Актуальность поступательного развития ядерной физики для устойчивого развития Республики Казахстан

Актуальность поступательного развития ядерной физики
для устойчивого развития Республики Казахстан
Дьячков В.В., Зарипова Ю.А., Юшков А.В.
КазНУ имени аль-Фараби, Алматы, Казахстан
На Первой Всемирной Конференции по окружающей среде в Стокгольме в 1972
году впервые был применен термин «устойчивое развитие». Устойчивое развитие – такая
эволюция общества, при которой неуклонно улучшается условия жизни человека даже
при условии некоторого падения производительности труда и темпов развития
промышленности и сельского хозяйства.
Уменьшение воздействия на окружающую среду производительной деятельностью
человека – весьма затратное производственная деятельность. Ее целью является остаться в
пределах хозяйственной емкости биосферы и при этом не разрушить природные основы
функционирования человечества и биосферы в целом. При устойчивом развитии
удовлетворение потребностей современников осуществляется без ущерба для будущих
поколений.
Для сохранения уровня производительности труда или даже его увеличения в рамках
устойчивого развития приобретают существенное значение разработки в области
инновационных технологий. Для устойчивого развития Республики Казахстан
инновационные идеи имеют принципиально важное значение, так как страна богата
природными и минеральными ресурсами, а, самое главное, имеет большой научный и
инженерно-технический потенциал. Результаты инновационных работ, особенно в
области ядерной физики и ядерных технологий, позволят быстрее перейти от стадии
базовых прикладных научных исследований к внедрению в промышленность и сельское
хозяйство.
Ядерная физика занимает ведущую роль в современных инновационных
предложениях и, в частности, в Казахстане. Отметим основные направления, в которых
ведутся наиболее интенсивные и успешные работы:
 Субнуклонная и спэйсквантовая энергетика;
 Разработка новых принципов кластерной энергетики;
 Поиск новых сверхтяжелых химических элементов – поиск «Острова
стабильности»;
 Исследование свойств новой изотопической металлургии и промышленности;
 Новые технологии в ядерной медицине;
 Обоснование новой наноизотопной фармакологии, лучевая диагностика и терапия;
 Разработка новых принципов антирадоновой антираковой безопасности в
архитектуре и функционирование жилых и производственных помещений;
 Новая таргетная технология лечения опасных заболевания с использованием
точной навигации радиофармпрепаратов и других лекарственных средств в
организме человека.
Новейшие исследования структуры атомных ядер и механизмов ядерных реакций, в
том числе и в Казахстане, обладающим одним из лучших ускорителей быстрых ионов,
неожиданно открывают новые перспективы в извлечении энергии от деления и слияния
микрочастиц. Так, недавно открытый авторами закон зависимости энергии связи от
характерных размеров микрочастиц, позволяет прогнозировать выход значительных
количеств энергии при столкновении частиц сверхвысоких энергий, а также при
«расплавлении» в объеме ядер нуклонов в кварки и глюоны. Определенные выгоды в
построении низкопотенциальных тепловых модулей сулит утилизацией полного спектра
корпускулярного и электромагнитного космического излучения (аналогично видимому
солнечному спектру). Ведутся разработки по использованию для усиления такого
тепловыделения специальных материалов, усиливающих ядерные, термоядерные и
химические процессы внутри теплового модуля. Соответствующие патентные заявки
оформлены.
Изучение кластерной структуры ядер привело к открытию новых кластеркластерных взаимодействий с иной, нежели нуклонной, удельной энергии связи.
Несмотря на то, что функция удельной энергии связи кластеров несколько ниже
нуклонной, реализация слияние кластеров и деление ядер на кластеры дает определенный
энергетический выигрыш. Дважды магические кластеры, по-видимому, являются столь же
обычными элементами структуры ядер, что и нуклоны. Этот феномен позволяет
предсказать как слабо связанные «молекулярные» ядерные структуры, так и сферические
ядра с увеличенной энергией связи, соответственно – с повышенной устойчивостью.
Второе обстоятельство позволило авторам предсказать локализацию гипотетического
«Острова стабильности» не при Z=114 (как это принято в мировой литературе), а при
Z=128. Будущее открытие столь тяжелых стабильных химических элементов сулит
совершенно новые технологии и свойства материалов.
Исследования в области ядерной медицины в настоящее время приобретает все
больший размах, в том числе и в Казахстане. Так в Институте ядерной физики налажен
выпуск короткоживущих радиофармпрепаратов для радиационной диагностики и лечения.
Совместно с КазНУ имени аль-Фараби начаты исследования в области новейшей
таргетной технологии с использованием сферосом, получаемых из зерновых культур.
Таргетные технологии – одно из наиболее актуальных направлений в медицине и
фармакологии, направленное на точное целеуказание лекарственных средств на больные
клетки организма.
Наиболее актуальным направлением ядерной медицины является онкодиагностика и
онкотерапия. В частности, радиогенная онкозаболеваемость, вызываемая альфаизлучениями изотопов радона, прежде всего, требует детального изучения
пространственной и временной топологии эманации радона в месте расположения жилых
и производственных помещений. В КазНУ уже исследованы основные топологические
законы и разработан ряд предложений по защите жилых и производственных помещений
от насыщения атмосферы в них изотопами радона. Подготовлены соответствующие
заявки на патенты.
Все указанные выше направления фундаментальных и прикладных научных
исследований ведущихся в КазНУ имени аль-Фараби при их реализации и внедрении в
качестве инновационных технологий внесут определенный вклад в «зеленую экономику»
страны, так как каждое из направлений несомненно содержит высокую экономическую
выгоду – энергетические модули без расходуемых материалов; методы лечения, не
травмирующие организм в целом; новые промышленные и медицинские вещества.