Изотопами (от греческих корней isos — «равный» и topos — «место») называются разновидности атомов одного химического элемента, ядра которых содержат одинаковое число протонов и различное число нейтронов.
В промышленности изотопные технологии нужны, например, для радиографии металлов, измерения толщины листовых материалов или уровня жидкости в сосудах, инициирования полимеризации, производства полупроводниковых приборов. В сельском хозяйстве — для стерилизации продуктов, предотвращения преждевременного прорастания семян, изучения действия удобрений. В научных исследованиях изотопы применяются в качестве индикаторов при изучении различных процессов, происходящих в живой и неживой природе.
Бурно развивающаяся область применения изотопов — медицина, что объясняется их высокой эффективностью в диагностике и лечении многих тяжелых заболеваний. Изотоп в результате радиоактивного распада излучает гамма-кванты, которые уничтожают онкологическую опухоль у человека. Но каждый орган человека воспринимает не все изотопы подряд.
Щитовидная железа,например, воспринимает йод-131, а в других органах он не откладывается. Стронций поглощается только в костях. В результате происходит избирательное облучение только больного органа, а не целиком человека.
Давайте рассмотрим изотопы, которые производятся на Ленинградской АЭС:
💠Молибден-99 (технеций-99m)
Сначала в отделе радиационных технологий производили только молибден-99, из которого путем распада получается технеций-99m, используемый для диагностики и лечения онкологии.
На протяжении 20 лет Ленинградская АЭС поставляет молибден-99 в радиевый институт. Там из него изготавливают радиофармпрепараты, которые можно вводить в кровь человека для диагностики на однофотонном томографе.
Молибден-99 является радиоактивным изотопом молибдена, который используется для производства технеция-99m. Технеций-99m используется для различных медицинских исследований, таких как изучение функции сердца, определение общего кровотока, выявление опухолей и другие диагностические процедуры.
💠Йод-131
Производить изотопы различного назначения ЛАЭС позволяет уникальная конструкция реакторов РБМК, в которых установлены облучательные каналы. В случае с изотопом йода-131 в них помещают капсулы со стартовым природным материалом — двуокисью теллура. Две недели в реакторе — и изотоп йод-131 готов.
Йод-131 необходим для производства радиофармпрепаратов. Он применяется в радиоизотопных исследованиях для диагностики заболеваний щитовидной железы, а также для уничтожения остаточных раковых клеток. Ленинградская АЭС ежегодно поставляет его заказчикам для радиохимической переработки в объеме, достаточном для 300 тысяч онкологических процедур.
💠Кобальт-60
Кобальт-60 получают искусственно, загружая кобальтовые поглотители в реакторную установку. Процесс их облучения занимает до 5 лет. Наработка изотопа производится исключительно на энергоблоках РБМК.
Ленинградская АЭС производит кобальт-60 уже более 25 лет и обеспечивает более 20% мирового производства этого изотопа. В 2023 году впервые на ЛАЭС произвели изотоп не только из собственного сырья, но и из Со-60, наработанного в реакторах Смоленской и Курской АЭС.
Кобальт-60 используется в медицине для лечения рака. Также его используют для стерилизации изделий, дезинсекции пищевых продуктов, медицинских инструментов и материалов.
💠Легированный кремний
Легированный кремний является ключевым материалом в современной электронике и оптике, обеспечивая различные функции и возможности для создания передовых технологий и устройств. Он используется в высокоточных интегральных схемах, для постройки самолетов, военной техники и для работ в космосе. Ленинградская АЭС обеспечивает 90% потребности страны в этом материале.
💠Лютеций-177
Радиофармпрепараты с лютецием-177 применяются для лечения множества заболеваний, например, опухолей, которые могут возникать в желудке, прямой кишке, поджелудочной железе, тонкой и толстой кишке, надпочечниках и щитовидной железе. Также их все чаще используют при лечении опухолей мозговых оболочек – менингиомах и при раке простаты. Лечение лютецием-177 хорошо подходит и для случаев, когда болезнь находится в запущенной стадии, есть метастазы, в частности, при раке, который устойчив к гормональным препаратам и к химиотерапии, а также если опухоль нельзя удалить хирургически.