Александр Будтов о работе в НИИЭФА: «Мы делали первые ускорители в СССР»

В 1960-е годы НИИЭФА запустил производство ускорителей для нужд медицины и атомной промышленности. С их помощью и сегодня проводят терапию онкологических заболеваний, делают шумоизоляцию для подлодок, проверяют качество сборки атомных реакторов и т. д. Александр Будтов, бывший главный конструктор и главный технолог центра линейных ускорителей и циклотронов НИИЭФА, рассказал «СР» о своей работе в одном из старейших предприятий атомной отрасли.

«Во времена моей юности были очень модными технические направления. Я с детства собирал модели самолетов, а когда дело дошло до управления ими, увлекся еще и электроникой, начал делать приемники и передатчики, — вспоминает Александр Будтов. — В итоге поступил в Ленинградский электротехнический институт (сейчас СпбГЭТУ «ЛЭТИ». — «СР») на специальность «конструктор-технолог радиоэлектронной аппаратуры». Сразу по окончании вуза в 1971 году меня распределили в НИИЭФА, где я проработал до 2018-го».

Лучом по раку

Больше половины пациентов с онкологическими заболеваниями нуждаются в радиотерапии. Существует несколько видов такого лечения. Контактную лучевую терапию обычно применяют при поверхностных опухолях или в процессе операции: источник излучения подводят прямо к новообразованию. При радионуклидной терапии используют радиофармпрепараты — например, радиоактивный йод при лечении рака щитовидной железы. Самой же востребованной является дистанционная лучевая терапия, при которой облучают опухоль, окруженную здоровыми тканями и расположенную глубоко. Для такого точечного воздействия используются ускорители. В СССР никто, кроме НИИЭФА, не делал ускорители для медицины.

«Терапевтический режим медицинских ускорителей в основном от 5 до 22 МэВ. Электроны разгоняются в ускоряющем напряжении и при столкновении с мишенью, сделанной из металла типа вольфрама, тормозятся. В этот момент электроны сбрасывают гамма-кванты, образуя тормозное излучение. Опухоль облучается как раз с помощью высокоэнергетических гамма-квантов, — поясняет Александр Будтов. — Есть еще циклотроны, в которых протоны вращаются по круговой орбите и достигают более высоких энергий, около 30 МэВ. Это оборудование используется для производства короткоживущих изотопов, применяемых при диагностике различных заболеваний». Пациенту вводят препарат, содержащий радиоизотоп. Он накапливается в раковых клетках, так как у них более высокий метаболизм. При сканировании в ПЭТ-томографе видны очаги поражения.

«Самый первый медицинский ускоритель с энергией пучка 6 МэВ НИИЭФА поставил в институт онкологии им. Герцена в Москве еще в конце 1960-х. А первые ускорители на 15 МэВ — в начале 1970-х в нынешний Российский научный центр радиологии и хирургических технологий им. Гранова и НМИЦ онкологии им. Петрова. В 1977, 1980 и 1984 годах мы смонтировали три установки с энергией 15 МэВ в ГДР. За серию этих ускорителей и поставку подобных в 15 главных городов СССР я получил премию Совета Министров СССР. В 1990-е разработали еще 57 ускорителей с участием компании Philips. Всего за время моей работы выпустили около 100 установок. Можно сказать, это штучный товар. Самая большая партия обычно — 10 приборов. Несмотря на небольшие объемы производства, мы поставили ускорители во все столицы союзных республик. Один из последних ускорителей, созданных под моим руководством, был «Эллус-6М» с энергией 6 МэВ и полностью цифровым управлением, — рассказывает Александр Будтов. — Мы его разработали еще в 2008 году, но, к сожалению, не смогли сертифицировать, на это требовалось несколько миллионов рублей». Регистрационное удостоверение все еще не получено, так что «Эллус-6М» пока нельзя использовать для лечения пациентов.

Лет 20 назад Александр Будтов спроектировал интраоперационный ускоритель, который воздействует на ткани, окружающие раковую опухоль, сразу после ее удаления хирургическим путем и убивает оставшиеся злокачественные клетки. Установка мобильная, ее можно ставить в операционной. Тогда на развитие проекта не было средств, а в этом году «Росатом» прислал в НИИЭФА техническое задание на разработку интраоперационного ускорителя. Проект Александра Будтова может обрести новую жизнь.

Подлодка-невидимка

«Я занимался не только медициной, — продолжает Александр Будтов. — Под моим руководством делали досмотровые комплексы. Такое оборудование установлено, например, на российско-казахской таможне. Транспорт, проезжающий через границу, просвечивается прямо на ходу при помощи ускорителей. За несколько минут можно узнать, не везет ли водитель что-либо незадекларированное. Еще мы изготавливали шумоизоляцию для подводных лодок. Если вы заметили, они всегда черного цвета: корпус обшивается толстыми слоями резины. Вулканизация каучука производится с помощью электронного пучка. Это те самые ускоренные электроны, которые летят сначала в вакууме, потом вылетают через тонкую, около 20 микрон толщиной, металлическую пленку на воздух и облучают ту часть изделия, которую надо вулканизировать. Такой панцирь поглощает большую часть звуковых волн и усложняет поиск подлодок».

Еще одна интересная область использования ускорителей — гамма-активационный анализ золотосодержащих руд. «Обычный химанализ — это долго и не так точно, как анализ с помощью тормозного излучения с энергией 15–20 МэВ, — отмечает Александр Будтов. — По количеству полученных во время облучения вторичных частиц с помощью детекторов можно определить процент золотосодержащей руды. Подобные установки производства НИИЭФА работают, например, на Навоийском горно-металлургическом комбинате в Узбекистане».

Конечно же, ускорители используются и при изготовлении реакторных установок. Так, защита установки — это примерно 1,5 м стали. Она сваривается из нескольких частей. Проконтролировать качество сварных швов помогают ускорители тормозного излучения. С одной стороны изделия направляется пучок, а с обратной накладываются специальные рентгеновские пленки. На проявленных пленках детально просматривается каждый сварной шов.

УСКОРИТЕЛИ СЕГОДНЯ

Мировые лидеры в производстве ускорителей для лучевой терапии — американская компания Varian Medical Systems и шведская Elekta. Их комплексы Unique и Compact широко представлены и на российском рынке. Радиотерапевтическую установку «Оникс» с энергией 6 МэВ с 2017 года разрабатывают в другом институте «Росатома» — НИИТФА. С ее помощью можно будет лечить опухоли любой локализации и размера. Клинические испытания опытного образца и медицинская сертификация запланированы на этот год. Новый комплекс появится в онкоцентрах ориентировочно к концу 2021-го, всего НИИТФА планирует выпускать до 15 установок в год. Проект получает финансирование из гранта Министерства науки и высшего образования, а также от «Росатома». В рамках нацпроекта «Здравоохранение» до 2024 года предусмотрена модернизация медицинского оборудования онкоцентров, в том числе закупка аппаратов для лучевой терапии.