Стенограмма лекции "Технологии будущего: перспективные ядерные технологии"

Стенограмма пятой лекции из цикла Томские популярные лекции ТЕХНОЛОГИИ БУДУЩЕГО: ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ЯДЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Евгений Грибов, участник команды проекта «Томские популярные лекции» Добрый пятничный вечер, уважаемые коллеги, горожане. Мы с завидной упорностью продолжаем наш цикл томских популярных лекций по приоритетным направлениям развития проекта «ИНО Томск 2020». Сегодня мы обсудим перспективные ядерные технологии. Именно с этим связаны большие ожидания и возможности, которые указывают в проекте создание в Томской области Центра образования, исследования и разработок мирового уровня. Сегодня нашими гостями являются Дмитрий Александрович Бахтурин, член координационного комитета Международной сети специалистов по выводу из эксплуатации ядерных и радиационно-опасных объектов Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), и Николай Георгиевич Кривоногов, доктор медицинских наук, профессор, старший научный сотрудник лаборатории радионуклидных методов исследования НИИ Кардиологии Сибирского отделения Российской Академии медицинских наук. Таким образом, сегодня мы соединили две области, которые, с нашей точки зрения, имеют большие перспективы, - это ядерная медицина и технология вывода из эксплуатации. Все наши точки зрения не менее заворожительны и не менее сложны, чем обсуждаемые в минувшую пятницу нанотехнологии. Лекторы решили начать с ядерной медицины, и поэтому я предоставляю слово Николаю Георгиевичу Кривоногову. Пожалуйста. Николай Кривоногов, доктор медицинских наук, профессор кафедры лучевой диагностики и лучевой терапии СибГМУ, старший научный сотрудник лаборатории радионуклидных методов исследования НИИ Кардиологии СО РАМН Глубокоуважаемая аудитория, позвольте сказать несколько слов о состоянии и перспективах развития ядерной медицины непосредственно в городе Томске. Чтобы говорить о ядерной медицине, скажу, что это такое. Ядерная медицина – это дисциплина, объединяющая в себе все диагностические (диагностика – распознавание болезней) и терапевтические (лечебное вмешательство, связанное с введение в организм радионуклидов) функции, и соответственно она подразделяется на диагностическую и терапевтическую. Диагностическая ядерная медицина – это то, чем я непосредственно занимаюсь. Правильнее называть её радионуклидная или радиоизотопная диагностика, и заключается она в анализе информации, полученной после введения в организм пациента определённого химического соединения - меченного гаммаизлучающем радионуклидом с последующей регистрацией этого соединения в организме с помощь специального оборудования. Как показано на схеме, радиоактивный источник находится в определённом органе или системе органов. Он называется радиофармпрепарат, который излучает, мы регистрируем данное излучение специальным оборудованием, которое называется гамма-камера или однофотонный эмиссионный компьютерный томограф. Пациенту ввели радионуклид, он накопился в определённом органе. Данные аппараты регистрируют и 1

выводят информацию, с которой мы работаем. В рентгеновском излучении или диагностике источник излучения находится вне организма, и лучи проходят сквозь тело пациента. За счёт разности плотности ткани визуализация происходит на экране или на фотоплёнке. Что такое гамма-излучение? Гамма-излучение – это электромагнитное излучение, спускаемое при ядерных превращениях. Ядерные превращения происходят от радиоактивных или нестабильных элементов, которые называются «радионуклид». Что такое изотопы? Изотопы – это химический элемент с одинаковым количеством протонов (с атомным номером), но различным количеством нейтронов. Как правило, изотопы нестабильны, и их называют радионуклидами. Существуют α-распад, β-распад и k-захват. При любом превращении образуются γ-кванты или электромагнитные излучения. При этом, в радионуклидной диагностике используется k-захват - когда электрон с внешней орбиты атома захватывается ядром, и, соединяясь с протоном, образуется нейтральная частица - новый химический элемент, в результате чего образуется γ-квант, который мы регистрируем. Альфа и бета распад, как правило, используются в лучевой терапии. Какие радиофармпрепараты используются в основном для радионуклидной диагностики? Это, конечно же, технеций или радионуклид с периодом полураспада 6 часов, энергия излучения которого равняется 140 кэВ. Почему он легко взаимодействует с различными химическими соединениями? В настоящее время активно стал внедряться третий легколетучий радиоактивный нуклид – йод. В кардиологии особенно очень активно используются препараты таллия - хлорид таллия. У нас в Томске вырабатываются все необходимые радионуклиды, в первую очередь технеций, йод и таллий-199. В Европе и везде используется таллий-201, у нас - 199. Основное отличие - это период физического полураспада, более простая экологически чистая технология в отличие от производства таллия-201. Таллий-201 в настоящее время в нашей стране не производится, а производится за рубежом. Вот простой пример использования препарата таллия в диагностике скрытой коронарной недостаточности. Что такое скрытая коронарная недостаточность? Это закупорка или сужение сосуда, питающего сердце. Называется это состояние «ишемическая болезнь сердца». Исследование этого заболевания называется сцинтиграфическим, а результаты мы называем сцинтиграммами. В исходном состоянии радиофармпрепарат в кардиомиоцитах должен распределиться равномерно. Мы все исследования проводим на молекулярном уровне. Радиофармпрепарат или радионуклид накапливается клетками того органа, который мы хотим исследовать. Таллий избирательно накапливается в кардиомиоцитах или сердечной мышце пропорционально кровотоку. Чем лучше кровоснабжается миокард или сердце, тем активней накапливается данный комплекс. Если плохо снабжается, значит, на том участке мало накопится радиофармпрепарата, какой-то участок не кровоснабжается, а значит, в тот участок радиофармпрепарат при всём желании не проникнет. Вот пример выраженного нарушения кровоснабжения сердца. Как вы видите, у нас кровоснабжается только боковая стеночка миокарда левого желудочка. Здесь показана схема, как мы делаем различные плоскостные срезы, прямое показание для контрастного исследования данных сосудов с помощью рентгенологических аппаратов. Мы видим закупорку коронарного или сердечного сосуда.

2

Поскольку это серьёзное заболевание, потому что 2/3 миокарды у нас не кровоснабжается, проведена реваскуляризация, то есть восстановление кровотоков в данном сосуде с помощью постановки стена. Стен - это спиралька, которая расширяет сосуды. Вы видите, что было и что стало. Посмотрите контрольную сцинтиграмму: практически полное восстановление миокардиального или сердечного кровотока сердечной мышцы. Представьте себе, если мы своевременно не провели восстановление кровотока, какой бы развился инфаркт миокарда: 2/3 сердечной мышцы у нас просто умерло бы и превратилось бы в микрос. Сомневаюсь, выжил бы человек. Здесь приведены снимки, характерные для скрытой коронарной недостаточности и для рубцовых изменений. Когда произошел инфаркт и часть сердечной мышцы замещена рубцовой тканью, тактика лечения в этих случаях совершенно различная. Исследование стенографией миокарда позволяет на 30-40% снизить затраты на диагностические процедуры и лечебное вмешательство. У нас в Томске проводится столько исследований сердечной мышцы для оценки его кровоснабжения, что мы не отличаемся от развитых европейских стран. Мы начали проводить исследования по внедрению таллия-199 в середине 80-х годов. Одновременно была начата разработка и внедрение в диагностическую практику технеция. Как я говорил, это самый популярный, самый необходимый, востребованный радионуклид в диагностических целях. В настоящее время в Томске налажено его производство на базе нашего реактора. Он хорошо зарекомендовал себя, мы не испытываем недостатка в данном радиофармпрепарате. Более 90% всех радиодиагностических исследований в нашей стране проводится с использованием данного радионуклида. Его получение на нашем реакторе достаточно просто: берется обычный технеций, облучается и обогащается в реакторе, получается радиоактивным, и, распадаясь, он образует дочерний нуклид – технеций. В генераторе, в котором используется распад молибдена, в свободном состоянии находится технеций. Каждое утро мы прокачиваем, омываем сосуд с физраствором, и получаем в растворенном виде технеций. Затем мы берём химический реагент. Он не радиоактивный и накапливается тем или иным органом в организме. Захотели мы посмотреть почки - мы берём один химический реагент, захотели посмотреть сердце или легкие - другой. Соединяем с технецием, то есть получаем радиофармпрепарат, который вводим человеку с целью диагностики. В настоящее время наш генератор снабжает практически всю Сибирь и Дальний Восток. Вот простой пример применения технеция в диагностике нарушения кровоснабжения легких, в частности тромбоэмболии. Это очень серьёзное заболевание, которое практически не диагностируется. Только наши исследования позволяют своевременно выявить это осложнение. Кстати, от тромбоэмболии у нас погибает людей больше, чем от аварий на дорогах. Представьте себе, статистика прошлого года - около 30 тыс. человек погибли в авариях на дорогах, и не менее 30 тыс. человек погибло от несвоевременно диагностируемой тромбоэмболии. Посмотрите на нормальное распределение радиофармпрепаратов в капиллярах т.е. в лёгких. Там, где имеется закупорка сосуда, эта область не кровоснабжается. Это значит, что здесь нарушено кровоснабжение лёгких. Физиологические исследования очень безопасны. Посмотрите пример выраженного нарушения кровоснабжения левого и правого лёгких в 3

нижней доли. По данным рентгенологических исследований никаких инфильтративных изменений лёгочной или опухолевой ткани нет. Это значит, что это тромбоэмболия. Своевременно начатая терапия способствует растворению этого тромба, и через месяц у этого пациента полностью восстановился кровоток в лёгких. Если бы мы не диагностировали, развился бы мощнейший инфаркт пневмонии, и человек с такой пневмонией и с таким инфарктом стал бы инвалидом в тяжелой форме, либо он мог погибнуть. В онкологии технециевый комплекс активно используется в диагностике не только первичных опухолей, но и метастаз. Метастазы – это клетки первичных опухолей, они со стоком крови попадают в другие органы и начинают там расти. Опухоль продуцирует эти клетки и распространяет вместе с кровью в другие органы. Очень часто, особенно при раке молочной железы, простата порожает позвоночник, кости скелета. Поскольку мы работаем на молекулярном уровне, и радиофармпрепарат накапливается там, где усилен обмен веществ, а в опухоли на начальной стадии и в метастазах идёт усиленный обмен, так называемый метаболизм, соответственно радиофармпрепарат будет активно накапливаться с данной областью. В данном случае на исходной сцинтиграмме мы видим патологически активное включение радиофармпрепарата в различные отделы позвоночника, в кости скелета. По данным рентгенологических исследований мы увидим деструкцию костной ткани только одного позвонка. Рентгенологические исследования могут диагностировать те же самые метастазы в костную ткань. Мы работаем на уровне, когда плотность ткани не изменена, а изменён обмен веществ, усилен метаболизм. Вот почему наши исследования на 2-2,5 года раньше могут диагностировать поражения костей скелета, чем рентгенологические исследования. Посмотрите, здесь показано, что была проведена терапия радиоактивным стронцием, и после терапии практически полностью исчезли эти горячие очаги патологического включения. Человек себя не только лучше чувствует, он себе продлевает жизнь. Хочу повторить ещё раз, что наши исследования действительно самые информативные, являются самыми физиологически безопасными исследованиями, лучевая нагрузка очень маленькая. Поскольку мы работаем с очень короткоживущими нуклидами, т.е. нуклидами, у которых период физического полураспада несколько часов, то лучевая нагрузка, если сравнить с обычным рентгенологическим исследованием, в десятки раз меньше. Допустим, для того, чтобы исследовать лёгкие на предмет исключения тромбоэмболии, о которой я вам говорил, мы проводим облучения в 0,12-0,15 миллизиверт (миллизиверт – это условная единица для расчётов лучевой нагрузки), при проведении компьютерной ангиографии для диагностики тромбоэмболии - 60 миллизиверт. Благодаря современным разработкам, которые у нас начались, мы продолжаем это дело. За последние 15 лет проведено более 85 тыс. исследований у 38 тыс. больных. Использование только таллия позволило сэкономить более 2 млн. долларов. По количеству ядерных медицинских процедур, в частности, диагностических исследований за один год на тысячу 4

населения лидирует США. Россия находится рядом с Латинской Америкой. Но благодаря сотрудничеству и своевременному производству радионуклидов Томск не уступает европейским странам. Что дала организация регионального совместного производства радиофармпрепарата в Томске? Во-первых, сохранение радиоизотопной диагностики во время прекращения централизованной поставки радиофармпрепарата. Когда начались сложные 90-е годы, у нас более половины радиодиагностических и вообще других лабораторий, связанных с ядерной медициной, закрылись, а оставшиеся стали функционировать не в полную мощь. Мы сумели сохранить радионуклидную диагностику, даже в какой-то мере благодаря производству радиофармпрепаратов в Томске. У нас идут регулярные поставки технеция, таллия, йода-123, которые наиболее востребованы, поскольку они короткоживущие. Раньше мы использовали и закупали долгоживущие радиофармпрепараты. Соответственно, используя короткоживущие радионуклиды, мы ограничиваем лучевую нагрузку. И самое главное, поскольку радионуклиды производятся непосредственно в Томске, их цена значительно ниже, как минимум в два раза, по сравнению с теми радионуклидами, которые мы раньше закупали в Москве или Обнинске. В Томске есть великолепные предпосылки для развития ядерной медицины. Мы даже превосходим США, хотя это самая рабочая страна в плане ядерной медицины - диагностики и лечения. Но США практически не производит своих радионуклидов. Пока она их закупает. У нас же есть все возможности и база для производства радиоизотопов. В их числе реактор, который активно функционирует для производства того же технеция, учебный циклотрон, который производит талий и йодные препараты, штаб радиохимиков, радиофизиков, опыт радионуклидной диагностики терапии, высококвалифицированные медицинские кадры, и, конечно же, наличие в Томске четырех полноценно функционирующих радиоизотопных лаборатории. Сейчас уделяется большое внимание онкологической программе, озвученной Министром здравоохранения и социального развития Голиковой. Принята программа для создания центров ядерной медицины для того, чтобы помочь в реализации программы онкологической помощи. Таких центров планируется построить три. Первый практически построен в Димитровграде, Ульяновской области. Он, к сожалению, заработал не на полную мощь, т.к. возникли проблемы. Второй будет построен в Обнинске и третий - в Томске. Он будет оснащён самым современным оборудованием как для диагностики, так и для терапии. Диагностические исследования будут выполняться на основе более точных диагностических технологий, в частности позитронно-эмиссионной и рентгеновской компьютерной томографии. Это так называемая гибридная технология. Однофотонная эмиссионная компьютерная томография - это также сочетание с компьютерной томографией. Магнитный резонанс, лучевая терапия - здесь акцент будет уделяться наиболее эффективному виду дистанционного лечения с использованием специального протонного терапевтического комплекса. Предполагается также перспективный раздел протонной терапии, но это далёкое будущее. Планируется производить радиофармпрепараты. Что касается нового перспективного направления в лучевой диагностике - это позитронноэмиссионная компьютерная томография. Позитронная томография или позитронное излучение 5

несколько отличаются от однофотонного. При позитронном излучении из ядра вылетает положительно заряженная частица – позитрон. Соединяясь с электроном, она аннигилирует, т.е. превращается в нейтрон. Во время вот этой аннигиляции вылетают два γ-кванта, в противоположно летящих направлениях. Соответственно, имея специальное оборудование, такой кольцевой детектор, который регистрирует два разнонаправленных γ-кванта, можно в короткий промежуток времени получить в динамическом режиме томографические изображения. В настоящее время за рубежом уже много сотен таких пациентов, в нашей стране пока их два - в Москве и в Санкт-Петербурге. Позитрон, излучающий нуклиды, - это ультра короткоживущие изотопы, т.е. период физического полураспада - от нескольких секунд до нескольких минут. Поэтому производство радионуклидов должно быть рядом с радиодиагностическим оборудованием, а производятся они с помощью циклотронов. Здесь вы видите пример, как накапливается и распределяется наиболее популярный препарат это глюкоза или сахар меченой фтором-18. Сахар учувствует там, где усилен обмен, где есть большая потребность в обмене. У нас активнее работает головной мозг и сердце. В норме должен накопиться этот сахар или глюкоза в данных структурах. У нас в любой опухоли, как я говорил, или метастазе на ранних стадиях усилен обмен веществ. Соответственно, глюкоза, помимо активного включения в сердце, структуру головного мозга, будет накапливаться в опухолевой ткани. Вот пример, когда ввели глюкозу, она накопилась в органах грудной клетки для того, чтобы узнать, где локализуется это патологическое включение. Совмещая данные компьютерной томографии с данными позитронно-эмиссионной томографии, мы знаем, где находится опухоль. В данном случае она находится в правом лёгком и лимфатическом узле. Соответственно, своевременная диагностика изменяет тактику лечения. Здесь пример позитронно-эмиссионной и компьютерной томографии динамики терапии злокачественной опухоли лимфатической системы. Мы видим нормальное включение сердца и структуры головного мозга, и мы видим конгломерат патологического включения в лимфатические узлы. Мы все совместили, узнали, где действительно находятся лимфатические узлы. Своевременная терапия привела к исчезновению этого патологического включения, человек вылечен. Другая картинка показывает, когда лечение было начато поздно. В Томске впервые в России в ’82-м году стали применять нейтронный пучок для лечения онкологических заболеваний. Также получила развитие технология интраоперационного обучения с применением малогабаритного бетатрона. Проводится лечение, но оборудование имеет место, как говорится, из столетия. Я уже говорил про перспективы. Наиболее эффективные виды дистанционного лечения, т.е. γ-кванты или иные электромагнитные излучения, будут находиться вне источника. Такой вид терапии очень продуктивный. Это система или внутритканевое введение радионуклидов, т.е. когда мы вводим человеку радионуклиды, которые накапливаются в патологическом очаге, который необходимо убить. Сейчас Томск вошёл в программу здравоохранения по диагностике лечения онкологических больных. Для того, чтобы войти в эту программу, нам необходимо построить свой 6

онкологический диспансер. Если наше руководство сумеет своевременно построить онкологический диспансер, Правительство выделит большие суммы денег для обеспечения данного диспансера современным радиотерапевтическим оборудованием. Из зала Вы сказали, что в год вы проводите 85 тыс. исследований… Николай Кривоногов Нет, я сказал, что в течение 15 лет провелось около 85 тыс. исследований. Но в год, в среднем, в нашей лаборатории проводится 12-15 тыс. исследований. Из зала Сколько из них проводится по диагностике тромбоэмболии, коронарной недостаточности и онкологических больных? Николай Кривоногов Что касается онкологических больных, то в центре проводят не менее 3 тыс. исследований в год. Что касается кардиологических исследований, то все потребности, которые необходимы в диагностике скрытой коронарной недостаточности жителей Томска и Томской области, удовлетворены. В среднем мы проводим не менее 2 тыс. исследований миокарда, около 500-600 исследований - чтобы дифференцировать тромбоэмболию, легочную артерию. Из зала Добрый вечер. Спасибо за выступление. Хотел бы поинтересоваться, а можно ли с помощью облучения в малых дозах уменьшить вероятность развития онкологических заболеваний в будущем? Николай Кривоногов Про малые дозы вопрос очень интересный, и по ним до сих пор продолжаются дискуссии. Одни считают, что это они совершенно безвредны и безопасны для организма пациента. Другие же считают, что они более вредны, чем большие дозы облучения. Единой точки зрения нет, разные авторы приводят свои данные. Работая более 20 лет в сфере ионизирующего излучения, я пока не нашел в себе каких-либо изменений, которые свидетельствуют о том, что они вредны. Это моя личная точка зрения. Сказать, хорошо это или плохо, я не могу. Единой точкой зрения нет. И поэтому, если человек хочет сказать, что ему это не нужно, он будет прикрываться тем, что малые дозы вредны, другие будут говорит что они совершенно безвредны. Вот и все. Евгений Грибов Большое спасибо. Дмитрий Александрович, пожалуйста, Вам слово.

7

Дмитрий Бахтурин, член координационного комитета Международной сети специалистов по выводу из эксплуатации ядерных и радиационно-опасных объектов (МАГАТЭ) Добрый день уважаемые друзья, коллеги. Я сидел и думал во время доклада, как символично, что мы все-таки начали говорить в последовательности. Если коллега говорил о медицине, о жизни, то я буду говорить о смерти - о смерти технических систем, о том необходимом кардиотехнологическом развитии, который является не менее передовым, чем те технологии, о которых говорилось. Начать я хотел бы в исторической перспективе. Великий немецкий философ Георг Вильгельм Фридрих Гегель жил, ориентировочно, в начале 18 века. Вот одна из известных его речей в 1816 году. В 1930-х годах во Франции вышла книга, т.е. больше, чем через 100 лет, которая оказала существенное влияние на всю европейскую культуру, она называется «Идея смерти в философии Гегеля». В этом смысле, сама идея и размышления о конце жизненного цикла как-то стала проникать, диффундировать в общественное сознание. И только сейчас на рубеже эпох мы можем сказать, что в ней наметилась какая-то систематическая, практическая деятельность, если хотите управляемого отношения к смерти пока еще технических систем. Я, Бахтурин Дмитрий, член координационного совета Международной сети специалистов по выводу из эксплуатации ядерных и радиационно-опасных объектов. Перед вами краткий слайд, который демонстрирует, что общее количество радиационно-опасных установок по всему миру, которые завершили свой эксплуатационный цикл вывода из эксплуатации, оценивается тысячами. Как подходить к этой деятельность? Для того, чтобы с вами адекватно об этом поговорить, мне нужно двинуться немного в более широкие рамки. Переключу презентацию и приведу вам выдержки, в свое время очень известные, наделавшие много шума в статье великого советского изобретателя и ученого Генриха Сауловича Альтшуллера, который написал ее вместе с Михаилом Рубином в ’87-м году. Она называлась «Что будет после окончательной победы?». В ней имелась в виду победа человека над природой. Здесь ниже приводится цитата одного из инициаторов этого размышления: «За каждую победу природа нам мстит». Альтшуллер и Рубин выделили три основных типа воздействия человека на природу. Первое – это просто ее незаконное разрушение: браконьерство, незаконная вырубка леса, загрязнения и пр. Есть первое воздействие, которое откровенно представляет собой преступность, которое преследуется обществом, все понимают, что это плохо, что это надо пресекать, наказывать и т.д. Обратите внимание, что уже совершенно по-другому смотрится то, что называется «законным» разрушением природы. Никто не возражает, что, например, тысячи автомобилей ездят на улицах Москвы или Томска и загрязняют эту самую природу. Вред от автомобильного движения еще более велик, чем от некоторых отдельных событий, связанных с преступными действиями частных лиц. Тем не менее, это законное уничтожение природы никем не оспаривается. Но есть третий, еще более грустный момент, на который Альтшуллер с присущей ему прозорливостью великого ученого обратил наше внимание - факт необходимого вытеснения природы из нашей жизни. Расчеты, которые были сделаны уже после выхода этой статьи, показали, что на

8

приличном уровне жизни, например, как в Томске, планета способна обеспечить, как вы думаете, какое количество населения? Из зала 10 миллиардов… 2 миллиарда…8 миллиардов. Дмитрий Бахтурин 500 миллионов человек. С учетом того, что нас сейчас семь миллиардов, и мы продолжаем размножаться фантастическими темпами. Ситуация, когда мы неизбежно убьем эту природу просто за счет того, что мы живем, совершенно необратима и неизбежна. Я процитирую две мысли, которые необходимы мне для дальнейшего обсуждения. Пока еще мы живем на том этапе, когда равновесие между природой и техникой еще более-менее существует и как-то сбалансировано. Даже если мы прекратим истребление природы, остановим все автомобили и перестанем производить «законное» уничтожение природы, просто в силу того, что нас очень много, и мы, как это раньше говорилось, имеем все более расширяющий круг потребностей, в логике Альтшуллера, рано или поздно мы должны будем поставить вопрос о том, как мы будем жить без этой природы. Обратите внимание, самый простой аргумент против этого заключался в том, что на нашей планете полно свободного места. Летишь, например, над Россией, и видны только отдельные вкрапления света городов или отдельные фрагменты народов, а в общем безбрежное пространство зелени, холмов или лесов. Кажется, что места хватит на огромное количество людей. Но посмотрите на эти цифры. То, что осталось в большинстве своем, либо занято тундрой, либо вечно зеленой тайгой, в которой не каждый готов жить, либо эти земли уже испорчены, либо это пустыни, ледники, горы. Это сказано еще в ’87-м году результатами исследования. Какой вывод делает Альтшуллер и какую задачу ставит? Мы должны уже сейчас, тогда еще в ’87-м году, в общем, относительно вчера, говорить о том, как мы будем проектировать и жить в бесприродном техническом мире. Если мы сейчас, когда еще вокруг нас существует какая-то природа, начнем думать о том, как не вы, а наши дети и внуки, как вообще жизнь будет существовать после того, как природы в чистом виде не останется. Тогда у нас появится хоть какой-то шанс, потому что, если мы не начнем об этом думать, то шанса не будет точно. Вы видите, что природа автоматически относительно бесплатно обеспечивает нас: воздух бесплатный, вода в России практический ничего не стоит, во всем мире это уже по-другому. Относительно просто жить, пока нам дается пища, есть энергия, материалы. Как мы будем подключать это все, когда природы в таком виде не будет, и доступа просто не останется? Что важно? Это тезис, с которого я перейду к ядерным технологиям, в той сфере, в которой я занимаюсь. Мы уже с вами живем в этом мире. Оглянитесь по сторонам сейчас, посмотрите друг на друга, на свою одежду, на это помещение и скажите, что здесь природного? Выйдете на улицу города Томска, что вы увидите природного? Из зала 9

Деревья. Дмитрий Бахтурин Вы думаете, что деревья, которые посажаны в асфальт и питаются автомобильными газами наших автомобилей, природные? Я думаю, что Вы ошибаетесь. Из зала Небо. Дмитрий Бахтурин Вы знаете, если бы мы поставили хроматограф, чтобы посмотреть от нулевой точки до 3-5 километров, вы бы примерно представили себе, что вы называете небом. В высоком смысле оно начинается, наверное, после 100 километров, куда не долетают обломки космических аппаратов. Понятно, мы можем себе представить, что это звезды и так далее. Итак, фактически необходимо признать, что мы живем сейчас в этом мире. Мы живем в мире перехода из природного состояния в бесприродное. На первой фазе, пока еще природа обеспечивает нас тем, что я упомянул, мы должны начать хотя бы думать о том, что мы будем делать после. И собственно видом такой деятельности, о которой я говорю, частью этой подготовки я занимаюсь. Современная, относительно новая концепция системной инженерии отличается от обычной инженерии, прежде всего, тем, что требует учета по жизненному циклу любого объекта. А это значит, прежде всего, его смерть. Сейчас на том этапе природы еще относительно много. Наша задача состоит в том, чтобы во всем инновационном, что мы делаем, подумать о том, как мы будем его утилизировать, ликвидировать, сокращать, как будем заменять его на что-то новое. Перед вами выступало много разных ученых, специалистов, и будут еще дальше выступать. Мне очень хочется, чтобы вы задавали такие вопросы: «Какую технологию вы замещаете?», «Что будет с вашей технологией, когда ей на смену придет какая-то другая?». Мы сейчас столкнулись, например, с тем, что предыдущий цикл ядерных объектов вообще не рассматривал, как что-то рано или поздно придется похоронить. Считалось, что мы сначала все были в ядерном противостоянии, и было особо не до «грибов». Потом мы быстро рванули к коммунизму, предполагалось, что мы тогда с этим справимся. Только сейчас, последние два десятилетия, вопрос работ по выводу из эксплуатации ядерных объектов действительно стал реальным предметом обсуждения. Хочу показать вам французскую ситуацию, чтобы вы понимали, что это ситуация не российская. В этом смысле поверьте, у нас – ровно, как во всем мире. Вы можете видеть реестров объектов Франции, находящихся на разных стадиях вывода их эксплуатации или тех, которые к нему стремятся. Когда я стараюсь думать в теме лекции о вопросах будущего для того, чтобы не просто рассказать, чем мы занимаемся, важно понять и представить себе эту деятельность, как неких первопроходцев, как разведчиков, как ледокол для организаций, работ, которые нам придется делать в последующем для всего того, что мы уже сделали.

10

Обратите внимание, что теперь мы должны будем делать любую инновацию, сразу же думая о том, как мы будем ее ликвидировать. Это относится к любому объекту: зданию, кораблю, самолету, компьютеру. Это относится к любой технологии. Мой друг работает в Европе в компании, которая продает эмуляторы AVIM-360, т.е. AVIM-360 был создан, когда большинства присутствующих не было на этой Земле. Но в то время под AVIM было написано большое количество важных рабочих программ, систем управления, различных кодов. И сейчас уже AVIM-360 не существует, но никто не в состоянии переписать эти коды и переставить их под Windows. Поэтому проще написать эмулятор, который эмулирует машину 50-летней давности просто потому, что никто не может выбросить это из жизни. Или вспомните историю, чем в последнее время гордится наша космонавтика. Не более, чем два года назад мы перевели на цифровую систему управления наши космические корабли. До этого была та же аналоговая система, которая была разработана, когда даже меня не было на этой Земле. Никто не в состоянии был сменить один цикл на другой, и достойно утилизировать, похоронить предшествующую технологию. Когда мы начинаем думать, что такое утилизировать знания, как заставить людей сделать так, чтобы они перестали знать, что они знают для того, чтобы они могли научиться чему-то новому, встает очень большой круг вопросов. Очень большой вопрос, что такое утилитарный подход к человеку. Например, переквалификация, когда человек должен забыть часть своего опыта и вдруг начать заниматься чем-то новым. Большой интересный вопрос, что такое утилизировать город? Мы будем вынуждены сейчас разбираться с Билибинской атомной станцией, которая находится на Чукотке. Там вместе со станцией нужно закрыть город. В городе сейчас живет порядка 10 тыс. человек. Их просто надо вывести и город сделать пустым. Никто не понимает, как это сделать искусственно. Есть брошенные города, например, Чернобыль. А как это сделать управляем с учетом того, что такие вопросы нам придется решать десятками? И, наконец, очень интересный вопрос, как нам утилизировать те или иные сообщества? Как нам переходить от коммунистической идеологии к какой-то другой? Это горизонт, в котором размышляем мы, специалисты, занимающиеся с виду таким неинтересным и неблагодарным делом, как вывод из эксплуатации ядерных и радиационноопасных объектов. Это опять философии и, если хотите, идеология. На предельном уровне мы точно знаем, что мы - часть программы развития атомной энергетики, что никакое общество не согласится развивать атомную энергетику дальше, если не будут уверенны в том, что есть люди, которые точно приведут это место в порядок, и оно не будет представлять из себя угрозы в логике от перехода природного к бесприродному. Я, наверное, закончу философическую часть. У меня уже есть несколько демонстрационных вещей, которые я бы хотел вам показать, как мы сейчас справляемся в этой пионерной области, которая является пионерной в мировом масштабе технологического развития, в каком-то специфическом сдвиге мышления по поводу того, как мы живем, как мы будем жить, и что мы должны делать для того, чтобы жизнь продолжалась не только с помощью медицинских технологий. Обратите внимание на типовую структуру персонала проекта по управлению выводом из эксплуатации. Здесь 10 типов сотрудников. Здесь и медики, и физики, и инженеры, и рабочие, и специалисты по физической безопасности. Существует масса вещей, которые заставляют такую сложную команду работать 11

как единое целое. Это большой вызов управленческому мышлению. Дальше покажу некоторые образцы, прошу обратить некоторое внимание, что каждый из этих инженерных задач - это сам по себе сложный комплексный технический объект. Например, то, что вы видите здесь, - это проба, которую берут из грунта до глубины 15-20 метров. Необходимо послойно сделать анализ по слоям, чтобы понять динамику распространения загрязнения при поверхностном слое. Здесь вы видите, как группа товарищей разбирают один из достаточно старых реакторов. Обратите внимание, какая красивая фраза «гуляет»: «Ни один реактор не строился для того, чтобы его разбирали». И эти люди, в каком-то смысле, сталкеры. Помните, он болтики кидал и получал ответ? Я приведу отдельную иллюстрацию для этой мысли. Здесь вы видите один из первых американских реакторов. Это был большой комплекс промышленного реактора. По отношению к вашему Сибирскому комбинату, это американский аналог промышленного реактора, который был разобран таким сложным способом, но от него остался такой маленький кубик, который представляет из себя объект окончательного захоронения. Огромные территории загрязненной земли. Понимаете, тысячи кубометров приходится восстанавливать, делать их пригодными для жизни. Все слышались про ситуацию в Чернобыле? Поверьте, в годы военного противостояния, что советская, что американская земля пострадала одинаковым образом. Американцы много чего сделали для того, чтобы очистить – это американский пример. Но у нас сейчас все хорошо, у нас сейчас аналогичные работы разворачиваются. Здесь обращу ваше внимание на забавный сюжет – это Ирак. Вывод из эксплуатации разрушенного войной иракского атомного объекта. Это работы, которые производила, рабочая группа МАГАТЭ. Это то, что называлось ликвидацией иракской ядерной программой. Обычная ситуация, с которой мы сталкиваемся, когда начинаем разбираться с наследием прошлого. Никто не знает, что здесь лежит, откуда оно взялось, почему его сюда положили, и что с этим делать. Это не российский пример, и поверьте мне, это все примеры из практики МАГАТЭ. Я упоминал про Билибинскую АЭС. Проиллюстрирую вам условия, в которых придется вывозить топливо или отходы. Показан вид транспорта, способ движения по этой территории. Из этих технологических веществ, я бы хотел обратить внимание на два. Один из таких шедевров робототехнического искусства – управляемый комплекс БРОК. Он вошел в историю работ по выводу из эксплуатации, когда гордые разработчики сказали: «А потом один БРОК порезал другой и захоронил его в контейнер», т.е. другой БРОК залез в очень загрязненную зону, что его было уже не отмыть и не отчистить. И они прислали за ним товарища. Товарищ его залил цементом и отправил на должный путь. Еще важно, чтобы вы еще посмотрели на картинку справа - это работники. Обратите внимание на их скафандры. По структуре - это то же самое, что скафандр космонавта. Это система с надувом, с радиационной защитой, с твердым корпусом, система, которая должна позволять выполнять человеку сложные работы в течение длительного времени. Только разница заключается в том, что эти люди - не космонавты. Космонавтов готовят по 5-15 лет. Наша задача сейчас – обучить также работать инженеров, монтажников, демонтажников – рабочий класс. В 12

таких условиях, с таким уровнем оснащенности необходимо, чтобы работали наши специалисты. Из основных проблем, которые действительно представляют для нас определенный вызов как управленческому, так и технологическому мышлению, – это то, что мы называем «риски управления неопределенности». Это не наш пример, это датский чертеж. Одна из «горячих камер» в Дании. Что такое «горячая камера»? «Горячая камера» – это изолированное помещение, где с помощью специальных средств ведут работы с горячими источниками, которые нельзя брать в руки, к которым нельзя приближаться, но с которым нужно работать. Это все камеры 60-х годов. Сейчас они находятся в процессе вывода из эксплуатации. Что я хотел вам показать? Зеленая точечка – это тот задокументированный горячий источник, который, согласно документам, был оставлен в этой камере до тех времен, пока не придется заняться выводом из эксплуатации. А красная точка – это источник, который точно нашли, когда начали заниматься выводом из эксплуатации. Лозунг, связанный с работами и с таким технологическим мышлением, - «Предположите непредположимое». Каждый раз, как приступаете к этому моменту, вспомните метафору о Сталкере, киньте болтик, пусть оно вам ответит, и только после этого вы можете сделать какое-либо действие. Никаких предварительных установок, никаких предварительных определенностей, и это порождает огромный комплекс работ, включая развитие персонала, управление компетенциями, правильное отношение к себе и к тому, что ты делаешь, и правильное понимание границ собственного действия. Управление компетенциями - это та сфера, в которой мы объективно сейчас являемся лидерами. Разработки, которые делаются, именно в нашей части имеют большую претензию на потребление в других областях человеческой деятельности. Если у меня есть еще 5 минут, я хочу показать вам, как это бывает красиво. Если вы хотите посмотреть, это буквально свежий проект. Испанцы подготовились и решили всем показать, как это бывает красиво. Я надеюсь, все в той или иной степени владеют английским языком, если нужно я потом прокомментирую. А пока я буду быстро говорить. Итак, это вывод из эксплуатации атомной станции Хосе Кабрере. Вот, что в 2009 году представлял из себя этот объект - большой энергетический водяной реактор. Вот такой он будет в ’15-м году – это называется «зеленая лужайка». Есть несколько основных фаз работ по этому проекту. Удаление отработавшего ядерного топлива и различные предварительности вспомогательной активности. Эту станцию отключили от сети, и теперь она стала потреблять электричество. Первичная очистка главного контура – самого грязного и опасного с большим количеством загрязнения. Удаление ядерного топлива. Голубой фон – это бассейн. Он хранится под водой. Ядерное топливо погружается в красный контейнер и вывозится. Первый вид отходов, который образуется в этом процессе, который мы будем хранить огромное количество времени, в данном случае у нас 175 тонн, высокоактивное отработавшее топливо. Подготовка объектов. Первая и очень важная, огромная ответственность - это характеризация. Мы определяем, какова степень загрязнения тех или иных объектов. Вы видите внизу зеленое табло - это обычные отходы, которые не требуют специального захоронения. Это турбинное здание, где стоит генератор и 13

вырабатывает электроэнергию. Он также чистый, поэтому будет преобразован в специальный дополнительный корпус. Там можно ходить без специальной радиационной защиты. Мы получаем первое количество допустимого к обычному использованию отходов, нерадиоактивно загрязненных. Важнейший этап - удаление основного количества радиоактивно загрязненных отходов. Вы видите, цветом выделены разные уровни: фиолетовый – самый высокий из тех, что есть, зеленый – самый низкий. Удаляется содержимое реактора. Это различные внутриреакторные устройства. Его также захоронят и поместят в контейнеры. Удаляется корпус реактора - один из самых больших объектов. Его порежут на части, а эти контейнеры транспортируют по специальному коридору и перегружают на грузовики. Дальнейшее удаление радиационнозагрязненных компонентов. Различное оборудование демонтируют, компактируют, и оно превращается в брикеты или специальным образом сделанные контейнеры. Стены также проходят специальную диагностику и находят на них различные места, где бывают локальные загрязнения. Вы видите желто-оранжевый цвет. Он означает, что на поверхность либо пролили, либо что-то упало. Это все следы каких-либо аварий, инцидентов и прочего. Каждый контейнер проходит характеризацию, т.е. мы определяем, каков уровень активности, что там за материалы, у каждого из них есть свой паспорт. Это уже очищенное здание. Все демонтируется и превращается в зеленые брикеты – это просто отходы, которые могут использоваться повторно в промышленности либо поступают на специальные пункты захоронения, но они не представляют из себя радиоактивной опасности. Это считается количество тонн отходов, которое образуется в процессе вывода из эксплуатации этого объекта. Это одна из важнейших характеристик его эффективности. Это процесс уже окончательной очистки территории. В итоге получается лес без всякого ограничения, в том смысле, что здесь можно сделать детский сад, собирать грибы или построить пансионат. Это называется «очистка до состояния зеленой лужайки». Это, наверное, все, что я хотел рассказать за это короткое время. Евгений Грибов Уважаемые коллеги, есть вопросы? Лиана Кобзева, руководитель проекта «Томские популярные лекции» Что можно сказать про Томск? Дмитрий Бахтурин Понятно, что Томск - это центр ядерного образования, а СХК - один из лидеров Росатома, оно из базовых предприятий Росатома. Не секрет, что на базе СХК создан отраслевой центр по выводу из эксплуатации. Это один из локомотивов реальных работ. Это не секретная информация. Предприятие, как планируется, будет заниматься одной из основных и тяжелых 14

проблем ядерного наследия. От военного периода у нас осталось очень много уран-графитовых реакторов, которые в первые годы использовались для наработки оружейного плутония. Они у нас по стране много где стоят. И поскольку сейчас плутоний не производится, то эти реактора нужно выводить из эксплуатации в первую очередь. На базе Сибирского химического комбината сделан соответствующий центр, утверждена большая программа научных работ, потому что не очень понятно, что делать с этим радиоактивным графитом, который С14, с периодом полураспада 5 тыс. лет, что немало. Планируется, что это будет национальной лидер в такой тематике, и уже обсуждались вопросы взаимодействия с вузовской системой Томска, проблемой подготовки персонала и дальнейшего развития. В Томске, как я понял, радиационная медицина так же расцветает, и мы всячески желаем успеха. Также я надеюсь, что многие из вас в этой деятельности найдут себя, как приложения для своих трудов, мозгов и жизни. Евгений Грибов Большое спасибо. По традиции, у вас есть возможность задать вопросы в кулуарах - после лекционной части. Большое спасибо уважаемые лекторы. Важная пометка заключается в следующем, что совсем наши лекции не выводятся из эксплуатации, они будут продолжены и в следующем году, но в этом году у нас осталось две лекции. Будет лекция 23 ноября, в среду, по плазменным технологиям, и будет лекция 25 ноября, в пятницу, по «зеленым технологиям». Мы рассчитываем привести знаменитых экспертов в области экологии. Спасибо, до встречи.

15