В 2025 году российская атомная промышленность отмечает 80-летие. За это время страна не только обеспечила собственную безопасность, но и стала первопроходцем и глобальным лидером в мирном использовании атомной энергии. В рамках празднования юбилейного для атомной отрасли года в рубрике «Научный разговор» директор Института ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук академик РАН Павел Логачёв рассказал о важнейших современных достижениях и применении ядерных технологий, а также о развитии фундаментальной науки как одного из высших приоритетов отрасли.

О Сибирском кольцевом источнике фотонов

При квалифицированном и глубоком использовании возможностей СКИФа в перспективе 5–10 лет можно существенно сократить время разработки новых материалов, новых лекарств и таргетных препаратов для адресной персонализированной терапии, прежде всего в лечении онкологических заболеваний. Создание новых материалов для промышленности — гражданской и оборонной — тоже сильно ускорится. Благодаря подробной записи атомной структуры материалов с помощью СКИФа время разработки можно сократить в десятки раз. Условно говоря, в течение нескольких десятков минут, имея программу, настроенную по данным СКИФа, можно получить приближённую технологию изготовления материала с заданным свойством — практически моментально. Дальше остаётся лишь слегка её проверить и донастроить. Таким образом время от постановки задачи до получения нового материала в промышленных масштабах будет сокращено в десятки раз.

Это колоссальный рывок для всех отраслей, потому что развитие человечества базируется на двух столпах: первое — энергия, второе — материалы. Нужно много доступной энергии и материалы с уникальными свойствами, которые решают необходимые задачи. Энергия и материалы — две опоры цивилизации. СКИФ как раз создаётся для резкого ускорения создания новых материалов.

Бор-нейтронозахватная терапия как ключ к терапии тяжёлых случаев онкологии

Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Блохина — ведущая клиника в России и в некотором смысле регулятор в организации онкологической службы в стране. На базе этого института под эгидой Минздрава России, возможно, будет первое применение новых методов, которые ещё не сертифицированы и не опробованы в России. Поэтому именно для этого центра мы и создали первую отечественную установку. На данный момент уже завершаются пусконаладочные работы. Мы планируем в этом году начать клинические испытания — ориентировочно в декабре–январе следующего года — и постараемся пролечить первого пациента, которого подготовит онкоцентр им. Блохина.

И тут путь действительно долгий. Идея родилась и была запатентована ещё в 1936 году, через три года после открытия нейтрона. Удивительно, но существует ядро бора-10 — изотоп бора-10, у которого есть уникальное свойство: оно эффективно захватывает нейтроны. В результате захвата образуется возбужденное ядро, которое быстро распадается на два осколка, летящие в разные стороны с большой кинетической энергией. Эти осколки — ядро гелия и ядро лития — и наносят те разрушения в клетках, которые нужны для терапии. Если доставить атомы бора-10 преимущественно в опухолевые клетки и затем облучить опухоль равномерным потоком нейтронов минимальной энергии, то при распаде осколков повреждения в опухолевых клетках будут несовместимы с жизнью клетки, а для нормальных клеток они могут быть приемлемыми.

Условно говоря, за одну час-сессию терапии можно уничтожить поражённые опухолевые клетки и метастазы — это и есть особенность метода. Хирургия не даёт таких гарантий: остаётся даже одна клетка — и начинается повторный рост. Так ведут себя радиорезистентные опухоли, с которыми другими методами бороться трудно. В России это порядка 6 % случаев онкологии — примерно 20 тысяч человек в год — те, кому сейчас ничем не поможешь. Эта терапия может дать эффективную помощь именно им.

По опыту наших китайских коллег, где мы в 2019 году установили первую машину, в таких сложных, тяжёлых случаях до 70 % пациентов получают заметное улучшение — это огромный шаг от состояния, когда казалось, что помочь невозможно.

Мы — единственная организация в мире, которой удалось создать компактный, относительно недорогой и максимально подходящий для этой терапии ускорительный источник нейтронов. Другие установки, которые работают в Японии и Финляндии, построены на других типах ускорителей: они больше, дороже и менее оптимальны для задачи BNCT.

О ключевом событии за 80-летнюю историю развития атомной отрасли

Самым главным событием стало создание Министерства среднего машиностроения СССР и решение задачи ядерного сдерживания США. Это определило судьбу не только России и США, но и всей планеты. Хочу отдать должное нашим атомщикам — не только советского периода, но и тем, кто впоследствии работал в Министерстве среднего машиностроения и в современной структуре ядерно-оружейного комплекса России, которые в тяжелейших условиях продолжают решать задачу сдерживания — причём делают это значительно дешевле, чем США.

Эта масштабная научно-техническая задача во многом определила облик и силу науки в СССР, а затем и в Российской Федерации. Поэтому мы всеми силами стараемся поддерживать научный и технологический потенциал — и в этом Институт ядерной физики видит одну из своих ключевых миссий.

Развитие фундаментальной науки как один из высших приоритетов отрасли

Задача обеспечения ядерного сдерживания и предотвращения мировых войн — это ключевая экзистенциальная задача для человечества и для крупных государств, обладающих ядерным потенциалом. Развивать этот потенциал можно только с помощью самых последних и самых сложных достижений фундаментальной науки. Поэтому в структуре ядерно-оружейного комплекса России обязательно должна присутствовать фундаментальная наука — иначе не будет опережающего развития и невозможно решить задачу сдерживания.

Институт ядерной физики Российской академии наук видит своей задачей вернуть в состав «Росатома» сильную фундаментальную компоненту научных исследований, затрагивающих глубокие основы ядерной физики. В рамках развития Национального центра физики и математики, организованного «Росатомом», мы предложили создать максимально экономичную с точки зрения бюджетных средств и эффективную для решения задач ядерно-военного комплекса установку — самый современный источник обратных комптоновских квантов для суперпрецизионного изучения физики ядра.

Эта установка должна иметь рекордные параметры и стать лучшей в мире на момент своего введения.

Мы активно разрабатываем её совместно с коллегами из Всероссийского научно-исследовательского института экспериментальной физики (Саров) в рамках Национального центра физики и математики — чтобы воссоздать фундаментальную научную компоненту в периметре «Росатома». Именно так мы формулируем нашу задачу: конкретную, понятную и крайне важную для страны установку, которая на десятилетия вперёд позволит российским физикам быть на переднем крае исследования атомного ядра.