны личности: лауреат национальной премии «КулибИТ» Олег Аксенов

Медицинские технологии: что можно сделать для снижения риска врожденной патологии

Ветеран ракетно-космической отрасли об уроках истории и реальности