- Добавить в закладки
- Фейсбук
- Твиттер
- телеграфировать
- ВК
- тюлень
- электронная почта
- копировать ссылку
Семьдесят лет назад в Обнинске заработала первая в мире атомная электростанция. В этом году рядом с еще одним реактором завершается строительство крупнейшего в Европе завода по производству радиофармацевтических препаратов. В городе также находится главный корпус Технического института Росатома — современного многопрофильного центра подготовки кадров атомной отрасли, ежегодно обучающего более тысячи иностранных специалистов. Но планы образовательной поддержки российских экспортных проектов гораздо шире, основаны на переходе на ядерные технологии четвертого поколения. Давайте присоединимся к Naked Science Reporter, чтобы узнать, каковы шансы маленького города стать ядерной столицей мира.
Крупнейший в Европе
Сейчас десять часов утра, и светит солнце. Приземляемся на блокпосте на окраине Обнинска: монтажная миссия доставляет нас на стройку крупнейшего в Европе радиофармацевтического завода. Официально все это место принадлежит приходу Физико-химического института Льва Яковлевича Карпова (НИФХИ им. Л. Я. Карпова) и входит в состав Росатома. Неофициальное название – «Карповка».
На входе правила этих мест традиционные: нельзя ни смартфоны, ни наушники, в том числе проводные (!). Все вещи необходимо хранить в запертых шкафчиках у входа.
Пока мы ждали входа, нам не оставалось ничего другого, как читать то, что висело на стене. Во внутренних документах указано, что чулки являются обязательной одеждой для всех сотрудников в любое время года. Наш взгляд как раз дошел до строчки «Разрешенная длина юбок выше колена…» (так называются наши фамилии). Приходится прекращать чтение на самых интересных местах и заходить внутрь.
Дорога, ведущая к стройке, проходит глубоко среди советских построек. Справа от двора имеется двойной забор. «Это здание невозможно сфотографировать, там стоит реактор, который производит часть изотопов, необходимых для радиофармпрепаратов», — слышится где-то слева.
Однако земля полна слухов. Среди репортеров, шедших на стройку, ходили довольно подробные слухи о бассейновом реакторе ВВР-ц. Построенный в 1964 году (в этом году ему исполняется 60 лет), он имеет двухконтурную конструкцию, которая замедляет нейтроны и отводит тепло от трубок с помощью ядерных «таблеток» — легкой воды. Тепловая мощность реактора составляет 15 МВт.
В советское время он занимался научной деятельностью, но в 1990-е годы у государства не хватило средств. ВВР-ц технически не способны вырабатывать электроэнергию, что ставит их будущее под сомнение. Но НИФХИ хотел выжить и поэтому увеличил производство радиоизотопов для использования в радиофармпрепаратах (в том числе на экспорт).
Радиофармацевтический препарат — это препарат, который позволяет людям «видеть» (с помощью «меченых» радиоактивных изотопов) внутри организма, например, раковую опухоль, или вылечить ее. Учитывая, что рак является основной причиной смертности в развитом мире, а заболеваемость его только растет, эта тема как нельзя более актуальна.
В Карповке («В Карповке», как называют его местные атомщики) и новом заводе есть не только реактор, но и мелкосерийное производство медицинской продукции на основе производимых в реакторе изотопов. Например, это генераторы технеция (на фото), препараты на основе йода-131 и самария-153.
Дальнейшее обсуждение прерывается: мы прибыли на стройку. Нас приветствовал директор Института химической физики имени Карпова Олег Кононов. Сотрудники Карпова, оказавшиеся в коридоре, отзывались о нем высоко, особенно те, кто помнил бывшего руководителя. Хорошо, давайте послушаем это.
Щелкали телекамеры, а коллеги по «ТВ» задавали вопросы быстрее, чем мы, грешные, так что было время осмотреться. Когда приходит наша очередь, мы спрашиваем: почему так мало рабочих и есть ли у вас срок сдачи нового завода в эксплуатацию до конца года? И как-то они не похожи на сотрудников Росатома… Директор ответил прямо: Людей так мало, потому что в здании еще идет стройка, и мы освободили некоторых людей до приезда репортера. Эти люди действительно не из сторонней строительной организации «Росатом.
Общая площадь строящихся предприятий составляет 30 000 квадратных метров, что довольно много. Внутри компании будут работать 350 высококвалифицированных специалистов. «На самом деле, это большая проблема, где найти людей для нового завода», — сказал, ничего не скрывая, руководитель.
«А какое у вас оборудование? Китайское или…» — задали мы сакраментальный вопрос. — Или, — твердо ответил Кононов. «А как насчет санкций?» — Продолжим.
«Не буду раскрывать конкретную европейскую страну-поставщика, но все идет оттуда. Что приходит к нам — то поступает от нас! В прошлом году, когда в Польше были проблемы с ее радиофармацевтическим реактором, мы поставляли радиофармпрепараты в Польшу. Что касается здоровье, даже здоровье населения, у людей другие приоритеты».
С вводом в эксплуатацию готового завода «Карповка» существенно расширит номенклатуру и объемы поставок. Сегодня ее роль в России остается большой: она является единственным поставщиком генераторов технеция, которые важны для диагностики онкологических больных и больных сердечно-сосудистыми заболеваниями. Технеций позволяет увидеть все узкие места сердечно-сосудистой системы и даже небольшие метастазы при онкологии. Всего институт поставляет эту продукцию в 170 российских центров ядерной медицины. Но тут вопрос в том, с чем это сравнивать. Кононов рассказал, что в прошлом году он был в дружественной восточной стране, где таких центров было 220, и если посмотреть на карту США, все они выделены, то она «все сияет».
В настоящее время радиофармацевтическое обеспечение России «интенсивно» налажено только в центральном регионе. В более отдаленных районах дела обстоят не так хорошо, и их потребности невозможно удовлетворить без увеличения производства.
Но дело не только в количестве: качество важнее. «Есть такие препараты, как йод-131, которые «направляются» (нацеливаются), концентрируются в щитовидной железе и воздействуют только на рак щитовидной железы. Но это не касается всех», — продолжил он свои мысли.
Новое предприятие также будет производить лекарства, в которых радиоактивные изотопы «конъюгированы» с другими сложными молекулами, которые связываются только с нужными типами раковых клеток, оставляя здоровые ткани незатронутыми. Такой препарат здесь будет основан на лютеции-177 и двух изотопах альфа-излучателя: актинии и радие. Лютеций в медицине является относительно новым для мира и для России. Лишь в ноябре 2023 года препарат на его основе впервые был использован для лечения рака простаты, а лишь в марте этого года — впервые для лечения нейроэндокринных опухолей поджелудочной железы.
Альфа-излучатели — еще один «передовой рубеж» ядерной медицины. Они хороши тем, что альфа-частицы полностью подавляются. Буквально в нескольких микронах от источника излучения (альфа-частицы не покидают объём клетки) они безопасны. Это означает, что они уничтожают только опухолевые клетки, оставляя все остальные клетки незатронутыми. То есть никакого «побочного» ущерба человеческому организму не будет, отметил Кононов.
Другой репортер спросил: Насколько мы зависим от западных технологий в этих развивающихся отраслях? «Самое интересное, что здесь не мы зависим, а они зависят от нас. Например, никто в мире еще не произвел этот новый изотоп радия, Росатом будет первым. Они его у нас покупают», — сказал он директор . Даже йод-131 зарубежного производства закупается у нас. Чтобы обеспечить низкие цены для внутреннего рынка, Росатому необходимо производить продукцию в больших масштабах. Таким образом, образовался профицит экспорта за границу. «То же самое и с молибденом. Мы не зависим от этих препаратов, но у нас большие экспортные планы».
затем Олег Кононов показал нам одну из типичных изделий предприятия – «классический», технеций-генератор. По сути, это стеклянная трубка внутри гигантской свинцовой оболочки, наполненная адсорбентом, прочно связывающим молибден-99. Его период полураспада составляет всего 2,75 дня, прежде чем он образует технеций-99m. В клинике через трубку прокачивают солевой раствор, смывающий технеций и оставляющий после себя молибден. Солевые растворы, содержащие соединения технеция, можно с высокой точностью использовать для диагностики рака и сердечно-сосудистых заболеваний.
кроме того, здесь будут производить препараты на основе самария-153 (оксобифора), молибдена-99 и йода-131. Сюда также привезут актинию и к ее атомам «прикрепят» пептид, что сделает его высокоточным препаратом, действующим только на раковые клетки.
Трудности Карповки не ограничивались производством простейшего изотопа. Доставка тоже требовала очень тщательной организации: тот же генератор технеция перестал его производить уже через две недели (распад изотопа). Источник необходимо доставить в клинику самолетом. Более того, это касается практически всех радиофармпрепаратов.
Для достижения низкой себестоимости (массового производства), что в противном случае было бы невозможно обеспечить их низкую внутреннюю цену, эти препараты необходимо также экспортировать. Поэтому очень важна удаленность готового предприятия от аэропорта.
Прорыв к «Прорыву»
Нас успокоили планы по оздоровлению горожан в Карповке и мы переехали в Технический институт Росатома в Обнинске. Даже на парковке становится ясно, что это место будет непростым: здесь есть электрическая заправочная станция, способная вместить два «зарядных пистолета». Электросамокатов рядом с ними нет, и это хорошая новость, но и электромобилей тоже нет. «Они вообще им пользуются?» — спросил журналист с редким для московских вузов любопытством. «Да, по крайней мере, электромобиль здесь может надежно заряжаться», — ответил представитель «Росатома».
Мы поднимались, когда некоторые коллеги вели острую дискуссию по поводу электромобиля с правым рулем, который один из них купил. Учебные заведения уже не такие «безопасные»: по ним можно ходить с телефоном. Это еще больше упрощает задачу по мере приближения презентации в конференц-зале «Прорывного проекта». Известно, что компания «Росатом» связывает с ним свое будущее».
Представители госкомпаний начали с, казалось бы, очевидных фактов: население планеты растет, а появление новых источников энергии ставит все под вопрос. СЭС и ВЭС не могут и не справятся (мы уже писали почему), атомная энергетика отвергается многими странами и ее суммарное производство электроэнергии растет крайне медленно. Углеродсодержащее топливо удовлетворяет потребности людей в электроэнергии (20% мирового энергопотребления), тепле (50%) и транспорте (25%) и составляет более 80% общего энергобаланса. Но их запасы не бесконечны, а выбросы не исчезли.
«Какая энергия нужна в XXI веке?» — спросил спикер. Он ответил: «Однако атомная энергетика, с одной стороны, обеспечивает максимальную безопасность, а с другой стороны, имеет такую же цену, как и угольные ТЭС, а в будущем и газовые ТЭС.
С точки зрения «Росатома», все это дает проект «Прорыв». Он состоит из трех основных частей: БРЕСТ (естественно безопасный быстрый реактор со свинцовым теплоносителем), «модулей» (небольших заводов) по производству топлива для таких реакторов и еще одного небольшого завода по переработке отходов эксплуатации. Теплоноситель в таких реакторах свинцовый, поэтому он не будет кипеть, как вода на Фукусиме. Он не может воспламениться, как натрий, в натриевом реакторе.
Конечно, новый метод несет свои трудности: обычное ядерное топливо, изготовленное из оксида урана в жидком свинце, плавает (закон Архимеда), поэтому Пролив первым в мире использует уран и азотное топливо из плутония (с плотностью). 14,3 т/куб.м). Освоение нового топлива — непростая задача, но есть свои преимущества: плутоний лучше производить из нитрида урана. После того, как Брестский реактор проработает семь-восемь лет, отработанное топливо отправляется на АЭС, из которой извлекается полученный за этот период плутоний.
«Прорыв» предполагает, что отработанное топливо будет очищено от большинства наиболее опасных компонентов после переработки на заводах по переработке. После определенного количества лет хранения под открытым небом его останки могут быть захоронены в бывших урановых рудниках. Более того, радиоактивность этого захороненного материала будет близка к радиоактивности материалов, когда-то добытых в шахте.
Первый такой демонстрационный реактор (сейчас мощностью 300 МВт) планируется запустить в 2029 году. Его уже строят в Томской области. Потом будут полноразмерные БРЕСТы — по 1200 МВт, как ВВЭР. Докладчик отметил: По материалоемкости реактор будет сопоставим с ВВЭР-1200.
На этот раз репортеры были явно более взволнованы. Учитывая 9 тысяч тонн свинцового теплоносителя в БРЕСТЕ на 300 МВт, активная зона настолько велика, что у реактора нет даже контейнера, свинец будет выливаться в нечто вроде гигантского железобетонного бассейна. Гарантировать в таких условиях материалоемкость уровня ВВЭР — большое достижение.
Результатом всего этого «прорыва» должна стать бинарная ядерная энергетика. Первым важнейшим компонентом является БРЕСТ, который работает на быстрых нейтронах и производит плутоний из урана-238. Производимый ими плутоний обеспечивает работу новых реакторов БРЕСТ и реакторов на медленных нейтронах (ВВЭР). Докладчик отметил, что уран-238 добыт в таких количествах, что вся планета может использоваться в течение тысяч лет.
Помимо БРЕСТ-1200 и традиционных ВВЭР, Росатом также видит в будущих энергосистемах ВВЭР-С (с регулированием спектра) и малые атомные энергоблоки. В то же время ведутся дискуссии об использовании натриевого теплоносителя при строительстве ядерного реактора БН-1200. Сам выступающий больше походил на сторонника Бреста: он отметил, что натрий, в отличие от свинца, горит при контакте с воздухом или водой.
Думается, что и здесь на ситуацию можно смотреть относительно спокойно. Компания все еще ищет свой главный «реактор будущего» — вроде бы склоняется к лидирующему БРЕСТу, но пока не отказалась от натриевого варианта, отличающегося более быстрым производством плутония. Окончательный выбор, судя по всему, будет сделан в течение следующего десятилетия.
Мировая столица молодых атомщиков автоматически переходит в Обнинск?
Вслед за представителем «Пролива» в том же конференц-зале выступил директор Технического института Росатома Юрий Селезнев. Государственная компания строит 39 реакторов за рубежом и еще семь в России. Десятки тысяч людей нуждаются в обучении. Преподавание иностранных студентов в основном ведется на английском языке. В ближайшем будущем, благодаря расширению африканского атомного «движения», можно будет учиться на французском языке. Но, например, учёный-ядерщик из Египта предпочёл сначала выучить русский язык, чтобы понять основы «примитивной» технологии».
В общей сложности, хотя Обнинский технический институт и филиалы в других городах располагают почти сотней тысяч квадратных метров площадей, здесь планируется значительное расширение с учетом развития новых экспортных технологий «Росатома» и ориентации на иностранных специалистов.
С одной стороны, новость очень оптимистичная: кроме России и Китая, сегодня в мире нет ядерного учебного центра такого масштаба. Причина очевидна: организация строительства АЭС в западных странах находится в серьезном упадке с 1980-х годов, реакторы там строятся десятилетиями, поэтому они очень дорогие. В результате они мало кому были нужны, а масштабной подготовки кадров вообще не было.
С другой стороны, проблема остается. В самой России в ближайшие несколько десятилетий планируют увеличить долю атомной энергетики в общем объеме производства электроэнергии с 19% до 25%. Судя по мировой практике, эта доля может быть значительно выше (до 75% во Франции). Более того, никакого вреда не наблюдалось (кроме несомненной пользы от снижения загрязнения воздуха). Может быть, со временем среди студентов Нового Атомграда станет больше российских граждан?