В ГНЦ РФ-ФЭИ разрабатывается специализированный растворный реактор для медицины.
Он предназначен для производства радиоизотопной продукции медицинского назначения, в первую очередь, изотопа молибдена-99. Этот радионуклид является одним из наиболее востребованных изотопов в ядерной медицине. Он служит сырьем для зарядки генератора технеция, широко применяемого в мире при ранней диагностике онкологических, сердечно-сосудистых и ряда других заболеваний. Более 80% радиодиагностических процедур в мире проводится радиофармпрепаратами, мечеными технецием. Сейчас, в основном, молибден-99 получают на исследовательских реакторах в качестве побочного продукта. «Наша цель — создать специализированный реактор, маломощный, безопасный, малогабаритный, который не только удовлетворял бы потребности России, но и был востребован за рубежом», — говорит директор отделения изотопов и радиофармпрепаратов ГНЦ РФ–ФЭИ Н. А. Нерозин.
Такой реактор разрабатывается в Физико-энергетическом институте уже около 15 лет. Сама идея принадлежит ученому из ФЭИ, доктору технических наук В.В.Долгову. Под его руководством была создана инициативная группа специалистов, подключены конструкторы и проектанты НПО «Красная Звезда». В итоге за короткое время была разработана концепция реактора и радиохимической цепочки выделения молибдена-99 и других изотопов непосредственно из топливного раствора. Поэтому такой тип реактора и назвали растворным. Однако из-за отсутствия финансирования тот проект так и остался на бумаге.
Одно время проект реактора растворного типа прорабатывался на предмет выполнения его в рамках Программы развития Обнинска как наукограда. Ведь именно такого рода инновационные проекты при их реализации могли бы стать основой экономики города, принося доход в городскую казну. Однако законодательная база того времени существенно ограничивала возможности использования ядерных объектов в коммерческих целях. Сегодняшнее законодательство ряд прежних ограничений сняло, что позволило Физико-энергетическому институту продвинуть на рынок, например, проект реактора СВБР. Теперь самое время вернуться к вопросу о создании «медицинского» реактора. Тем более, что ядерные технологии для медицины названы одним из приоритетных направлений инновационного развития России в области здравоохранения.
Сейчас, по словам Н.А.Нерозина, начался новый этап в разработке проекта растворного реактора. Он предусматривает использование урана с меньшим обогащением – около 20%, тогда как изначально идея отрабатывалась в условиях применения 90%-ного урана. Это существенно расширяет возможности продажи за рубеж не просто изотопной продукции, наработанной на таком реакторе, но и самой технологии тем странам, которые не имеют права работать с 90%-ным ураном.
В чем же суть технологии? По словам Н.А.Нерозина, активная зона растворного реактора – это 50 литров раствора солей урана, если говорить о 100-киловаттном реакторе с 20%-ным обогащением. То есть, уран, требуемый для обеспечения мощности реактора, используется и для наработки изотопов. После 5-6 дней работы реактора остается лишь выделить из раствора наработанный молибден-99. Для этого раствор перекачивают через колонку, сорбирующую изотоп молибдена. Раствор возвращают в реактор, а колонку перевозят в аффинажное отделение, где молибден десорбируют и дочищают от продуктов деления и химических примесей. Таким образом, технология состоит из двух составляющих – собственно реактора и радиохимической цепочки.
Существенным достоинством технологии является снижение отходов на 2-3 порядка по сравнению с традиционной технологией выделения Mo-99 из мишеней, поскольку весь раствор после выделения из него молибдена возвращается обратно в реактор, не требуя регенерации. Растворный реактор обладает высокой степенью безопасности. «Физиками просчитано несколько десятков вариантов различных аварийных ситуаций и ни одна из них не приводит к существенной аварии», — поясняет Н.А.Нерозин. Реактор самогасящийся, при вскипании раствора он затухает, давление в нем — ниже атмосферного. Все это делает возможным размещение реактора в населенной зоне вблизи транспортных коммуникаций, что является немаловажным фактором при производстве короткоживущих изотопов для медицинских целей. Фактически единственное требование по размещению растворного реактора – наличие поблизости специализированного производства. Так что в принципе растворный реактор можно разместить на любой площадке Обнинска, но дешевле – на территории ФЭИ, учитывая наличие здесь готовой инфраструктуры.
Проект в его нынешнем виде предусматривает создание комплекса по производству радиоизотопной продукции медицинского назначения. Комплекс включает в себя два растворных реактора мощностью 100 киловатт каждый и технологические линии (радиохимические цепочки) для выделения изотопов непосредственно из топливного раствора и парогазовой фазы реактора. Всего лишь два растворных реактора способны полностью покрыть потребность России в генераторах технеция, обеспечить их непрерывные поставки с учетом периодического останова одного из реакторов на профилактические работы. При нынешнем уровне развития ядерной медицины в нашей стране большего количества и не требуется, так же как и в других странах с аналогичным уровнем медицины.
Растворный реактор, по словам Н.А.Нерозина, создается, прежде всего, ради получения изотопа молибдена-99, поскольку в нем самая большая потребность. Но побочно можно получать и другие изотопы медицинского назначения, в частности, стронций-89. На его основе в ФЭИ изготавливается радиофармпрепарат так называемого паллиативного действия, который уменьшает боли и облегчает жизнь тяжелым онкобольным. Сегодня радиофармпрепарат на основе изотопа стронция-89 ФЭИ вынужден выпускать в малых количествах, поскольку сырье приходится закупать в Димитровграде, в НИИАРе. Кроме стронция-89 на растворном реакторе можно будет получать и ксенон-133, и йод-131. Предусмотрена также возможность вывода нейтронного пучка для лечения онкологических заболеваний методом нейтронной терапии.
Наш корр.