Новый исследовательский реактор: инвестиция в технологии, кадры и будущее атомной науки

Инвестиции в атомную науку — это долгосрочный вклад в развитие отраслей экономики и ожидаемые результаты выходят далеко за пределы одного проекта. Их значение определяется не только созданием новых установок, но и тем, какие технологии страна сможет развивать, какие научные задачи решать и каких специалистов готовить в ближайшие десятилетия.

Именно в этом контексте следует рассматривать перспективу создания нового многоцелевого исследовательского реактора на базе Института ядерной физики (ИЯФ). В сентябре 2025 года Президент Республики Казахстан Касым-Жомарт Токаев на заседании Национального совета по науке и технологиям обозначил необходимость рассмотреть такую возможность, отметив также потенциал Института как ядра будущего наукограда.

Для нас принципиально важно рассматривать новый реактор не как отдельный объект, а как часть долгосрочного развития атомной отрасли страны и, в частности, Института ядерной физики. Современная инфраструктура, национальный кадровый потенциал и последовательная поддержка исследований должны развиваться вместе. Поэтому разговор о новом реакторе — это одновременно разговор о технологиях, кадрах и будущем казахстанской атомной науки.

Сегодня Институт ядерной физики является ведущей научно-технической организацией Казахстана в области развития ядерных и радиационных технологий. Институт располагает широкой экспериментальной базой, включающей ускорительные комплексы, циклотронные установки, исследовательский реактор, критический стенд и специализированные лаборатории. Эта инфраструктура позволяет проводить фундаментальные и прикладные исследования, испытывать перспективные материалы, развивать технологии ядерной медицины и готовить специалистов для атомной отрасли.

Одной из ключевых установок Института является многоцелевой исследовательский реактор ВВР-К. На примере применения реактора ВВР-К хотелось бы показать на сколько широко может быть использован многоцелевой исследовательский реактор.

На базе реактора ВВР-К проводятся облучательные испытания перспективного ядерного топлива и материалов, позволяющие оценивать их устойчивость к воздействию радиации и высоких температур. Например, более 15 лет учёные ИЯФ исследуют свойства современного топлива с защитными слоями предназначенного для ядерных реакторов четвертого поколения.

Одним из значимых результатов стали ресурсные испытания топливных сборок с низкообогащённым ураном для реактора ВВР-К. Новые сборки успешно прошли испытания, сохранили целостность и герметичность и были допущены к штатной эксплуатации.

В настоящее время специалисты также рассматривают возможность реакторных испытаний нового топлива на основе силицида урана. Его применение потенциально позволяет разместить примерно на 20% больше урана в том же объёме по сравнению с традиционным оксидным топливом. Это направление представляет интерес с точки зрения повышения технико-эксплуатационных характеристик реактора и дальнейшего развития отечественных компетенций в области ядерного материаловедения.

Такие исследования позволяют оценивать надёжность ядерного топлива и материалов до начала их практического применения, совершенствовать технологии и формировать научную основу для дальнейшего развития атомной отрасли Казахстана.

Ядерная медицина: научные разработки, которые помогают спасать жизни

Практическое значение исследовательского реактора особенно наглядно проявляется в области ядерной медицины. Сегодня Институт ядерной физики является единственным в Казахстане производителем медицинских радиоизотопов йода-131 и молибдена-99, а также радиофармацевтических препаратов на их основе. Их производство осуществляется на исследовательском реакторе ВВР-К, который представляет собой важнейшую научно-технологическую инфраструктуру страны.

Генераторы технеция-99m на основе молибдена-99 обеспечивают проведение широкого спектра диагностических исследований методом однофотонной эмиссионной компьютерной томографии.

Препараты поставляются в медицинские организации Алматы, Астаны, Шымкента, Актау, Кызылорды и Семея. В 2025 году с их использованием было проведено около 16 тысяч ПЭТ/КТ-исследований онкологических пациентов, примерно 900 пациентов получили терапию радиоактивным йодом, а с применением генераторов технеция-99m было выполнено около 2,7 тысячи диагностических исследований.

Следующий шаг в развитии отечественной ядерной медицины — освоение производства лютеция-177 (¹⁷⁷Lu), который применяется в таргетной радионуклидной терапии ряда онкологических заболеваний, включая рак предстательной железы и нейроэндокринные опухоли. Создание собственного производства позволит снизить зависимость от импорта, расширить доступность высокотехнологичной медицинской помощи и создать предпосылки для экспорта отечественной продукции.

Для реализации проекта Институт привлёк зарубежных партнёров из России и Израиля, которые планируют предоставить необходимые технологии и оборудование общей стоимостью 1,2 млрд тенге. Проектная мощность производства предусмотрена на уровне до 3 000 Ки в год. Основная часть продукции будет ориентирована на международный рынок, при этом планируется обеспечить и потребности Казахстана.

В рамках отработки технологии на исследовательском реакторе ВВР-К проведено восемь циклов облучения мишеней из иттербия-176 с последующим выделением лютеция-177. Разработаны стандартные операционные процедуры сублимации и хроматографической очистки с учётом требований надлежащей производственной практики (GMP). Запуск производства запланирован на декабрь 2026 года.

Таким образом, существующая инфраструктура Института уже сегодня обеспечивает решение важных задач здравоохранения, а дальнейшее развитие исследовательских возможностей позволит расширять номенклатуру отечественных радиофармацевтических препаратов и осваивать новые технологии.

Международная наука и собственные технологические компетенции

Важно не только осваивать готовые технологии, но и участвовать в создании тех, которые будут определять будущее. Не каждый научный результат сразу становится готовой технологией: фундаментальные исследования требуют времени, последовательной поддержки и устойчивого взаимодействия между научными организациями.

Именно поэтому мы рассматриваем участие в проектах класса MegaScience и международное научное сотрудничество как инвестиции в долгосрочное развитие казахстанской науки. Для нас важно, чтобы такое участие укрепляло собственную научную школу, развивало компетенции исследователей и инженеров, открывало молодым специалистам возможности для работы над сложными задачами и создавало основу для новых проектов в Казахстане.

Одним из важных направлений является сотрудничество с Европейской организацией по ядерным исследованиям — ЦЕРН. Казахстанские учёные участвуют в международных коллаборациях, работают с тестовыми пучками, анализируют экспериментальные данные, разрабатывают и изготавливают компоненты детекторных систем.

Особое значение имеет развитие собственных компетенций в области детекторных технологий. В Казахстане осваивается производство straw-детекторов, формируется производственная и испытательная база, развиваются компетенции в области точной механики, электроники, моделирования, программного обеспечения, новых материалов и контроля качества.

Специалисты Института участвовали в изготовлении первой партии straw-трубок для эксперимента SHiP в ЦЕРН, а также в создании детекторных элементов и прототипов трекера для эксперимента SPD на коллайдере NICA. Развивается участие казахстанских исследователей в коллаборациях NA62, NA64, DRD1 и LHCb.

Эти проекты важны не только с точки зрения научных результатов. Они позволяют осваивать полный технологический цикл разработки и изготовления высокоточного исследовательского оборудования — от проектирования и моделирования до производства и испытаний. Накопленные компетенции могут стать основой для новых отечественных разработок и расширения участия Казахстана в международных научно-технических проектах.

Наша задача — превращать международный опыт в собственные научные и производственные компетенции, чтобы Казахстан выступал не только участником исследований, но и полноценным партнёром при создании современной научной инфраструктуры.

Ещё одним перспективным направлением является международный проект AlSUN, предусматривающий создание на базе ВВР-К высокоинтенсивного источника ультрахолодных и очень холодных нейтронов. Расчётная стоимость проекта составляет около 25 млн долларов США, а планируемый вклад Объединённого института ядерных исследований оценивается в 5 млн долларов. Французский Институт Лауэ — Ланжевена передал Институту экспериментальную установку GRANIT, оценочная стоимость которой составляет около 10 млн долларов.

Реализация подобных инициатив позволяет расширять экспериментальные возможности Института и создавать условия для проведения исследований, требующих специализированной научной инфраструктуры. Это также пример того, как международная кооперация способствует развитию исследовательской базы Казахстана и укреплению связей с ведущими научными центрами мира.

Развивается и сотрудничество в области экологических исследований. В рамках взаимодействия с бельгийским Ghent University учёные проводят совместные исследования фотокаталитической очистки воды от органических загрязнителей, включая антибиотики. В частности, изучаются реальные сточные воды Сорбулака вблизи Алматы и оценивается влияние сезонных изменений их химического состава на эффективность фотокаталитической очистки.

По результатам работы получены первые научные данные, опубликована совместная статья и подготовлены новые публикации. Это направление показывает, что компетенции Института могут применяться не только в ядерной физике и медицине, но и при решении актуальных экологических задач.

В рамках дальнейшего развития международных связей также планируется подписание меморандума о сотрудничестве с Ghent University. Такие контакты создают основу для совместных исследований, обмена опытом и развития новых научных направлений.

Для нас международное сотрудничество имеет особую ценность тогда, когда оно приводит к конкретным результатам: новым методам исследования, подготовке специалистов, созданию оборудования и формированию компетенций, которые остаются в Казахстане и могут использоваться в будущих проектах.

Подготовка кадров — инвестиция в будущее атомной отрасли

Развитие научной инфраструктуры невозможно без подготовки специалистов, способных работать с современными технологиями и решать задачи, выходящие за рамки привычных инженерных процессов. При этом кадровая политика атомной отрасли не должна ограничиваться подготовкой персонала для эксплуатации будущих атомных электростанций.

Отрасли потребуются специалисты по обращению с радиоактивными отходами и отработавшим ядерным топливом, радиационному мониторингу, неразрушающему контролю, ядерным данным, материаловедению, физической защите и аварийному реагированию. Эти направления уже представлены в деятельности Института ядерной физики и требуют дальнейшего развития.

Институт располагает экспериментальной инфраструктурой, необходимой для подготовки специалистов и проведения исследований: исследовательским реактором ВВР-К, критическим стендом, ускорительными комплексами, циклотронными установками, а также лабораториями ядерной физики, материаловедения, радиохимии, радиоэкологии, нейтронных исследований и радиационной безопасности.

Институт уже сегодня выступает площадкой, где проходят подготовку студенты, магистранты и докторанты казахстанских вузов. Молодые специалисты привлекаются к научным проектам, работе на экспериментальном оборудовании, обработке результатов и подготовке публикаций. Такой подход позволяет им ещё во время обучения включаться в профессиональную среду и приобретать практические компетенции, которые невозможно сформировать исключительно в университетской аудитории.

Особенно важно, чтобы молодые учёные и инженеры могли не только осваивать существующие методы, но и участвовать в создании новых технологий, работать в международных исследовательских командах и постепенно переходить от выполнения отдельных задач к самостоятельной научной работе. Именно так формируется профессиональная среда, способная обеспечить долгосрочное развитие отрасли.

Новый реактор как часть долгосрочной научной стратегии

Опыт Института ядерной физики показывает, что исследовательская инфраструктура имеет значение далеко за пределами одной научной организации. Она обеспечивает проведение фундаментальных исследований, развитие ядерной медицины, испытания материалов, создание отечественных технологических решений и подготовку специалистов для различных направлений атомной отрасли.

Поэтому перспективу создания нового многоцелевого исследовательского реактора необходимо рассматривать в контексте комплексного развития Института.

Для Казахстана важно последовательно укреплять собственную научную школу, расширять экспериментальные возможности и создавать условия, при которых международный опыт становится основой национальных компетенций. Это требует долгосрочного планирования, устойчивой поддержки исследований, развития кадрового потенциала и согласованного развития научной инфраструктуры.

Именно в этом заключается стратегический смысл инвестиций в атомную науку. Речь идёт не только о создании новых установок, но и о формировании научной и технологической основы, которая позволит Казахстану самостоятельно решать сложные исследовательские задачи, развивать высокотехнологичные направления и готовить специалистов для будущего атомной отрасли.