Обычному человеку фраза «сечение рождения пары пионов» покажется абракадаброй. Тем не менее измерение сечения процесса электрон-позитронной аннигиляции в два пи-мезона (пиона) в области энергий до 1 ГэВ – наиболее ожидаемый мировым сообществом физиков-ядерщиков результат. Как рассказал на предновогодней пресс-конференции заместитель директора Института ядерной физики (ИЯФ) СО РАН доктор физико-математических наук Иван Логашенко, эта фундаментальная величина важна для решения одной из главных «нестыковок» в Стандартной модели – загадки аномального магнитного момента мюона. Теоретические расчеты этого момента существенно расходятся с данными проведенных за последние 10 лет измерений. Коллайдер ВЭПП-2000 – единственное место в мире, где эти результаты можно проверить и доказать, есть ли Новая физика за пределами Стандартной модели. Полученные специалистами ИЯФ в 2020 году данные с детектора СНД – измерение сечения пары пионов с точностью 0,8% – помогут понять, в чем причина расхождения между теорией и экспериментом в данном случае. Теперь ученые проводят измерения с помощью второго детектора КМД-3, чтобы получить независимый результат. 

Другое достижение мирового уровня тоже звучит загадочно для непрофессионалов: на стенде инжектора нейтралов высокой энергии впервые получен пучок отрицательных ионов с энергией более 240 кэВ. Как пояснил заместитель директора ИЯФ доктор физико-математических наук Петр Багрянский, одна из главных задач в исследованиях по управляемому термоядерному синтезу – нагрев плазмы. Например, в строящемся во Франции международном экспериментальном термоядерном реакторе ИТЭР (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor) требуется нагреть плазму до 150 миллионов градусов. Эффективным методом нагрева считается инжекция (ввод в ускоритель) пучка быстрых атомов, который получают ускорением ионов водорода до высокой энергии с их последующей нейтрализацией. В настоящее время подобная технология признана наиболее перспективной для применения в термоядерной энергетике будущего. В ИЯФ СО РАН разработан прототип мощного высоковольтного инжектора нейтрального пучка. Кроме того, сотрудники института продолжают изготавливать аппаратуру для ИТЭР – боксы, в которых разместятся приборы для измерения параметров плазмы, а также камеры, которые фиксируют ее температуру. Основной вклад ИЯФ в международный проект – производство порт-плагов. 

Эти огромные конструкции весом около 45 тонн нужны для защиты оборудования от потока нейтронов и снижения радиационного фона в зонах, где будут работать специалисты. Параллельно ученые ИЯФ создают демонстратор технологий, связанных с магнитными системами удержания плазмы открытого типа (как известно, ИТЭР строится на основе токамаков –  ловушек закрытого типа). В рамках федерального проекта разработки технологий управляемого термоядерного синтеза ИЯФ создает две фундаментальные установки: уже упомянутый инжектор нейтральных атомов и новую ловушку открытого типа для изучения методов удержания плазмы с помощью магнитного поля. Испытанные на установках уникальные технологии впоследствии можно будет использовать на всех термоядерных системах в России и в мире, отметил Багрянский. 

Следующая разработка, о которой рассказали на пресс-конференции, носит сугубо практический характер и направлена на лечение опухолей головного мозга. Установка БНЗТ, о которой «Поиск» неоднократно писал, прошла медицинскую сертификацию, и в 2021 году на ней будут лечить пациентов. К сожалению, не в России, а в китайском городе Сямынь. Напомним, что бор-нейтронозахватная терапия (БНЗТ) – это способ избирательного поражения клеток злокачественных опухолей. В раковых клетках накапливают изотоп бора-10, затем опухоль облучают потоком нейтронов, которые поглощаются ядрами бора. В результате ядерные реакции уничтожают пораженные клетки. Эксперименты показали эффективность этого метода в терапии опухолей головного мозга и других видов онкологических заболеваний, не поддающихся стандартному лечению. 

Научный руководитель направления «Плазма» доктор физико-математических наук Александр Иванов рассказал, что ИЯФ СО РАН совместно с компанией TAE Life Sciences (входит в американскую группу компаний Tri Alpha Energy) разработал ускорительный источник нейтронов для бор-нейтронозахватной терапии. Установка смонтирована в Китае. 

“Китайцы серьезно намерены в 2021 году приступить к лечению пациентов. Мы работаем над уменьшением размеров установки БНЗТ, что позволит разместить ее практически в любом госпитале. Но главное – улучшены параметры пучка, в итоге сеанс облучения сокращен до 30 минут. Поставленная в Китай установка полностью сертифицирована как медицинский прибор. Эта трудоемкая работа была осуществлена благодаря компании Tri Alpha Energy. На первой, новосибирской, установке БНЗТ (на снимке)продолжаются эксперименты. Мы перешли к опытам на крупных лабораторных животных. Надеемся, что доведем эту установку до внедрения в российскую практику”, – добавил Иванов.​ 

Аналогичные установки недавно запущены в Финляндии и Японии. Как отметил ведущий научный сотрудник ИЯФ доктор физико-математических  Сергей Таскаев, метод БНЗТ может помочь 2 миллионам больных в год при лечении глиобластомы мозга, метастаз меланомы, гепатоцеллюлярной карциномы и других злокачественных опухолей. Для этого в мире должно быть построено свыше тысячи центров БНЗТ с пропускной способностью 1500 пациентов в год в каждом. К сожалению, в России дело пока ограничивается экспериментами на животных. Конкретный интерес к новым технологиям лечения должен быть подкреплен существенными инвестициями. 

“У нас есть готовый проект, установка БНЗТ, который мы презентовали российским государственным и частным структурам: корпорации «Росатом», Министерству науки и высшего образования РФ, ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н.Блохина» Минздрава России, АО «Фармстандарт». Но ни одно из ведомств в итоге не перевело работу в практическую плоскость. Как результат наши подходы к лечению онкологических больных реализуются в КНР. Хотя у НИИ Блохина есть все лицензии, чтобы лечить людей экспериментально и сертифицировать потом такие установки. Мы готовы быстро сделать установку для России, но воз и ныне там”, – с горечью констатировал директор ИЯФ СО РАН академик Павел Логачев

Однако коллектив института не останавливается на достигнутом – придуманная в ИЯФ установка оказалась полезной не только для лечения онкологических заболеваний: генерация мощного потока быстрых нейтронов применяется, например, в тестировании материалов для термоядерного реактора ИТЭР и Большого адронного коллайдера (ЦЕРН). Кроме того, недавно с помощью установки получен фундаментальный результат, который, как подчеркнул С.Таскаев, войдет во все базы данных ядерных реакций: с эталонной точностью измерено сечение неупругого рассеяния протона на атомном ядре лития. 

Ольга Колесова

Похожие новости

  • 24/05/2021

    Пришел, увидел, упростил. Школьник усовершенствовал сложную научную установку

    Давно работающая в ИЯФ СО РАН установка электронно-лучевой сварки позволяет сделать вакуумно-плотный сварной шов высокой чистоты. Такие швы необходимы в вакуумных камерах, которые ИЯФ поставляет, например, в Европейский исследовательский центр ионов и антипротонов (FAIR).
    872
  • 11/02/2021

    Завод по производству науки: Институт ядерной физики СО РАН

     "Завод по производству науки" — так однажды назвал Институт ядерной физики ученый из Всероссийского научно-исследовательского института экспериментальной физики В.А. Аринин. И неспроста.
    916
  • 12/01/2021

    Индекс Гирша: ИЯФ СО РАН подвёл итоги работы в 2020 году

    Будущее «Академгородка 2.0» в Новосибирске так или иначе связано со СКИФ, а поэтому к одному из его «крёстных отцов» — Институту ядерной физики СО РАН им. Гирша Будкера — приковано особое внимание. О результатах, достигнутых в этом крупнейшем НИИ новосибирского Академгородка за 2020 год, рассказали его руководители.
    637
  • 29/03/2021

    Российская наука, американский бизнес, китайская клиника

    Нейтронный источник для бор-нейтронозахватной терапии рака разработали ученые Института ядерной физики им. Г. И. Будкера Сибирского отделения РАН в сотрудничестве с американской компанией TAE Life Sciences.
    802
  • 22/04/2021

    «Машина времени»: модернизированная установка позволит заглянуть в прошлое на миллионы лет

    Ускорительная масс-спектрометрия (УМС) – сверхчувствительный метод изотопного анализа, при котором производится тщательная селекция атомов вещества с подсчётом интересующих нас изотопов. Метод позволяет с высокой точностью датировать археологические находки и геологические породы, изучать состав атмосферы и ткани живых организмов разных исторических периодов.
    834
  • 20/09/2017

    Ученые ИЯФ СО РАН разрабатывают аппарат для лечения рака

    ​Аппаратная установка новосибирских ученых, в основе которой лежит метод захвата борнейтронной терапии, должна претерпеть еще множество испытаний и доработок, чтобы полноценно лечить людей, однако первые успехи у его создателей уже есть.
    2173
  • 30/08/2021

    Коллайдер Супер С-тау фабрика планируется построить в Сарове

    Проект электрон-позитронного коллайдера Супер С-тау фабрика Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) планируется реализовать в Сарове в рамках проекта Национального центра физики и математики (НЦФМ), инициатором которого стала ГК «Росатом».
    225
  • 14/04/2021

    Сибирские физики готовят свою первую установку для лечения рака

    Ускоритель протонов, сделанный учеными Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, послужил прототипом для создания уникальной медицинской установки бор-нейтронозахватной (БНЗТ) терапии рака, при которой опухолевые клетки, насыщенные борсодержащим веществом, самоуничтожаются микровзрывом после облучения нейтронами.
    305
  • 20/05/2019

    Институт катализа СО РАН регистрирует права на участок для Центра «СКИФ»

    По завершении процедуры регистрации специалисты начнут проработку технических условий подключения к коммуникациям. Какими характеристиками будет обладать Центр «СКИФ» и о других проектах в разработке у института рассказал во время рабочей поездки делегации минпромторга Новосибирской области на предприятие директор ИЯФ Павел Логачев.
    865
  • 28/04/2021

    Новосибирские учёные приступили к клиническим испытаниям новой технологии лечения рака

    В марте 2021 года премьер-министр Михаил Мишустин подписал распоряжение о поддержке исследований в области бор-нейтронозахватной терапии, проводимых в новосибирском Академгородке. Речь идет о сотнях миллионов рублей и возможном прорыве в лечении ряда онкологических заболеваний.
    535