Институт реакторных материалов расширит линейку изотопов, спасающих жизни

Институт реакторных материалов отмечает 55‑летие. Изначально ИРМ был филиалом НИКИЭТ, но с 2003 года стал самостоятельной организацией. Там ведут исследования для реакторов будущего, производят промышленные и медицинские изотопы для диагностики и лечения сложных заболеваний и разрабатывают методики по обращению с РАО.

Днем рождения ИРМ считается 23 апреля 1966 года, когда состоялся физпуск исследовательского водо-водяного реактора ИВВ‑2 с тепловой мощностью 15 МВт. Он работает и по сей день. В 2018 году реактор модернизировали: заменили оборудование систем управления и защиты, очистки теплоносителя первого контура реактора, очистки и поддержания водного режима, установили новую систему автоматизированной защиты и пульт управления, а также убрали несколько неиспользуемых графитовых блоков. В итоге срок службы реактора был продлен до 2040 года.

Институт всегда занимался исследованиями радиационной и коррозионной стойкости реакторных материалов и конструкционных элементов реакторов, способов ядерного перегрева пара в перспективных реакторах для АЭС, изучением характеристик активных зон исследовательских реакторов, разработкой оптимальных режимов и схем очистки воды. Например, оптимизация свойств стали ЧС68 — ​материала оболочек твэлов реактора БН‑600, которой ИРМ занимался совместно с ВНИИНМ и Белоярской АЭС, позволила постепенно повысить повреждающие дозы с 44 сна до 73 в 2000 году. А в 2015 году показатель вырос до 87 сна. Если проще — ​ученые подобрали химический состав и метод термообработки, которые увеличили срок службы стали. В кооперации с НИКИЭТ сотрудники института обосновали работоспособность реакторов РБМК‑1000 на период до 45 лет. ИРМ исследовал топливные каналы и каналы систем управления и защиты.

Сейчас ИРМ развивает три ключевых направления: перспективные реакторные технологии, разработка и производство радионуклидной продукции и гособоронзаказ. Для усовершенствования реакторных технологий институт проводит испытания конструкционных и топливных материалов — ​обосновывает работоспособность элементов активных зон реакторов различных типов. Исследования ведутся для зарубежных и российских заказчиков, включая проект «Прорыв» с быстрым реактором со свинцовым теплоносителем БРЕСТ-ОД‑300. ИРМ модернизирует экспериментальную базу и разрабатывает новые исследовательские методы. Помимо исследовательского реактора в институте есть горячие камеры, радиохимическое оборудование и участок по изготовлению облучательных устройств.

Изотопы, спасающие жизни

Почти 60 % изотопной продукции ИРМ составляют сырьевые изотопы и радионуклидные источники медицинского назначения, которые используются в диагностике и лечении различных заболеваний. Институт производит углерод‑14, иридий‑192, селен‑75, прекурсор трихлорид лютеция‑177 и цезий‑131.

Углерод‑14 необходим для проверки фармакокинетики лекарственных препаратов — ​адсорбции, распределения в организме, усвоения и выделения. Также изотоп используют при производстве мочевины для дыхательных тестов на наличие Helicobacter pylori.

Иридий‑192 применяется для лечения злокачественных опухолей любой локализации. Лютеций‑177 хорошо подходит для лечения небольших опухолей и патологий костных тканей. Период полураспада в 6,65 суток позволяет использовать лютеций‑177 для мечения антител и пептидов с медленной кинетикой.

Цезий‑131 в микроисточниках используется для лечения первичного рака простаты, гинекологической и глазной меланомы, немелкоклеточного рака легкого и внутричерепных злокачественных новообразований после резекции первичной опухоли. ИРМ производит цезий‑131 с радиохимической чистотой не менее 99,99 %, что выше, чем у зарубежных аналогов. Мощностей института достаточно, чтобы обеспечить еженедельные поставки объемом до 100 Ки.

ИРМ производит изотопы и для промышленности. Иридий‑192 и селен‑75 применяют в дефектоскопах — ​приборах неразрушающего контроля.

Институт намерен расширять линейку изотопов. Один из проектов — ​создание линии производства микросфер с иттрием‑90 по стандартам GMP. Такие микросферы нужны для селективной внутритканевой радионуклидной терапии неоперабельного рака печени первой стадии. Производят микросферы из стекла, содержащего оксиды иттрия.

Переход в виртуальную среду

Также ИРМ ведет несколько аванпроектов. Их суть — ​подготовка технических заданий и определение объема затрат для крупных проектов по созданию новых продуктов. В числе аванпроектов — ​создание компактной установки для бор-нейтронозахватной терапии, радиофармпрепаратов на основе лютеция‑177 по стандартам GMP и гамма-ножа на основе кобальта‑60, а также разработка технологии производства молибдена‑99 для центров ядерной науки и технологий.

В прошлом году в ИРМ открылась лаборатория по изучению автономных источников питания и накопителей энергии на базе радиоизотопов с бета-распадом. Также институт включился в международную работу по изучению кандидатных материалов для термоядерного реактора. Кроме того, ИРМ открыл для себя направление по обращению с радиоактивными отходами и их переработке. Сейчас специалисты института разрабатывают технологические основы обращения с облученными циркониевыми материалами. Речь идет о переводе в безопасное состояние циркониевых каналов РБМК. На территории ИРМ создается участок по обращению с РАО.

С 2018 года институт системно цифровизирует свою работу: формирует сертифицированную базу экспериментальных данных, создает виртуальную среду для проведения предварительных исследований, чтобы экономить время и материалы, и сетевой научный центр — ​онлайн-платформу, к которой будут подключены несколько университетов. Платформа позволит ученым общаться, координировать свои действия и вести совместные проекты.