Как Казахстан использует мирный атом

ИЯФ находится в 20 км от Алматы в посёлке Алатау (который формально относится к городу). Институт специализируется на фундаментальных и прикладных исследованиях, производстве радиоизотопов, а также оказывает услуги в области применения атомной энергии в мирных целях.

Институт, созданный в 1957 году по инициативе таких известных учёных, как академики Каныш Сатпаев, Игорь Курчатов и Жабага Такибаев и другие, сегодня не только проводит научные исследования, но и занимается производством радиофармацевтических препаратов, источников ионизирующего излучения, трековых мембран и гидрогелевых повязок.

Журналист Informburo.kz ознакомилась с работой РГП "Институт ядерной физики" при Министерстве энергетики и увидела исследовательский реактор, работающий уже 55 лет.

В институте трудятся более 700 сотрудников. Предприятие оказывает услуги по эксплуатации и содержанию стратегических объектов, принадлежащих государству, проводит научные исследования и развивает технологии в области использования атомной энергии, применяя их на практике.

Основной центр института сосредоточен в Алматы. В столичном филиале в Астане находится ускоритель тяжёлых ионов. А в городе Аксае проводятся радиоэкологические исследования. Работает также экспедиция Азгыр.

В Институте ядерной физики восемь базовых экспериментальных установок: исследовательский реактор ВВР-К (водо-водяной реактор казахстанский), критический стенд и шесть ускорителей заряженных частиц. Основу института составляют 23 научно-исследовательские лаборатории и три научно-технических центра с современным аналитическим и испытательным оборудованием.

В отделе ядерной физики проводятся в основном теоретические и фундаментальные исследования. Отдел радиационной физики твёрдого тела занимается прикладными исследованиями. В научно-техническом отделе ускорительных технологий выполняют аналитические работы с использованием пучков заряженных частиц, разрабатывают и внедряют ядерные и радиационные технологии, связанные, в частности, с производством радиоизотопов.

Основные направления деятельности института:

• фундаментальные и прикладные научные исследования в области ядерной физики и радиационной физики твёрдого тела;
• разработка и применение ядерно-физических методов анализа;
• разработка и применение ядерных и радиационных технологий;
• производство радиоизотопной продукции для медицины и промышленности;
• поддержка режима нераспространения;
• оказание услуг в области использования атомной энергии;
• подготовка кадров для атомной промышленности Казахстана.

Казахстан использует атомную энергию не только в области производства электроэнергии на АЭС, опреснения воды, производства водорода и производства эффективных аккумуляторов. Институт также использует атомную энергию в радиоэкологии, радиохимии и радиационной обработке.

Атомный реактор был запущен в 1968 году. Реактор работает непрерывно в течение 21 дня, восстанавливаясь в течение семи дней. Поскольку это научно-исследовательский реактор, он не производит электричество. По словам заместителя главного инженера Даурена Нугманова, реактор обслуживают от семидесяти до ста человек.

Продукты снимаются и облучаются аппаратом через горячую камеру. Вся работа выполняется манипулятором. У каждой камеры есть своя функция: одна для подачи в реактор, другая для резки и одна для сварки.

Изотопы производятся в промышленных и медицинских целях. Изотопы, изготовленные для промышленности, поставляются в Россию и Германию. Один из трёх изотопов, производимых в медицинских целях, используется для стерилизации фармацевтических продуктов, а два других – для раннего выявления и лечения рака. Они доставляются во все ядерные центры республики. Таким образом, на долю института приходится 75% работ в сфере ядерной медицины в Казахстане.

На исследовательском реакторе ВВР-К и циклотроне Cyclone-30 налажен полный цикл производства радиоактивных изотопов как промышленного (кобальт-57, иридий-192, сурьма-124), так и медицинского назначения (радиофармпрепараты) для диагностики и лечения онкозаболеваний (Йод-131, Молибден-99, Фтор-18). В лабораториях института образцы материалов исследуются и проходят несколько этапов обработки.

Институт также занимается ядерной обработкой. С помощью ускорителей стерилизуются медицинские изделия казахстанского производства, выпускаются гидрогелевые повязки, косметические маски.

По словам руководителя отдела ускорительных технологий Игоря Данько, гидрогелевые повязки используются при ожогах. Отличие гидрогелевой повязки от обычной заключается в том, что она прозрачная, воздухопроницаемая и состоит более чем на 90% из воды.

Гидрогелевые повязки и маски создают благоприятную среду для быстрого заживления ран. Такую повязку можно носить до 48 часов. На базе института выпускаются и косметические маски. Все изделия создаются в соответствии с международными стандартами, хранятся на складах и затем отправляются в аптеки и поликлиники.

Кроме того, атомная энергия используется при окрашивании драгоценных камней. Например, изначально бесцветный топаз путём нейтронного облучения после попадания в атомный реактор окрашивается в синий. 90% драгоценных камней в ювелирных магазинах окрашиваются в разные цвета с помощью атомной энергии.

У разных АЭС разное топливо. По словам гендиректора института Саябека Сахиева, японцы во время строительства АЭС четвёртого поколения испытывали перед этим своё топливо на базе казахстанского ядерного института. Сотрудники института консультировали их, выявляя недостатки. 

Институт рассматривает возможность освоения технологии переработки отходов АЭС. Пока этой технологией владеют только специалисты из Франции и России. А если её смогут освоить казахстанские специалисты, то она принесёт экономике страны огромные средства. Поэтому сотрудники института ставят целью разработать технологию переработки и повторного использования топлива АЭС.

"20% топлива АЭС сгорает, а оставшиеся 80% урана можно снова использовать в качестве топлива. Мы хотим научиться повторно использовать уран и стать в этом деле третьей страной после Франции и России", – сказал Саябек Сахиев.

На базе исследовательского реактора планируется реализация и других проектов, которые принесут огромную пользу экономике страны. Один из них – производство полупроводников. Сотрудники института владеют технологией нейтронного легирования кремния, которая позволяет изготавливать высокотехнологичную продукцию, например микрочипы. 

Сегодня Казахстан продаёт килограмм кварцевого песка за один доллар США. Сырьё в стране имеется, но нет технологии по его очистке, поэтому приходится закупать готовую продукцию в несколько раз дороже, чем в других государствах. А у института есть потенциал для производства такой высокотехнологичной продукции.

ИЯФ последние пять лет занимает первое место среди научно-исследовательских институтов страны по числу опубликованных работ. С 2000 года в учебном центре института подготовлено более пяти тысяч специалистов. Саябек Сахиев не согласен с утверждением, что в Казахстане нет специалистов в атомной отрасли. Институт имеет полноценную базу подготовки кадров. Однако непосредственно обучением студентов занимаются вузы. А вот практику учащиеся могут проходить на базе ИЯФ.

Институт работает более чем с 30 ведущими научными организациями и университетами мира. В августе 2023 года он выиграл тендер МАГАТЭ на поставку в Бишкек генератора диагностики и лечения онкологических заболеваний. Со следующего года институт планирует поставлять радиоизотопы во Францию. Планируется не только полностью обеспечивать казахстанский рынок гидрогелевыми повязками, но и импортировать их за рубеж.