Молибден для внутреннего употребления

В экспериментальном реакторе СМ (красный квадрат) идет облучение мишеней.

«Мы – прообраз национальной лаборатории, как в США», – заявляет Владимир Троянов, директор Государственного научного центра «Научно-исследовательский институт атомных реакторов» в Димитровграде. 123-тысячный Димитровград (раньше – Мелекес) действительно своим вторым рождением обязан строительству в 1956 году НИИАРа. Инициатива исходила от академика Игоря Курчатова – нужен был центр для инженерных и научных исследований по различным проблемам атомной энергетики.

Сегодня на площадке НИИАРа – шесть экспериментальных атомных реакторов. Еще два начнут строить в 2013 году – идет согласование экологической экспертизы. Заведует всем эти обширным реакторным хозяйством Алексей Петелин – начальник отделения исследовательских реакторов, главный инженер. Молодой, энергичный, ироничный, он готов рассказывать, кажется, сутками обо всех своих установках. Но гордость его – реактор СМ.

Это на самом деле уникальный реактор. Уникальна конструкция активной зоны – чуть больше 50 литров – с так называемой водяной ловушкой. Это обеспечивает беспрецедентно высокую плотность потока нейтронов. Тепловая мощность СМ – 100 МВт, то есть 2 МВт на литр – очень много! Чтобы снять это тепло, вода прокачивается сквозь тепловыделяющие сборки со скоростью 13 метров в секунду; 2,5 тыс. тонн воды в час. Давление в корпусе реактора – 50 атмосфер.

Петелин любит приводить одну формулу: «Продукция исследовательского реактора – излучение, полезно используемое в эксперименте». На СМ, запущенном в 1961 году, например, было впервые экспериментально установлено время жизни свободного нейтрона. А еще активная зона СМ позволяет проводить самые изощренные материаловедческие эксперименты, испытывать различные технологические решения и прочее.

А еще за счет возможности тонко регулировать нейтронный поток в СМ можно нарабатывать весьма экзотические вещества. Например, изотоп кюрия-248. Именно мишени из этого материала использовались в 2000 году физиками Объединенного института ядерных исследований в Дубне в экспериментах по получению нового, 116-го по счету, элемента таблицы Менделеева.

Недавно для реакторов НИИАРа нашлась новая задача.

В Ульяновской области создается национальный ядерно-инновационный кластер – проект в сфере развития ядерной медицины. Вообще-то, таких кластеров на базе ведущих научных ядерных центров страны будет три: в Димитровграде, Томске и Обнинске. Но у НИИАРа есть своя особенность. Крупнейший проект, который уже реализуется на площадке НИИАРа, – промышленное производство короткоживущих изотопов для создания фармпрепаратов, в первую очередь изотопа молибдена-99. Важнейшим элементом кластера станет Федеральный центр медицинской радиологии тут же, в Димитровграде.

Зачем это нужно и почему именно молибден-99? Тут не обойтись без медицинской статистики. По данным Минздравсоцразвития, рост количества онкологических больных составил более 16% за последние 10 лет. Смертность от онкологических заболеваний увеличилась до 13,8% и стала второй по значимости причиной смертности населения России. На учете в онкологических учреждениях состоят более 2,5 млн. больных, то есть 1,8% населения страны. При этом более 60% впервые регистрируемых пациентов выявляются на третьей и четвертой стадиях заболевания, то есть на самых запущенных стадиях. Единственный выход – активное применение ранней диагностики на основе использования изотопной продукции.

2,5 часа нужно, чтобы в специальных камерах растворить мишень и выделить молибден-99.

Обязательное условие развития ядерной медицины – обеспечение безопасности пациента. Для этого необходимо использовать короткоживущие и ультракороткоживущие радиофармпрепараты. Тут-то и появляется молибден-99.

Но важен не сам по себе молибден. Он нужен для получения короткоживущего изотопа – технеция-99. Медицина использует уникальные свойства этого изотопа – мягкое воздействие на организм человека в сочетании с возможностью выявления заболевания на самых ранних стадиях. По данным Всемирной ядерной ассоциации, с использованием технеция сейчас в мире проводится до 30 млн. подобных процедур в год и 80% всех диагностических процедур в 10 тыс. больниц по всему миру.

Россия – мировой поставщик различных изделий изотопной продукции, на экспорт идет более 70% от общего объема производства стабильных и радиоактивных изотопов. Однако вот рынок молибдена традиционно был поделен между Канадой, европейскими странами и ЮАР. Но у Канады, удовлетворявшей до 40% мировой потребности в молибдене, возникли проблемы с основным реактором-наработчиком, и ниша освободилась. В «Росатоме» появились предложения занять ее в течение двух лет, что было поддержано комиссией по модернизации и технологическому развитию экономики при президенте России. В рамках российской программы по ядерной медицине было создано промышленное производство молибдена-99 на площадке ОАО «ГНЦ НИИАР».

«Совершенно реально, что мы можем стать крупнейшим в мире поставщиком молибдена, – уверен Владимир Троянов. – Рынок практически неограничен». Дефицит медицинского изотопа на мировом рынке сейчас превышает 30% при средних потребностях до 12 тыс. кюри в неделю (продукцию изотопного производства измеряют не в граммах, на вес, а в единицах активности материалов – кюри). При этом цены на молибден-99 доходили до 1500 долл. за кюри.

Готовый продукт – раствор молибдата натрия. Фото Ивана Куликова

18 декабря 2010 года была запущена первая очередь производства и осуществлена первая поставка молибдена-99 для канадской фирмы Nordion. Эта фаза проекта предусматривает выход на проектную мощность производства в 800 кюри в неделю и регулярные поставки молибдена-99. Вторая фаза, которую планируется завершить в 2012 году, предусматривает увеличить мощность производства до 2500 кюри в неделю – а это порядка 20% объема мирового рынка молибдена.

«Технеций – это наиболее удобная метка для протонной эмиссионной томографии (ПЭТ), – рассказывает Елена Калевич, помощник директора отделения радионуклидных источников и препаратов НИИАР. – Как говорят химики, молибден и технеций – генераторная пара». Взаимоотношения в этой паре весьма интересные. Период полураспада молибдена-99 – 66 часов. «То есть если Обнинск просит, допустим, 50 кюри молибдена-99 для своих генераторов технеция, то мы должны отправить им 100 кюри», – поясняет Елена Калевич.

Что называется, это нужно было бы еще вчера. Ведь пока потребность российского населения в ПЭТ-диагностике удовлетворяется лишь на 1–5%. В стране работают всего семь ПЭТ-центров. По оценкам специалистов, России нужно не менее 140 таких центров, необходимых прежде всего онкологическим больным.

Для сравнения. В США действует свыше 2 тыс. ПЭТ-центров. В других развитых странах один подобный центр приходится на каждые 500 тыс. человек населения. Ничего удивительного, что, по данным ВОЗ, пятилетняя выживаемость онкологических больных в США составляет 62% (и ежегодно процент смертности снижается в США на 1%), во Франции – 58%, в России эта цифра не достигает и 43%.

Остается добавить, что в начале сентября из НИИАРа в Обнинск было отправлено 160 кюри молибдена. Но в декабре 2013 года планируется закончить строительство Центра медицинской радиологии и в самом Димитровграде. Около 40 тыс. нуждающихся в лечении пациентов в год смогут пройти в нем лечение.

Димитровград–Москва