Атом — инструмент врача
Ядерные технологии помогают ставить диагноз
и убивать раковые клетки.
Представьте, что вы бежите в жаркий день по пустыне, сжимая в руке пломбир. Ваша задача — донести мороженое до адресата, но с каждой минутой содержимого в стаканчике становится все меньше. Так можно образно описать доставку короткоживущих изотопов в больницы, где они используются для диагностики и лечения рака.
Ускользающие помощники
Радиоактивные изотопы, которые используются в медицине — очень скоропортящийся продукт. Период их полураспада может составлять от нескольких часов (как у технеция-99m) до пары минут (как у кислорода-15). За сутки в любом объеме этих изотопов останется в лучшем случае несколько процентов от изначального количества.
Препараты изотопов с самым коротким сроком хранения получают прямо в клиниках. Технеций-99m получают в компактных генераторах. Сырьем служит другой изотоп, молибден-99. Его период полураспада составляет уже несколько суток, поэтому его — хоть и с большими сложностями — можно перевозить с мест производства туда, где ждут пациенты. Но и молибден-99 найти нелегко. Его не достать из горной породы и не намыть из песка. Для его производства нужен, ни много ни мало, ядерный реактор.
Для производства ряда других медицинских изотопов ядерные реакторы не требуются. Нужны установки поменьше — машины размером с целую комнату, в которых частицы с помощью мощных электромагнитов разгоняются до большой скорости и отправляются в мишень. Постепенно в мишени накапливаются изотопы с нужными характеристиками.
Речь идет о крохотных — в тысячные доли грамма — количествах вещества. Но эти крохи спасают жизни.
Изотопы против рака
В медицине применяется несколько десятков радиоактивных изотопов. Их отличают особые свойства: способность быстро покинуть организм — и излучение, не слишком опасное, но достаточно интенсивное для того, чтобы его зарегистрировали приборы.
С помощью изотопной диагностики онколог может точно определить положение и размер опухолей в теле пациента. В одних случаях изотопными метками снабжают препараты, которые участвуют в метаболизме живых клеток — например, глюкозу. Раковые клетки прожорливее здоровых; они активнее поглощают глюкозу, а вместе с ней и радиоактивные метки.
После введения препарата пациента помещают в специальный аппарат, который регистрирует гамма-излучение — и на снимках врачи видят места повышенной концентрации меток. С большой вероятностью в этих местах развивается рак. Такая диагностика намного эффективнее обычного рентгена или МРТ, потому что позволяет наблюдать не только уплотнения, но и жизнедеятельность опухолей — даже очень маленьких или скрытых в костной ткани.
Другие изотопы способны не только выдавать присутствие рака, но и убивать раковые клетки. В отличие от изотопов, которые используются в диагностике, эти распадаются, испуская тяжелые частицы: ядра гелия или нейтроны. Эти частицы способны повреждать живую материю. «Прикрепляя» эти изотопы к веществам, способным избирательно связываться с клетками определенного органа или к раковым клеткам, врачи убивают клетки опухоли, минимально воздействуя на здоровую ткань. В некоторых аспектах такая терапия эффективнее и безопаснее лучевой.
Лечению радионуклидами поддается, например, рак на поздних стадиях, имеющий метастазы. В последние годы активно развивается радионуклидная терапия одного из самых опасных онкологических заболеваний — рака простаты. Излучающим изотопом — часто используется лютеций-177, который недавно начали выпускать в Томске — метят вещество, молекулы которого очень избирательно связываются с белками, которые встречаются почти исключительно на поверхности раковых клеток простаты. Этот метод, находящийся сейчас в стадии исследования, может подарить жизнь тысячам пациентов.
Ядерная медицина на экспорт
Ядерная медицина — эффективный, но непростой способ бороться с раком. Она требует сложных и дорогостоящих установок, наработки изотопов, синтеза радиофармпрепаратов. Наконец, она требует профессионалов — физиков, инженеров и врачей, которые умеют пользоваться ее методами. Не у каждой страны есть необходимые для этого специалисты и технологии.
В нашей стране наука о строении атомного ядра развивается уже почти сто лет. В Советском Союзе были построены одни из первых установок-предков современных ускорителей и реакторов. Сегодня в России есть около десятка научных институтов, в которых ведется наработка изотопов, в том числе медицинских. Выстроены сложные логистические цепочки поставки короткоживущих радионуклидов. По европейской части России их развозят автомобили, в Сибирь и на Дальний Восток доставляют специальными самолетами — ведь не каждый борт может принять радиоактивный груз. Те изотопы, чей период полураспада позволяет долгие перевозки, идут на экспорт — в Китай и Бразилию.
Важно не только построить установки и синтезировать препараты: технологии должны дойти до пациентов. Для этого строятся специализированные центры ядерной медицины, где все достижения науки и техники собраны в одном месте. В этом году началось строительство двух таких центров в Уфе и Липецке. Проекты реализует дивизион «Русатом Хелскеа». Планируется, что каждый год центры будут оказывать около 6000 медицинских услуг.
Другим странам меньше повезло с ядерной физикой и ядерными технологиями. Но в XXI веке для всех государств, которые стремятся обеспечить для своих граждан доступ к ядерной медицине, есть выход: экспортные технологии ГК «Росатом». По проекту RIVER Росатом проектирует и строит центры ядерных исследований, куда могут — по желанию заказчика — входить и центр ядерной медицины, и собственное производство радиофармпрепаратов, и даже исследовательский ядерный реактор, который можно использовать в том числе для наработки изотопов.
Строительство одного из таких центров идет сейчас в Боливии. Там, высоко в Андах, уже заработал предклинический циклотронно-радиофармакологический комплекс; выпущенные на нем препараты будут поступать в боливийские клиники. На комплексе будут синтезировать препараты для диагностики онкологических заболеваний, для определения стадий рака и проверки результатов терапии.
С Центром будут тесно сотрудничать специализированные онкологические клиники, появится первый в стране исследовательский ядерный реактор, на котором будет идти научная работа и наработка медицинских изотопов. Строительство второго подобного центра запланировано в Сербии. Со временем такое строительство может начаться в других странах, не имеющих собственных ядерных технологий — во Вьетнаме и Замбии: с их правительствами Россия подписала соглашения о сотрудничестве.
Важнейшее в истории мирного атома
Пуск первого в Евразии ядерного реактора Ф-1
Успешный пуск реактора Ф-1 подтвердил возможность создания мощного промышленного реактора для получения плутония для атомной бомбы.
Первый токамак — установка для осуществления реакции термоядерного синтеза
В настоящее время токамак считается наиболее перспективным устройством для осуществления управляемого термоядерного синтеза.
Первая атомная электростанция, давшая ток в общую сеть
Первая в США АЭС Шиппингпорт с одним реактором мощностью 68 МВт заработала в 1958 году. А первой в мире АЭС, выдавшей ток в общую электросеть, стала в 1954 году советская Обнинская АЭС. Ее мощность составляла 5 МВт.
Первый завод центрифужного разделения изотопов урана
Начало новой эпохи в атомном проекте.
Первая советская атомная подводная лодка «Ленинский комсомол»
Проект был прорывом в кораблестроении. Эти корабли положили начало советского атомного подводного флота, который в лучшие времена имел в составе более 300 АПЛ.
Первый советский водо-водяной реактор ВВЭР-210
Первый в мире энергоблок с реактором на быстрых нейтронах БН-30
России принадлежит технологический приоритет в разработке и эксплуатации таких реакторов, что открывает практически неограниченные возможности для использования энергетического потенциала ядерного топлива, в том числе отходов АЭС и оружейного плутония.
Атомный ледокол «Арктика» — первое надводное судно, достигшее Северного полюса
Поход «Арктики» стал настоящей сенсацией и позволил еще больше продлить период навигации в Северном Ледовитом океане по кратчайшим маршрутам.
Первый промышленный реактор на быстрых нейтронах БН-600
С момента остановки реактора «Феникс» во Франции в 2009 году и до запуска также на Белоярской АЭС реактора БН-800 в 2015 году реактор БН-600 оставался единственным в мире действующим энергетическим реактором на быстрых нейтронах.
Российская АЭС в Китае
Заключен контракт на строительство Тяньваньской АЭС — самого крупного объекта экономического сотрудничества России и КНР.
Создание госкорпорации «Росатом»
Помимо обеспечения национальной безопасности (ядерное сдерживание), ядерной и радиационной безопасности, в задачи компании входит развитие прикладной и фундаментальной науки.
Первый Информационный центр по атомной энергии — в Томске
Центр рассказывает школьникам и взрослым томичам о природе атомной энергии и принципах работы АЭС. Объемное изображение и стереозвук, интерактивные блоки и викторины создают эффект непосредственного участия зрителя в программах.
Второй блок Ростовской АЭС
Энергоблок № 2 Ростовской АЭС стал первым российским энергоблоком, сданным в промышленную эксплуатацию после создания «Росатома».
Новые центрифуги — в 10 раз больше обогащенного урана
Завершились испытания центрифуги для разделения изотопов урана девятого поколения. Ее производительность на порядок выше, чем у центрифуг предыдущих нескольких поколений.
Первый российский атомоход
На воду спущен головной атомный ледокол «Арктика» проекта 22220. Ледоколы этого проекта пришли на Севморпути на смену судам советской постройки.
Первый реактор поколения 3+ — Нововоронежская АЭС
Стал первым в мире атомным энергоблоком нового поколения, введённым в эксплуатацию. За пять лет работы энергоблок выработал суммарно свыше 35 млрд кВтч - такого количества электроэнергии хватило бы, чтобы целый год обеспечивать работу всего железнодорожного транспорта одного из крупнейших потребителей электричества в стране – компании «РЖД».
Первая плавучая атомная станция «Академик Ломоносов»
Плавучая станция дает на берег электроэнергию и тепло, а еще опресняет морскую воду — от 40 до 240 тысяч тонн в сутки. ПАТЭС может с моря подходить к тем населенным пунктам, рядом с которыми нельзя построить наземную АЭС.
Атомный нацпроект
Утверждена программа «Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в Российской Федерации на период до 2024 года». В составе программы пять федеральных проектов: «Двухкомпонентная ядерная энергетика», «Экспериментально-стендовая база», «Термоядерные и плазменные технологии», «Новые материалы и технологии» и «Референтные энергоблоки атомных электростанций».
Начало строительства реактора БРЕСТ-300
Уникальный реактор строится в рамках проекта «Прорыв». Задача проекта — создать технологическую платформу с замкнутым ядерным топливным циклом, продемонстрировать решение проблем отработанного ядерного топлива и обеспечить лидерство российских технологий в мировой атомной энергетике.
Создано Главное управление Севморпути
Росатому передали функции управления Северным морским путем.
