Передний край

На совещании выступили представители организаций — участников проекта: ГК Росатом, НИЦ «Курчатовский институт», АО «ГНЦ НИИАР», РФЯЦ-ВНИИТФ, АО «ВНИИНМ», АО «НИКИЭТ», АО «Наука и инновации», Уральского федерального университета и ИВТЭ УрО РАН, а также Горно-химического комбината (г. Железногорск), где в 2026 г. предполагается установить жидкосолевой реактор.

Как отметил член рабочей группы Росатома по проекту ИЖСР, научный руководитель ИВТЭ УрО РАН, доктор химических наук Юрий Зайков, создать жидкосолевой реактор-сжигатель необходимо для утилизации долгоживущих радиоактивных минорактинидов, таких как америций и кюрий. Это позволит решить проблему захоронения радиоактивных отходов и сделать атомную энергетику более безопасной и экологически чистой.

Разработка жидкосолевого реактора — новое направление в атомной отрасли, требующее глубоких фундаментальных исследований и инновационных технологических решений. Сейчас проект находится на стадии НИОКР, когда актуально создание единой базы экспериментальных данных, а также координация деятельности организаций-участников. Эти вопросы и обсуждались на совещании. Оно неслучайно состоялось в Институте высокотемпературной электрохимии УрО РАН. 

— Алмазы, использующиеся в ювелирном деле, добываются из кимберлитов и лампроитов, которые слагают трубки взрыва, выносящие к поверхности мантийный материал при прорыве магмы сквозь земную кору. Это крупнокристаллические алмазы. Однако известны и другие генетические типы алмазов. Например, импактные микро- и нанокристаллические алмазы, не имеющие ювелирной ценности, но обладающие ценными техническими свойствами. Запасы их достаточно велики. Импактные алмазы образуются при падении на Землю крупных метеоритов в результате сильного ударного воздействия на породы земной коры, содержащие графит и другие углеродистые вещества. На территории России метеоритная и импактная тематика особенно детально изучалась в 70-80-е годы прошлого века, были выявлены крупные алмазоносные астроблемы.

Созданию нового антифрикционного материала и биметаллического вкладыша подшипника на его основе предшествовал комплекс фундаментальных и прикладных исследований, проведенных в рамках гранта РНФ сотрудниками лаборатории физической химии металлургических расплавов и лаборатории порошковых, композиционных и наноматериалов ИМЕТ УрО РАН. Полученные результаты позволили разработать технологические решения, включающие уникальные методы синтеза матрицы и упрочняющей фазы, вибрационной, механической и термической обработки новых материалов с высокими эксплуатационными характеристиками.

Физико-химические исследования новых функциональных мультифазных сплавов и композитов инициировал член-корреспондент РАН Э.А. Пастухов, а сейчас коллектив разработчиков возглавляет зав. лабораторией физической химии металлургических расплавов доктор химических наук А.Б. Шубин.

Уже сегодня инициаторы проекта обладают передовыми решениями и разработками, не имеющими аналогов как в нашей стране, так и за рубежом. Сферы их применения — переработка отходов овощеводства, животноводства и промышленности (в частности, атомной, металлургической и пищевой), очистка вод от тяжелых металлов, производство функциональных, то есть полезных для здоровья, продуктов питания.

«Некоторое время назад, используя биотехнологические методы, удалось выполнить задачу государственной важности — обезвредить и переработать экологически опасные техногенные отходы в виде пороховых масс, оставшихся после ликвидации Режевского химического завода в Свердловской области. При этом стоимость работ оказалась на порядок меньше, чем у компаний, предлагавших другие решения, что сэкономило средства в бюджете Минпромторга РФ. Предложенная нами успешная промышленная технология востребована и на других объектах», — рассказывает директор НПЦ «Уралбиосинтез» Дмитрий Савиных.

Важнейшая задача борьбы с пандемией COVID-19 — создание теста на антитела, то есть на содержание в плазме крови белков, которые вырабатывают клетки иммунной системы для нейтрализации вирусов. Ряд моделей таких тест-систем разработала группа пермских ученых под руководством ведущего научного сотрудника Института экологии и генетики микроорганизмов Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН доктора биологических наук Михаила Раева. Теоретически благодаря такому тесту за несколько минут по образцу крови можно будет узнать, переболел человек COVID-19, в том числе и бессимптомно, или нет, а при появлении вакцины возникнет возможность оценить ее эффективность в каждом конкретном случае. Это не исчерпывает спектра возможностей тест-системы. Квалификация группы подтверждена пятнадцатью патентами и тридцатилетним опытом создания целой линейки моделей действующих тест-систем на определение антител к ВИЧ и стрептококкам, маркеров беременности и онкопатологий, оценку напряженности иммунной системы в ответ на вакцинацию и других. Разработки группы в этом направлении поддерживаются грантами РФФИ и РНФ. На основе авторских технологий ученые готовы создать разные варианты действующих моделей тест-систем: для домашнего самотестирования, исследования в кабинете врача или в лаборатории, в том числе с применением регистрирующей, но при этом весьма простой и недорогой аппаратуры, что позволит оценивать количество антител в исследуемом образце.

— Это нужно, в первую очередь, для создания особей, устойчивых к опасным болезням. Многие из существующих болезней, особенно вирусной природы, такие, например, как лейкоз крупного рогатого скота, очень трудно поддаются искоренению. На оздоровительные меры уходят годы и значительные материальные ресурсы. А некоторые болезни, такие, как африканская чума свиней, наносят огромный ущерб животноводству, приводят в том числе к ликвидации поголовья, и лечения для них не существует. Если бы можно было сделать организм животного невосприимчивым к возбудителю, мы бы могли сдержать заболеваемость или даже полностью защитить поголовье от опасных инфекций. Технологии редактирования генома как раз позволяют наделить организм животного такой устойчивостью.

— Она отлично справляется с решением таких задач, как выведение животных с заданными породными качествами, с высокой продуктивностью. Однако для выведения животных, устойчивых к инфекционным болезням, методы селекции действительно не годятся. Для того чтобы найти особей, имеющих устойчивость к какой-либо инфекции, нужна очень большая выборка: среди сотен и тысяч зараженных может оказаться всего несколько невосприимчивых. А для опасных вирусных инфекций допускать такой уровень поражения поголовья немыслимо в принципе. Если же искать «устойчивых» животных при текущей заболеваемости, исследования настолько растянутся во времени, что потеряют смысл из-за мутаций возбудителя. Проще говоря, пока мы будем десятилетиями искать «устойчивых» животных, вирус будет изменяться и приобретать новые свойства, и за этими переменами нам просто не угнаться. 

В работе семинара приняли участие более 100 специалистов в этой области: ученые Института высокотемпературной электрохимии УрО РАН, которые в сотрудничестве с коллегами из УрФУ и научно-исследовательских институтов Росатома создают пирохимическую технологию переработки ОЯТ с использованием расплавленных солевых сред, представители предприятий Росатома, в том числе АО «Прорыв», ГНЦ НИИ атомных реакторов, Института реакторных материалов, НПО «Маяк», Сибирского химического комбината, Радиевого института им. В.Г. Хлопина, ООО НПФ «Сосны», ЗАО «СПЕКС», НТЦ по ядерной радиационной безопасности и других организаций, а также Российского химико-технологического университет им. Д.И. Менделеева, Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ».