Что умеют меченые нейтроны?

Изобретение российских ученых позволяет определять содержание руды, контролировать состав почвы и обнаруживать раковые клетки

У меченых нейтронов большая проникающая способность, поэтому с их помощью можно практически моментально провести элементный анализ состава сырья, в том числе скрытого в горной породе, идущего по ленте конвейера. Установки, разработанные сколковской компанией «Диамант», не оставляют радиационного фона и превосходят имеющиеся в мире аналоги.

Метод меченых нейтронов — яркий пример внедрения в практику разработок фундаментальной науки. Первоначально метод был разработан в Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне при активной поддержке академика Владимира Кадышевского. В начале 2000-х годов коммерциализацией метода занялась компания «Диамант», которая разработала ряд стационарных, мобильных и конвейерных анализаторов, работающих на основе меченых нейтронов. Эти устройства могут быть использованы в разных отраслях, но в основном используются, чтобы дистанционно, моментально и бесперебойно проводить элементный анализ состава сырья — например, угля, руды или цемента. Контроль качества руды чрезвычайно важен для горно-обогатительных производств. В отличие от стандартного отбора проб, химического анализа и рентгеновского метода, метод меченых нейтронов позволяет полностью, а не частично контролировать сырье, которое движется по конвейерной ленте, не останавливая и не замедляя производственный процесс. Имея поминутную информацию о составе сырья, можно цифровизировать производство, увеличить производительность и улучшить качество продукта.

Анализаторы «Диаманта» полностью отечественного производства. Основной элемент установки — источник меченых нейтронов — изготавливается ФГУП «ВНИИА им. Духова», дочерним подразделением Росатома, все остальное делает сама компания. Российские установки превосходят по эффективности ушедшие с нашего рынка австралийские, американские и европейские аналоги.

Еще одно преимущество установки на меченых нейтронах в том, что в выключенном состоянии она не дает радиоактивного излучения, поэтому ее можно перевозить любыми видами транспорта. Поток нейтронов возникает только тогда, когда прибор включен. В течение минуты после выключения радиация полностью исчезает, так что прибором можно «просвечивать» даже продукты.

Возможности анализаторов постоянно расширяются. Сегодня технология успешно позволяет в полевых условиях определять концентрацию 24 химических элементов и 10 оксидов. Неслучайно разработкой дубнинских физиков заинтересовались агрономы. Эту технологию можно использовать для определения, каких видов удобрений не хватает на конкретном участке сельхозугодий. Радиоуправляемый ровер едет по полю и в режиме реального времени без отбора проб передает элементный состав почвы.

А еще метод меченых нейтронов позволяет обнаруживать раковые клетки в тканях пациента: их химический состав отличается, поэтому с помощью технологии их можно найти, а доза облучения меньше, чем при использовании обычного рентгена. Ученые из Дубны уверены в перспективах технологии в медицине.

Для каких задач можно применять анализаторы:

• контролировать элементный состав сырья на конвейере;

• исследовать образцы руды в полевых условиях без пробоподготовки;

• обнаруживать раковые клетки в тканях пациента;

• распознавать взрывчатые и радиоактивные вещества, яды и наркотики в багаже пассажиров.