Ученые Красноярского научного центра СО РАН представили на конференции «Радиохимия-2025» решения для экологической безопасности и ядерной медицины

В Красноярске прошла XI Российская конференция «Радиохимия-2025» — одно из крупнейших научных событий в атомной отрасли. Среди более 600 участников — специалисты ключевых предприятий ГК «Росатом», в том числе НПО «Маяк» и Горно-химического комбината (ГХК); крупных ВУЗов, в том числе Московского государственного университета, и институтов Российской академии наук. Свои исследования на форуме представили и ученые из Красноярского научного центра СО РАН, работающие в этом направлении. На конференции они представили пленарные, секционные и стендовые доклады.

Конференция стала площадкой для обсуждения перехода к атомной энергетике нового поколения и технологиям замыкания ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ). Как отметил в приветственном слове генеральный директор «Росатома» Алексей Лихачёв, «радиохимия — это не просто раздел науки, это ключ к эффективному использованию ядерных ресурсов».

Биомониторинг Енисея: как гидробионты помогают контролировать радиоактивные сбросы

Кандидат биологических наук старший научный сотрудник Института биофизики СО РАН Татьяна Зотина в своем пленарном докладе представила на конференции результаты многолетних исследований по биомониторингу техногенных радионуклидов в Енисее. Уникальность работы в том, что ученые используют в качестве индикаторов ряд гидробионтов: от водных растений и беспозвоночных (гаммарусы и личинки насекомых), входящих в рацион питания рыб, до промысловых рыб (щука, налим, хариус, елец) Это позволяет получать интегральную картину о переносе, накоплении и биологической доступности радионуклидов.

Ключевые выводы исследований:

- Водный мох (Fontinalis antipyretica) наиболее чутко реагирует на увеличение контролируемых радиоактивных сбросов в Енисей.

- Выявлена биомагнификация цезия-137 в трофической цепи: самая высокая концентрация этого радионуклида накапливается в мышцах хищных рыб (щуки).

- Обнаружено бионакопление плутония-239, 240 в телах щуки: его содержание в мышцах щуки увеличивается с размером особи, что важно для оценки дозовых нагрузок для самих рыб и их потребителей.

- Современные уровни содержания техногенных радионуклидов в мышцах рыб не превышают санитарных норм.

Эти данные имеют прикладное значение для разработки систем экологического мониторинга и оценки рисков, что полностью соответствует экологической повестке «Росатома» и целям создания безопасного ЗЯТЦ.

«Форум был очень полезным в плане общения с коллегами из разных организаций: удалось представить свои результаты в виде ключевого доклада, обсудить общие проблемы, задать вопросы коллегам, увидеть современные тенденции. Для меня было важно понять, что наша работа интересна коллегам-ученым и представителям атомной отрасли. Наша работа показала, казалось бы, простую вещь: водные организмы достоверно отражают снижение и увеличение поступления техногенных радионуклидов в Енисей, что удалось продемонстрировать на временном отрезке около двух десятков лет», — делится впечатлениями Татьяна Зотина.

Инновационные матрицы для захоронения РАО: альтернатива стеклу

Другое важное направление, представленное на конференции, — это разработка передовых материалов для иммобилизации и надежного захоронения высокоактивных отходов (ВАО). Татьяна Верещагина, доктор химических наук, ведущий научный сотрудник Института химии и химической технологии СО РАН, выступила с докладом о создании минералоподобных матриц на основе микросфер летучих зол, образующихся в угольной энергетике.

Суть технологии заключается в том, чтобы не просто «запечатать» радиоактивные отходы в стекле — метастабильной системе, склонной к разрушению со временем, — а включить их в состав устойчивых кристаллических фаз, аналогов природных минералов.

Принцип технологии и ее преимущества:

- Микросферы из энергетических зол используются как сырье. Они имеют стеклянную природу, но их состав идеально подходит для последующей трансформации.

- На их поверхности из растворов, имитирующих жидкие радиоактивные отходы, сорбируются целевые радионуклиды (цезий, стронций, актиноиды).

- В результате последующей обработки (включая использование современного метода искрового плазменного спекания) получается прочная керамика, где радионуклиды прочно «вшиты» в кристаллическую решетку стабильных минералоподобных фаз.

«Это соответствует научной концепции экологически безопасного захоронения высокоактивных и долгоживущих радиоактивных отходов в глубоких геологических формациях, — пояснила Татьяна Верещагина. — Глубокая геологическая формация, такая как строящаяся подземная исследовательская лаборатория в Железногорске, требует для захоронения именно керамики или стеклокерамики на основе фаз, аналогичных минералам вмещающих пород. Наша технология позволяет создавать такие матрицы. Одновременно решается стратегическая задача повышения степени утилизации золошлаковых отходов топливно-энергетического комплекса, включенная в перечень первоочередных мер Энергостратегии-2050 по снижению негативного воздействия на биосферу угольных предприятий».

Этот подход потенциально может обеспечить более надежную изоляцию самых опасных радиоактивных отходов на сотни тысяч и более лет.

От экологии к медицине: микросферы для лечения рака

Удивительно, но та же самая технология с использованием микросфер нашла применение и в ядерной медицине. В рамках другого доклада, подготовленного при участии Татьяны Верещагиной, было представлено перспективное направление по созданию микросферических источников излучения для лечения опухолей печени. Микросферы с нанесенным радиоизотопом (например, лютецием-177) вводятся в артерию, питающую опухоль. Они застревают в мелких капиллярах, перекрывая кровоток (эмболизация) и одновременно локально облучая новообразование.

«Это таргетная терапия, которая уже доказала свою эффективность в мире, — отметила Татьяна Верещагина. — Мы работаем над созданием отечественных аналогов таких тераностических препаратов, которые не только лечат, но и позволяют визуализировать распределение микросфер в организме».

Это направление получило живой отклик у представителей медицинского сообщества на конференции и может стать одним из новых точек роста для кооперации КНЦ СО РАН, исследовательских центров, эксплуатирующих ядерные реакторы, и медицинских институтов. Исследования, представленные учеными Красноярского научного центра СО РАН, наглядно демонстрируют, как фундаментальная наука решает прикладные задачи глобального уровня: от обеспечения экологической безопасности действующих производств и создания технологий для замыкания ядерного топливного цикла до разработки инновационных методов лечения онкологических заболеваний.

«Жизнь меняется стремительно, очень важно предвосхитить будущее сейчас, чтобы потом оказаться впереди», — сказал генеральный директор ГХК Дмитрий Колупаев, в одном из докладов, что отражает суть работы красноярских ученых на переднем крае радиохимии.