Перспективы развития ядерных исследований и технологий в Казахстане

Размещено на http://www.allbest.ru/

Перспективы развития ядерных исследований и технологий в Казахстане

Кадыржанов К.К.

Разработки в области наукоемких, инновационных технологий имеют принципиально важное значение для социально-экономического развития Республики Казахстан. Результаты этих работ позволяют перейти от стадии базовых и прикладных научных исследований к внедрению созданных технологий и выпуску наукоемкой промышленной продукции. Такими примерами являются опытные производства, налаженные на предприятиях Национального ядерного центра. Это, прежде всего, освоение производства радиационно-модифицированного полимерного материала «Кровлен» для гидроизоляционных работ, ряда радиофармацевтических препаратов диагностического назначения, декоративных покрытий из благородных металлов при производстве государственных наград Республики Казахстан, радиационной стерилизации медицинской продукции и др. Конечной целью работ по развитию производства радиоизотопов является выпуск отечественной импортозамещающей изотопной продукции для нужд медицины и промышленности Казахстана. Экспериментальное производство малых партий радиофармпрепаратов диагностического назначения с изотопами 99мТс и 131I позволило возобновить работу радиоизотопных лабораторий ведущих медицинских центров г. Алматы и других городов Казахстана. Для дальнейшего развития радионуклидной диагностики и расширения диагностических возможностей таких лабораторий необходимо увеличение числа препаратов на основе, прежде всего, радиоизотопов 99mТс, 131I и 67Ga (лиофилизированные наборы реагентов «ФИТАТ-99mТc», «ДТПА-99mТс», «МДФ-99mТс», препараты “Галлия-67Ga цитрат”, “Иод-131I гиппурат натрия”), а также разработка технологий получения препаратов для радиоиммунодиагностики на основе 125I.

Кроме того, продолжаются работы по разработке технологий и организации производства радиофармпрепаратов терапевтического назначения для лечения, прежде всего онкологических заболеваний. Также остро стоит потребность в закрытых радиоактивных источниках ионизирующего излучения промышленного назначения на основе 192Ir для проведения промышленной дефектоскопии в нефтегазодобывающей промышленности; на основе 55Fe, 109Cd для возбуждения вторичного рентгеновского излучения в рентгенофлуоресцентном анализе.

К числу перспективных радиоизотопов медицинского назначения для эффективного лечения онкологических заболеваний относится актиний 225Ас. Потребности ядерной медицины в 225Ас ежегодно растут, поэтому проводятся поиски различных путей получения его, которые позволят удовлетворять существующий спрос на рынке радиоизотопов. Специалистами института атомной энергии разрабатывается технология производства радиоизотопа актиния-225 путем реакторного облучения радия, выделенного из отработавших источников ионизирующего излучения. Необходимо решить две основные задачи: разработка технологии повторного использования радийсодержащих отработавших источников ионизирующего излучения для производства радиоизотопа 225Ас; разработка методов извлечения радия из отходов нефтяной промышленности.

В основе реакторного способа получения 225Ас из 226Ra, в основе которого лежит идея реализации пороговой ядерной реакции (n,2n) на быстрых нейтронах в реакторе ИВГ.1М. В качестве мишени предполагалось использовать радий, извлеченный из отработавших радиевых гамма-источников. Вторая задача связана с изучением возможностей получения дополнительного сырья (226Ra) для промышленного производства актиния путем его добычи из отходов промышленности.

Среди современных полимерных материалов и полимерных реагентов особое значение имеют водонабухающие полимеры (полимерные гидрогели), огромный практический и научный интерес к которым обусловлен уникальными свойствами материалов на их основе. Поли-мерные гидрогели - это пространственно-сшитые гидрофильные макромолекулы, способные обратимо поглощать значительное количество воды (до нескольких кг воды на г сухого полимера). Спектр возможных областей применения таких материалов чрезвычайно разнообразен: сельское хозяйство (удержание влаги в почве), нефтяная промыш-ленность (увеличение нефтеотдачи, буровые растворы), электроника (сенсоры, датчики) и т. д. С помощью полимерных гидрогелей можно без значительных энергетических затрат решать многие проблемы экологии: от очистки промышленных стоков (при использовании гидрогелей в качестве сорбентов) до реабилитации зон экологических бедствий, а также в сельском хозяйстве, для регулирования водного режима почв в аридных зонах или зонах рискованного земледелия. При этом используется способность гелей аккумулировать в своем объеме колоссальные объемы воды. Такие сильнонабухающие гели сорбируют талые или дождевые воды, а в засушливое время медленно десорбируют влагу, подпитывая растения. Разработка научных основ радиционно-химического синтеза таких гидрогелей на основе промышленно доступного сырья являются актуальной как для развития науки, так и в практическом аспектах. В рамках работ, посвященных разработке новых радиационных технологий получения радиационно-модифицированных водонабухающих полимеров аграрного назначения, получены новые сильнонабухающие гидрогели анионного типа, которые показали эффективность их применения для улучшения водно-физических свойств почвы и создания благоприятных условий для прорастания семян и формирования всходов в условиях богарного земледелия.

ядерный казахстан инновационный технология

Особенно перспективно применение гидрогелей в медицине (системы с контролируемым выделением лекарственных средств, повязки, покрытия, пленки и др. для лечения ран и ожоговых поражений кожи). По результатам исследований можно утверждать, что рынка гидрогелевых повязок в Республике Казахстан на сегодняшний день не существует. Существует только огромная потенциальная потребность в высокоэффективных покровных материалах, обеспечивающих безболезненность перевязок, ускорение процесса заживления ран и снижение их рубцевания. Специалистами Института ядерной физики разработана технология производства гидрогелевых повязок медицинского назначения, разработана операционная схема производственного процесса получения гелевых композиций.

Электрические конденсаторы, в которых диэлектриком служат тонкие пленки оксидов металлов (алюминия, тантала, титана, ниобия и т.д.), называются оксидными. Оксидная изоляция является неорганической и превосходит органическую по ряду параметров, например по термостойкости, твердости, химической стабильности. Разработанная нами технология магнетронного напыления танталового покрытия оксидных конденсаторов минимально возможной толщины позволяет наиболее экономно расходовать тантал и, вместе с тем, получать электролитические конденсаторы, имеющие лучшие характеристики по термостойкости, твердости, химической стабильности и т.д. Возможность получения танталовых покрытий регулируемой толщины на полимерных ленточных носителях с развитой поверхностью являются привлекательными с технологической точки зрения. Проектно-конструкторскими разработками принципиально решено аппаратурное оформление процессов. Получены образцы танталовых покрытий различной толщины и показана возможность проведения операций формовки оксидного слоя в кислых электролитах. Однако, промышленное использование выполненных работ предполагает определение оптимальных условий осаждения танталового покрытия на движущуюся ленту а также отработку режимов формовки, что в свою очередь требует совершенствования и оптимизации технологических условий и оборудования.

Для успешного развития ядерных технологий необходимо обновление всех имеющихся физических установок и создание новых современных физических комплексов. Удачным примером создания инфраструктуры для успешного развития ядерных технологий является строительство ускорителя тяжелых ионов ДЦ-60 в г. Астане. В настоящее время разработана комплексная технология очистки сточных вод от искусственных радионуклидов с использованием трековых мембран и налаживается производство трековых мембран на основе полиэтилентерефталата и исследуются возможности производства мембран на основе перспективных полимеров.

Второй значимый инвестиционный проект - создание центра ядерной медицины и биофизики. Целью данного проекта является развитие и внедрение в практику национального здравоохранения новейших методов диагностики и терапии с использованием ядерной медицины, развитой в последние годы на стыке медицинской науки, ядерной физики и информационных технологий.

Ядерная медицина, одно из востребованных направлений современной медицины, использует радиоактивные препараты, ядерно-физическую регистрирующую аппаратуру и компьютерные методы цифровой обработки информации для диагностики и лечения заболеваний. Радионуклидная диагностика дает возможность, не нарушая целостности организма, локально и дифференцированно исследовать физиологические и биохимические процессы, отражающие состояние здоровья. В отличие от рентгеновских или ультразвуковых методов, она позволяет выявлять не только морфологию, но и функцию органов и систем человека, т.е. выявлять отклонения от нормы на самых ранних стадиях и точно локализовать патологию, что существенно повышает эффективность лечения. Терапевтические радиофармпрепараты, накапливаясь в патологических очагах, облучают пораженные ткани, практически не вредя здоровым. Преимущества, а в ряде случаев и незаменимость методов ядерной медицины обусловили на протяжении нескольких последних десятилетий ее устойчивое развитие и превращение в неотъемлемую часть клинической практики в развитых странах.

Создание Центра имеет большое социальное значение для Республики Казахстан, вызовет положительный общественный резонанс и будет способствовать снижению радиофобии. Созданный при ИЯФ НЯЦ РК базовый Центр, осуществляющий наряду с лечением и диагностикой пациентов научные, методические и учебные функции, а также наработанный опыт и подготовленные кадры позволят в короткие сроки обеспечить функционирование создаваемой республиканской сети лабораторий радионуклидной диагностики и терапии, в первую очередь, в столице нашего государства.

Размещено на Allbest.ru