Перспектива – в объединении усилий

10:04, 03 апреля 2015

На базе Обнинска может быть сформирован кластер, где будут осуществляться и производство изотопов, и выпуск микроисточников, и диагностика.

Государственный научный центр Российской Федерации Физико-энергетический институт (ГНЦ «РФ-ФЭИ»)известен своими уникальными разработками в области атомной науки и техники, в том числе в разработке ядерных реакторов наземного, морского и космического применения. Наряду с этим ГНЦ РФ-ФЭИ в настоящее время успешно развивает направление по использованию накопленных знаний и наукоемких технологий в других областях человеческой деятельности.

Заместитель генерального директора ГНЦ РФ-ФЭИ, директор Отделения физико-химических технологий, доктор технических наук, профессор Пётр МАРТЫНОВ на примере трех разных проектов рассказывает о результатах и перспективах такого направления деятельности института.

Атомные технологии в металлургию

Всем известен способ передачи тепла водой. Вода может охлаждать, нагревать, и человечество веками успешно использует этот природный теплоноситель. Но при высоких температурах из-за кипения воды и требуемых при этом для подавления кипения воды сверхвысоких давлений возникает ряд трудно решаемых проблем, в частности, проблема возможных паровых взрывов и аварий. Подобные проблемы возникли в металлургической компании (ООО ПК «Комплексные перерабатывающие технологии», г. Челябинск) при создании оригинальной установки по переплавке и переработке металлических радиоактивных отходов после вывода АЭС из эксплуатации.

Челябинцы предложили ФЭИ принять участие в проекте и разработать новый, более эффективный по сравнению с водой способ охлаждения корпуса этого оригинального агрегата. Предложение было принято. Обнинцы использовали в проекте технологию жидкометаллического переноса тепла. ФЭИ является мировым лидером в этой технологии и разработал целый ряд жидкометаллических теплоносителей.

Наиболее известны из них расплав свинца-висмута и жидкий натрий. Свинец-висмут успешно применялся в ядерных энергетических установках на подводных лодках, которые в свое время обеспечивали военно-техническое преимущество и обороноспособность страны. В частности, выдающиеся тактико-технические данные подводных лодок серии «Альфа» со свинцово-висмутовым охлаждением были занесены в Книгу рекордов Гиннесса. Эти лодки были настоящей грозой морей и океанов. Другой жидкий металл - натрий эффективно применяется в действующих и проектируемых атомных энергетических станциях (АЭС) с реакторами на быстрых нейтронах. Это АЭС БН-600, БН-800 и БН-1200.    

Содружество с челябинской группой получило дальнейшее развитие при поддержке Агентства инновационного развития и его руководителя А.Сотникова. Рекомендации агентства были учтены в ФЭИ при формировании предложения в федеральное Министерство образования и науки о бюджетной поддержке проекта на конкурсной основе.

Важное значение для достижения успеха проекта имела его оценка губернатором А.Артамоновым. Он отметил его высокую научную и практическую значимость для ФЭИ и региона, а также как пример успешного инновационного развития научных организаций.

«Законсервированный» наноматериал

Удивительные свойства наноматериалов все шире применяются в самых различных областях науки и техники. Даже небольшие добавки нанопорошков кардинально меняют свойства материалов, улучшая их функциональные характеристики. Но механизмы, за счет которых наночастицы придают новые свойства материалам, имеют обратную сторону, а именно: благодаря высокой поверхностной энергии наночастиц происходит их склеивание, укрупнение, образуются конгломераты, а наноматериал перестает быть таковым.

В Физико-энергетическом институте научились делать устойчивый наноматериал – аэрогель AlOOH, который сохраняет свои свойства сколь угодно долго за счет своей волокнистой, ориентированной в пространстве наноструктуры (диаметр волокон – 5-10 нанометров, длина отдельного волокна – несколько сантиметров). Поэтому Пётр Мартынов и называет его «законсервированным» наноматериалом. А непосредственно перед применением хрупкие волокна аэрогеля легко растираются с превращением его в качественный нанопорошок со всеми характерными свойствами.

Жидкометаллическая технология получения наноматериала, разработанная в ФЭИ, и сам материал запатентованы и испытываются сегодня для производства особых видов керамики, предназначенной для работы в специальных условиях. Так, например, добавление небольшого количества данного продукта (1-2 % мас.) в керамику на основе нитрида или карбида кремния приводит к значительному улучшению термомеханических характеристик изготавливаемых материалов: повышаются прочность, трещиностойкость и твердость, расширяется интервал рабочих температур. При этом керамика приобретает уникальные свойства по устойчивости к термоудару. Ожидается востребуемость нового материала для качественной электро- и теплоизоляции.

Поиск различных областей применения этого материала продолжается и, несомненно, приведет к успеху. И хотя аэрогель пока дорог, но уже используется в специальных изделиях, работающих в экстремальных условиях и агрессивных средах.

Выстрел в «десятку»

Сегодня Обнинск является лидером по количеству ежегодно проводимых операций брахитерапии рака предстательной железы в России. Этот уникальный органосберегающий метод внутритканевой лучевой терапии, в котором используется точечное облучение с помощью имплантированных непосредственно в опухоль микроисточников с радиоактивным изотопом. И хотя на одну операцию требуется в среднем 80 микроисточников, тщательно подобранное расположение их внутри предстательной железы при индивидуальном дозиметрическом планировании операции, позволяет создать всю поглощенную дозу излучения именно в опухоли и свести к минимуму облучение соседних органов и тканей. Одним словом, излучение попадает точно в цель, в «десятку», как выражается Пётр Никифорович Мартынов.

Брахитерапия легко переносится больными и не требует длительной госпитализации (пациент выписывается из клиники в тот же или на следующий день и возвращается к нормальной жизни в течение нескольких дней).

Микроисточник представляет собой герметичное и многосоставное миниатюрное изделие цилиндрической формы, диаметром 0,8 и 4,5 мм в длину. В ФЭИ идет подготовка к серийному производству этого наукоемкого продукта.

Изготовление микроисточников в стрендах – трудоемкая и поистине ювелирная работа, состоящая из множества высокотехнологичных операций. В ФЭИ разработана своя технология, здесь обладают оригинальными разработками, позволяющими организовать собственное отечественное производство микроисточников для брахитерапии рака предстательной железы.

Сегодня эти работы получили новый импульс в связи с открытием финансирования в рамках выигранного ФЭИ в госкорпорации «Росатом» инвестиционного проекта «Создание опытно-промышленного производства микроисточников для брахитерапии онкологических заболеваний». Планируется, что после ввода в эксплуатацию производственного участка в ФЭИ он позволит выпускать порядка 50 тыс. микроисточников для брахитерапии в год, а это порядка 600 операций. Такое количество будет полностью закрывать возможности лечебных учреждений города.

В Обнинске брахитерапию рака предстательной железы проводят в МРНЦ им. А.Ф. Цыба и в КБ №8. Со слов Петра Никифоровича, на сегодняшний день в этих лечебных учреждениях проводят порядка 30 процентов от общего числа операций брахитерапии рака предстательной железы в России. И он видит в развитии этого метода большие перспективы для города – создание Центра по брахитерапии.

- Наличие связки «разработчик – производитель - хирург» в этой цепочке очень важно, поскольку позволяет осуществлять новые исследования и разработки, ориентируясь на потребности и запросы врачей, на их опыт, - подчеркивает Пётр Никифорович. - Страна нуждается в гораздо большем их количестве, чем будет способно производить наше опытное производство (50 тысяч МИ в год), и, соответственно, в большем количестве операций. По нашим оценкам, эта цифра в перспективе должна быть выше по крайней мере в 10 раз: ежегодно порядка 10 тысяч мужчин в нашей стране нуждаются в брахитерапии, а это около 1 млн. микроисточников. Такое количество микроисточников наше производство не потянет, и я вижу дальнейшие перспективы в объединении усилий АО НИФХИ им Л.Я.Карпова, МРНЦ им. А.Ф. Цыба, РОСНАНО «Бебиг» (дочернее предприятие «НаноБрахиТек»), чтобы сообща создать предприятие по массовому выпуску отечественных микроисточников.

Фактически в этом случае на базе Обнинска может быть сформирован кластер, где будут осуществляться и производство изотопов, и выпуск микроисточников, и диагностика, и сами операции, и сопутствующие сервисные услуги, обеспечивающие удобство и комфорт пациентам. Плюс близость Москвы, наличие хороших коммуникаций - с таким кластером будет трудно конкурировать.

Но прежде всего операции по брахитерапии рака предстательной железы должны быть доступны для всех нуждающихся. В лечебных учреждениях Обнинска (МРНЦ им.А.Ф. Цыба и КБ №8) такая работа уже ведется новым руководством, а в ФЭИ стремятся максимально снизить стоимость изотопной продукции. Кроме того, при сосредоточении всей цепочки на одной территории получается значительный выигрыш в цене микроисточников за счет сокращения транспортных расходов.

- При такой обоюдной работе по снижению стоимости продукции и услуг мы за те деньги, выделяемые государством на высокотехнологичную медицинскую помощь, а это порядка 250 тыс. рублей на одну операцию, сможем охватить гораздо большее количество больных, - утверждает Пётр Никифорович.

Такой проект хорошо вписывается в стратегию развития города по концентрации новых медицинских и биофармацевтических технологий и производств на его территории и полностью соответствует инновационному развитию региона в целом.

Подготовил Сергей КОРОТКОВ.
Фото автора.

ФЭИ посетил глава региона

Губернатор Анатолий Артамонов 30 марта посетил объекты инновационного развития института и встретился с его коллективом. Состоялся разговор о будущем ФЭИ. Речь, в частности, шла о поддержке молодых ученых, участии специалистов ФЭИ в международных проектах, организации эффективного сотрудничества родственных научных предприятий.

Анатолий Артамонов отметил значительный вклад коллектива института в решение серьезных научных задач. «Вы приумножаете экономическое и оборонное могущество нашего государства и имеете хорошие перспективы для дальнейшего развития», - подчеркнул губернатор. Он подтвердил готовность региональной власти и в будущем поддерживать ученых, в том числе в сфере фундаментальных научных исследований. «Калужская область – один из немногих регионов, который силами областного бюджета поддерживает фундаментальную науку, хотя это и не прописано в наших полномочиях… Сегодня это особенно актуально, ведь мы никогда не сможем, например, решить проблему импортозамещения, если не будем иметь задела в фундаментальной науке», - подчеркнул глава региона.

По информации пресс-службы правительства области. 

Поделиться с друзьями:
Чтобы оставить комментарий необходимо на сайт или зарегистрироваться.

Новости