В Академии наук Таджикистана «АП» рассказали, что собой представляет этот реактор и для чего он нужен.
Нашими собеседниками были академик АН РТ, доктор физико-математических наук, вице-президент АН Хикмат Муминов и и.о. директора физико-технического института им. С.Умарова Академии Алимахмад Холов.
Мал золотник, да дорог
В 60-е годы предполагалось создание в СССР сети региональных лабораторий, где были бы установлены растворные реакторы. Построили всего два - "Аргус" в Курчатовском институте и реактор в Душанбе.
К сожалению, в Душанбе строительство было закончено в момент распада Союза, и он не был пущен.
Это самый безопасный реактор. При повышении температуры падает реактивность, поэтому при несанкционированном разогреве реактор глушит сам себя. Тепловая мощность реактора всего - 20 кВт. Это примерно 200 стоваттных лампочек. Из-за небольшой мощности выгорание ничтожно (за год непрерывной работы израсходуется 0,5 граммов урана), поэтому реактор может работать без перегрузки топлива десятки лет.
Реактор создает поток нейтронов, который нужен нам для проведения нейтронно- активационного анализа, используемого для определения концентраций элементов в образце. Нейтроны от источника бомбардируют вещество, это приводит к его активации. Нейтроны захватываются ядрами, и они переходят в возбужденное состояние. При переходе в основное состояние они испускают лучи. С помощью детектора получается спектр. С его помощью мы можем с очень высокой точностью определить химический и изотопный составы вещества. Даже если среди 1 млрд атомов хоть один атом отличается от другого вещества, вот такая концентрация будет обнаружена. Это позволяет дать именно нейтронно-активационный анализ. Поэтому для Таджикистана был рекомендован такой реактор.
- Поскольку идет развитие нанотехнологий, без этого нейтронно-активационного анализа ничего нельзя сделать. Если не знать концентрацию каждого элемента, количество свободных нейтронов, трудно произвести точные расчеты. Это позволяет не только проверить минералы, но и помогает в других отраслях современной науки, - говорит доктор физико-математических наук, вице-президент АН РТ Хикмат Муминов.
По словам и.о. директора физико-технического института им. С.Умарова АН Алимахмада Холова, объем реактора - 23 литра раствора, это как два ведра воды. Он поместится на углу рабочего стола. Реактор находится на глубине 6 м, однако бетонирование под ним доходит до глубины 20 м. Здание реакторного корпуса рассчитано на падение самолета. Оно настолько крепкое и мощное, что даже если на него упадет самолет, с ним ничего не произойдет!
При возведении корпуса здания был использован бетон со специальным стальным наполнителем, частично свинцовым. Есть там и наполнитель из бора. У бора большое сечение захвата, и любое излучение поглощается. Дело конечно до этого не дойдет, но защита очень высокой степени.
Сам реактор находится внутри бункера с очень толстой стеной в 3-6 м в нескольких слоях. У него еще стальная обшивка в 5 см. Сверху она закрыта 5-тонной плитой.
Реактор находится на охраняемой территории в черте города, на 9-м километре, возле института физики Академии наук.
Для чего Таджикистану атомный реактор?
Есть несколько отраслей, для развития которых нужен нейтронно-активационный анализ. Это, прежде всего - геология, медицина, сельское хозяйство, производство стройматериалов, кабельной продукции.
В Таджикистане очень важно знать химический состав образцов геологических пород.
- У нас имеется очень много полезных ископаемых, редкие элементы, редкоземельные металлы, как известно, они являются основой всей современной электронной промышленности, передовых технологий. Знание состава горных пород с помощью активационного анализа - основная задача, – рассказывает Хикмат Муминов. С этой целью наш реактор и создавался эта задача стоит до сих пор.
Определение с очень высокой точностью концентрации важно для исследования в области почвоведения.
- Всегда надо контролировать наши почвы, знать ее состав, так как почва со временем теряет полезные минеральные вещества свои свойства и ее нужно обогатить. Чтобы знать, как и в каком количестве добавлять удобрения, нужен такой анализ, - отметил ученый.
По его словам, следующее направление - создание ядерных фильтров с очень высокой степенью очищения.
Как создаются ядерные фильтры? Берется полимерный материал в некотором количестве и бомбардируется нейтронами. Нейтроны прожигают очень маленькие отверстия, в порядке длины волны. Он позволяет проводить очень высокую очистку воды. Обычный фильтр соль не задерживает. Ядерный фильтр задерживает все вредные вещества, например выбросы тяжелых металлов. Такие фильтры нужны медицине. Например, для искусственной почки — аппарата для временного замещения выделительной функции почек. «Можно наладить выпуск таких фильтров у нас», - говорит Муминов.
Еще одна польза – обработка сельхозпродукции. Наши сухофрукты по качеству в лидерах. По законам многих стран ввозимые к ним фрукты и овощи должны пройти стерилизацию. У нас такого нет, поэтому встречаются трудности в экспорте. Современная стерилизация – продукт должен подвергаться облучению, которое убивает вредные микроорганизмы. Стерилизацию проводят с помощью облучения промышленными ускорителями. В итоге продукт долго сохраняется. В Таджикистане давно назрела необходимость иметь свой пункт стерилизации сельхозпродуктов, говорят ученые. Это мгновенно повысит экспортный потенциал страны.
Еще ускорители электронные повышают качество полимеров, стройматериалов. Например, влияют на долговечность и прочность кабелей. Все это в значительной мере способствует экономическому развитию страны.
В тысячи раз безопаснее, чем рентген
В последние десятилетие бурно начала развиваться новая отрасль – ядерная медицина. Ядерное излучение используется для лечения подавления роста злокачественных опухолей.
- У нас очень большой процент рака молочной железы, который удаляется обычно хирургическим путем, - говорит Хикмат Муминов. – Адресное ядерное облучение попадает в ту точку, которая поражена.
По словам ученых, новое направление развития ядерной медицины связано с использованием радиоактивных изотопов.
- Старые традиционные способы медицинского диагностирования заключается в использовании рентгена, - рассказывает ученый. - При рентгене человек получает дозу облучения. Кроме того, рентгеновский двумерный снимок - плоский, объемного изображения у него нет, то есть мы не получаем полную информацию об исследуемом органе. Более точный анализ возможен в результате применения новых ядерных технологий, которые позволяют снимать реальное трёхмерное изображение исследуемого объекта. С помощью компьютеров можно обработать и представить такие визуальные изображения любого органа.
Как это происходит?
В кровь вводится мизерное количество изотопов, которые очень быстро выводятся из организма. И мы можем получить полную информацию о состоянии сердца, печени и других органов.
- В результате распада изотопов человек получает облучение в тысячи раз меньше чем при рентгене. И информация будет доскональная по сердцу легким и другим органам, - отмечает Муминов.
Другое направление применения изотопов, которые будут наработаны в реакторе для излучения, заключается в лечении рака. Раковая опухоль обладает самым большим метаболизмом. Она все в себя втягивает и поэтому быстро растет. Изотоп молибдена 99, попадая в кровь человека, идет именно в ту область, где находится раковая опухоль. Он его обволакивает, блокирует, там он распадается и облучает адресным образом именно эту опухоль.
Специалисты из Курчатовского института на одной из конференций докладывали о работе по получению изотопов стронция, которые используются при лечении саркомы кости - это уже финальная стадия, когда лечение бесполезно. Главная проблема обезболивание. Используется морфий, дорогие наркотические препараты, чтобы человек выдерживал боль. Препараты стронция разрушают раковую опухоль, блокируют нервные окончания и больной не чувствует той боли, которая бывает в этом случае. Когда вводили этот препарат, больные вставали на ноги и уходили домой. Таким образом, на терминальной стадии можно чуть помочь больному человеку улучшив его состояние.
Эти примеры показывают возможность широкого применения ядерных технологий в медицине, от диагностики до лечения.
Значение «Аргуса» для Таджикистана
- По «Аргусу» мы полностью сотрудничаем с МАГАТЭ. Их представители два раза в год к нам приезжают, - говорит Муминов. - У них жесткие требования в вопросе применения ядерных технологий, особенно, что касается реактора. Мы работаем с «Росатомом», у которого эти требования еще жестче. Сейчас к нам приехали 4 представителя этой компании, они занимались обследованием. Проверили здание, помещения и дали положительные заключения. Но продолжают изучать материалы, связанные с архивными данными, статистикой гидромета, гидрологии и так далее. Весь огромный комплекс разрабатывается очень тщательно.
По мнению ученых, благодаря этому реактору мы находимся не в числе отсталых стран. Наличие реактора – важный политический момент, есть реактор, значит, страна технологически развита, которая умеет использовать атомную энергию. Это потенциал для развития нанотехнологий.
Рынок изотопов – генераторов технеция и молибдена заполнен всего на 10 процентов. Цена на изотопы очень выросла. За последние годы тенденции к падению нет.
У нас большая проблема – нет своих изотопов. Их привозят. Пока довезут, проходит три дня, их активность падает. Очередь в клиниках записывается большая – по триста человек на каждый вид анализа. В это и состоит насущная необходимость производства изотопов именно у нас.
Вот такое огромное политическое и экономическое значение имеет маленький «Аргус» для Таджикистана.
Следите за нашими новостями в Telegram, подписывайтесь на наш канал по ссылке https://t.me/asiaplus
English