Выступая на Общем собрании РАН, ее президент академик Геннадий Яковлевич Красников акцентировал рекомендации Академии наук по финансированию фундаментальных исследований — эта цифра, по мнению членов РАН, должна достигнуть 0,4 % от ВВП к 2030 году.

В своем докладе Геннадий Красников представил краткий обзор работы РАН в 2025 году. Одним из крупных достижений он назвал то, что в состав РАН были включены издательство «Наука» (в следующем году оно празднует 300 лет), Российский центр научной информации и дома ученых, а также то, что Высшая аттестационная комиссия перешла под эгиду РАН. 

В ходе своей экспертной деятельности в 2025 году Академия представила более 80 тысяч экспертных заключений, количество отрицательных составило более 13 %. «Продолжает расширяться спектр тем, которые поступают на экспертизу, более 1 500 запросов мы получили от квалифицированных заказчиков», — добавил Геннадий Красников. 

Отдельно он упомянул, что РАН проанализировала 478 учебников и учебных пособий и приступила к разработке единых учебников и пособий по математике, физике, информатике, химии и биологии. Подготовленные учебники должны пройти экспертизу тематических отделений, потом их нужно увязать между собой для формирования общего междисциплинарного поля знаний. Затем должна пройти экспертиза специалистов по медицине и детской психологии. Только после этого начнется апробация учебников, в том числе в школах РАН. «Предполагается, что учебники по физике, химии, биологии для старших классов поступят в школы к 1 сентября 2026 года, остальные — к 1 сентября 2027 года», — уточнил Геннадий Красников. 

Президент РАН коснулся деталей формирования государственного задания и сообщил, что было расширено само понятие научно-методического руководства научными утверждениями. Один из важных шагов — утверждение тематическими отделениями направлений научных исследований. План научных исследований на 2027 год учитывает востребованность результатов, запросы квалифицированных заказчиков, а также предложения научных советов РАН. «При повторном отрицательном заключении поданная заявка на выполнение научного исследований считается непринятой, а финансирование перераспределяется на другие работы», — акцентировал президент Академии наук. 

Один из важнейших вопросов, который также находится в фокусе внимания РАН, — кадровый. «Сформирована Комиссия по кадровым вопросам РАН, она уже рассмотрела 22 кандидатуры руководителей научных организаций, из которых одобрены 17, не одобрены 5», — рассказал Г. Я. Красников.  

Важную роль в научной политике страны играет Научно-технический совет Комиссии по научно-технологическому развитию РФ — практически все вопросы, которые рассматривает комиссия, проходят через него. «Совет рассмотрел более 560 документов, поступивших от различных учреждений, и одним из главных направлений его работы является мониторинг национальных проектов», — отметил Геннадий Красников, добавив, что тематические отделения РАН подготовили более 500 предложений в нацпроекты технологического лидерства. 

Говоря о региональной политике, президент РАН констатировал, что в настоящее время налажено плотное взаимодействие со всеми федеральными округами РФ. «При непосредственном участии Академии с 1 марта 2026 года вступил в силу закон, направленный на сохранение экосистемы озера Байкал. Все предложения, связанные с обустройством и использованием мест в Центральной экологической зоне Байкальской природной территории, теперь требуют наличия положительного заключения экспертов РАН», — рассказал Геннадий Красников. 

Завершая отчетную часть своего доклада, он отдельно остановился на важности развития популяризации науки и использовании для этого самых разных форматов и взаимодействий. Так, например, в последние годы в Международном детском центре «Артек» проводятся тематические научные смены с участием членов РАН.

Фото Юлии Поздняковой

Российский научный фонд продлил финансирование проекта по изучению генетического разнообразия коллекций мягкой и твёрдой пшеницы. Цель – отбор материала, пригодного для селекции новых сортов с более высоким содержанием полезных минеральных элементов и лучшим качеством зерна.

Как объясняет руководитель проекта, ведущий научный сотрудник ИЦиГ СО РАН, д.б.н. Ирина Леонова, задача исследования – охарактеризовать коллекции мягкой и твёрдой пшеницы по содержанию минеральных веществ в зерне и по качеству зерна в целом. Речь идёт прежде всего о таких важных микроэлементах, как цинк и железо, дефицит которых связывают с анемией, когнитивными нарушениями и рядом хронических заболеваний. Учёные напоминают: значительную часть этих веществ человек получает именно из хлеба, булочных и макаронных изделий, поэтому важно, чтобы исходное зерно было богато полезными компонентами.

По словам Ирины Леоновой, ранее в селекции в первую очередь ориентировались на урожайность, и это нередко шло в ущерб качеству зерна. Сейчас акцент смещается к так называемому биообогащению или биофортификации – сознательному повышению содержания полезных веществ в сельскохозяйственных культурах за счёт подбора и скрещивания нужных сортов. «Желательно, чтобы зерно, из которого делаются хлеб и макароны, уже содержало необходимые человеку минеральные вещества, витамины и т.п. Это и есть один из инструментов функционального питания», – объяснила исследователь.

В рамках первой части проекта команда Леоновой проанализировала две большие коллекции: твёрдой пшеницы и мягкой пшеницы, в которую входят как российские сорта, так и рекомбинантные линии, несущие фрагменты ДНК от дикорастущих сородичей. Учёные оценивали сортовое разнообразие и с помощью молекулярно‑генетических методов искали участки генома, связанные с повышенным содержанием цинка и железа в зерне. Были выделены так называемые локусы, в том числе пришедшие от диких видов, которые могут использовать селекционеры при создании новых сортов.

Продление гранта позволяет перейти к не менее важной задаче: оценке содержания в зерне токсичных тяжёлых металлов, прежде всего кадмия. «Опасны любые тяжелые металлы. Но что касается свинца или хрома, уровень содержания можно регулировать агротехническими приемами. Для кадмия более важно найти генотипы, которые генетически снижают его накопление в зерне», – рассказала Ирина Леонова.

По российским сортам твердой пшеницы работы такого масштаба ранее никто не делал. За три предыдущих года ученые ИЦиГ проанализировали результаты по 188 сортам, высаженным на двух полях в Новосибирской и Самарской областях. В результате, удалось собрать необходимую статистику и выделить образцы, у которых собственный геном влияет на снижение содержание кадмия – это наследуемый механизм, представляющий особый интерес для селекции.

Помимо выявления локусов, снижающих уровень кадмия, исследователи сосредоточатся также на генах, отвечающих за качество зерна твёрдой пшеницы, в первую речь идет о белках – глиадинах и глютенинах, определяющих структуру и кулинарные свойства макаронных изделий. Российские сорта яровой твёрдой пшеницы по этому параметру до сих пор почти не изучались. «Важно, чтобы макароны были именно макаронами: сейчас чаще используют мягкую пшеницу, у которой другой белковый состав и хуже структура изделий, – пояснила Леонова.

Итогом пятилетней работы должна стать детальная характеристика отечественных коллекций твёрдой и мягкой пшеницы по содержанию белка, клейковины, минеральному составу и связанным с ними генам. На основе этих данных команда создаст маркёры – генетические «маячки», которые селекционеры смогут использовать в своей работе, осознанно выбирать материал для скрещивания под запрос будущего рынка функционального питания.

Эти наработки в перспективе позволят сделать привычный хлеб и макароны одновременно более полезными и более безопасными для здоровья.

Пресс-служба Института цитологии и генетики

Фото из архива ИЦиГ СО РАН

Мы уже неоднократно уделяли внимание проблеме пластика, точнее – проблеме пластиковых отходов. Насколько она актуальна, знают все. А вот по поводу того, каким путем ее решать, единого ответа пока что нет. В нашей стране эту проблему осознают, ее обсуждают, но относительно путей ее решения острых дискуссий пока что не возникает.

Тем временем на Западе пластиковые отходы уже стали яблоком раздора для эко-активистов, региональных политиков, руководителей частных компаний и научных экспертов. В США острые дискуссии на эту тему ведутся уже не один год. Но в нынешнем году полемика вышла на новый уровень и уже переходит в юридическую плоскость. Вопрос по пластику ставится теперь так: запрещать или перерабатывать? Как мы увидим далее, на практике дело продвинулось слишком далеко, чтобы не иметь ощутимых последствий. Поэтому надо полагать, что исход этой полемики будет иметь глобальное значение, в том числе и для нашей страны.

На текущем этапе в дело уже включились представители правоохранительных органов. Пока еще на региональном уровне, но, тем не менее, произошел прецедент, позволивший обнажить суть проблемы. Итак, в апреле этого года главный прокурор штата Флорида Джемс Утмайер начал масштабное антимонопольное расследование в отношении ряда экологических групп и крупных корпораций, выдвинувших инициативу по сокращению пластика. Известно, что экологические активисты выступают за полное прекращение использования синтетических пластмасс, предлагая им экологически приемлемую замену. В это дело были втянуты крупные корпорации, решившие таким вот образом продемонстрировать всей стране свою «экологическую сознательность». 

Дело, вроде бы, нужное и полезное. Однако прокуратура штата обвинила экологические группы и корпорации в картельном соглашении, которое ущемляет интересы потребителей и нарушает принципы свободной рыночной конкуренции. Поводом к обвинению стало то, что участники указанной инициативы создали объединение с целью выработки единых стандартов упаковки, ведущих (в итоге) к повышению розничных цен. Заключенное ими соглашение они пафосно называют «климатическим пактом» и выставляют его как важнейшую веху в борьбе с пластиковыми отходами. Однако суть проблемы в том, что высокие экологические стандарты, по которым (с подачи эко-активистов) намерены работать корпорации, ведут к применению более дорогих технологий и материалов. Это автоматически приводит к повышению цен на товары повседневного спроса для конечных потребителей.

Иными словами, «устойчивое развитие» имеет определенную цену, и платить ее будут обычные люди (корпорации, разумеется, себе в убыток работать не станут и все расходы возложат на покупателей). Таковы, в общем-то, последствия того пути решения проблемы пластиковых отходов, за который ратуют эко-активисты – путь запрета и создания экологически приемлемой замены. По мнению прокуратуры Флориды, эко-активисты, крича на каждом углу об угрозе пластикового загрязнения, не раскрывают тему до конца, утаивая от своей аудитории экономические последствия выдвигаемых ими решений. Это квалифицируется как намеренное введение потребителей в заблуждения.

Скажем, какая-то компания (например, Coca-Cola) стала использовать иной материал для бутылок, который можно компостировать. Однако такая упаковки будет стоить намного дороже, а значит, вырастет и цена товара. Потребителю о таких последствиях стараются не говорить, переключая его внимание исключительно на «высокую экологическую сознательность» руководства компании. Вот вам и форменное введение в заблуждение потребителей (так считает прокуратура Флориды). Для компании участие в такой программе становится пиаром и дополнительной рекламой, в то время как потребитель и «ухом не ведет» о грядущих последствиях для своего кошелька.

А будет ли у него выбор, когда экономическая сторона этой шумной борьбы за «устойчивое развитие» станет для покупателей явью? Здесь опять вырисовывается картинка, против которой возмутилось прокурорское сообщество упомянутого штата. Как выясняется, в картельном соглашении принимают участие и представители ритейла – крупных и широко известных американских торговых сетей. Если они становятся участниками соглашения, то они просто-напросто закроют доступ товарам в обычной пластиковой упаковке. То есть на полках будет находится только то, что соответствует высоким экологическим стандартам. И если кто-то из производителей помельче такие стандарты не потянет по материальным причинам (а именно так и должно случиться), то он автоматически выбывает с рынка, невзирая на мнение и спрос со стороны обычных потребителей.

Понятно, что прокуратура усмотрела в этой инициативе вопиющее нарушение антимонопольного законодательства, прикрытое красивой экологической риторикой. Причем, экологические группы выступали здесь как центры координации действий новоиспеченного «зеленого» картеля. Со стороны прокуратуры последовало несколько конкретных запросов в адрес участников соглашения. Особо интересовало то, на каком юридическом основании компании решили коллективно исключить из оборота определенные виды упаковки. Подобные действия можно было легко квалифицировать как сговор с целью ограничения рынка.

В прокурорском списке подозреваемых участников сговора числится порядка 80 компаний, включая такие известные бренды, как Mars, McDonald's, Starbucks, Kraft Heinz, Procter & Gamble и Microsoft. Как отметил прокурор Утмайер, согласно картельному соглашению («климатическому пакту»), в черный список попали дешевые упаковочные материалы, которые участники сговора намеревались полностью вывести из оборота к 2030 году. Сюда относятся полистирол, ПВХ-упаковка, одноразовые пластиковые пакеты и пленки, и многослойная гибкая упаковка.

Показательно, что прокурорское расследование было инициировано жалобами со стороны ассоциаций и компаний, чей бизнес напрямую зависит от производства дешевых полимеров. В первую очередь речь идет о региональных заводах, выпускающих одноразовую пластиковую посуду и лотки для продуктов. Сюда же входят локальные компании по производству полимерной пленки. Кроме того, к делу подключилась Ассоциация индустрии пластмасс, имеющая во Флориде серьезное представительство. Представители этой организации утверждают, что эко-активисты используют упомянутые «черные списки» с целью запугать ритейлеров и вынудить их отказаться от продукции небольших химических предприятий Флориды – в пользу дорогих «биоразлагаемых» аналогов пластика, выпускаемых крупными компаниями (как раз ратующими за упомянутый «климатический пакт»).

Естественно, участники «климатического пакта» (вместе с их союзниками из экологических групп) немедленно отреагировали на этот «прокурорский наезд». Их главный тезис сводился к тому, что «климатический пакт» диктуется переходом к экономике замкнутых циклов. Дескать, согласование стандартов переработки упаковки помогает эффективнее инвестировать в технологии, которые не дают пластику попасть в окружающую среду. Материалы, попавшие в черный список, объясняются не заговором, а тем, что для них не создано четких способов переработки. Кроме того, учитывая тот факт, что участие в «климатическом пакте» осуществляется совершенно добровольно, речь идет только о попытках выработать инновационное решение в отношении пластиковых отходов. Никакого стремления к ограничению конкуренции в исходном замысле будто бы не было совершенно.

Эта история пока что не получила завершения. Штат Флорида, конечно, может дать прецедент пресечения на корню подобных экологических инициатив, бьющих по карману потребителей. Но, еще раз повторим, исход процесс пока что неясен. Да и вряд ли крупные корпорации просто так отступят от своего замысла. Их заинтересованность в подобных инициативах совершенно очевидна: благоприятный «зеленый» имидж, контроль над актуальными инновациями, вытеснение мелких конкурентов – вот неполный перечень тех выгод, которые сулит участие в «климатическом пакте». Что касается дополнительных расходов, то они, как мы уже сказали выше, полностью лягут на плечи конечных потребителей.

В то же время нельзя сказать, будто противники данной экологической инициативы не предлагают решений по пластику. Руководство штата Флорида вместе с другими компаниями продвигают тему химической конверсии пластиковых отходов, а также способы термической утилизации. Это достаточно серьезные темы, имеющие под собой солидную научную базу. Данный подход чем-то перекликается с темой утилизации биомассы. И такие подходы к решению проблемы с органическими отходами (а пластик, напомним, относится к органической химии) серьезно изучаются во многих странах, в том числе и в России. Поэтому эту тему, связанную с переработкой пластика, мы осветим в другой раз.

Константин Шабанов

Изображение создано нейросетью

26 мая в Москве, в здании Президиума Российской академии наук, прошла весенняя сессия Общего собрания РАН. Собрание предварено общими собраниями отделений РАН (по областям науки и региональными). На состоявшемся накануне, 12 мая, заседании Президиума РАН его члены обсудили рекомендации по объемам и порядку финансирования фундаментальных и поисковых научных исследований в проекте федерального бюджета на 2027 год и плановый период 2028–2029 годов. Было рекомендовано довести эту долю расходов до 0,4% ВВП к 2030 году. Сейчас этот показатель колеблется в от 0,14 до 0,19%; среднее значение по развитым странам – 0,36%, а у стран-лидеров достигает 0,62%.

Эти рекомендации и были представлены на обсуждение Общего собрания РАН. Впрочем, тут и обсуждать нечего. Вот и президент РАН Геннадий Красников, выступая на Общем собрании, подтвердил: «12 мая этого года Президиум РАН утвердил рекомендации по увеличению бюджетных ассигнований на финансовое обеспечение фундаментальных научных исследований на период 2027–2030 годов. РАН рекомендует довести долю расходов на фундаментальную науку до 0,4% ВВП к 2030 году».

Академик Красников также сообщил собравшимся, что одобрено изменение в Устав РАН: в новую структуру РАН теперь входят 14 тематических отделений, в том числе отделение нанотехнологий и информационных технологий, отделение клинической медицины, а также четыре региональных отделения.

Про нано- и информационные технологии мы уже слышим четверть века. Теперь вот они возведены в ранг академических. Хотя с чипами и собственной отечественной электроникой у нас проблемы. Выскажу сугубо частное мнение: от простого изменения статуса этих технологий мало что изменится «на земле».

Это, кстати, подтверждает и пример с отныне академическим Отделением клинической медицины. И это уже не мое частное мнение. Именно с трибуны Общего собрания РАН 26 мая глава Минздрава РФ Михаил Мурашко заявил, что в области здравоохранения отмечается дефицит прорывных научных идей. «Следование мировым трендам, пусть и самым передовым, позволяет нам двигаться, но не позволит обеспечить технологическое лидерство и превосходство. Технологическое лидерство должно основываться на оригинальных идеях, источники которых – наука и фундаментальные знания, это зона ответственности академии. Однако, к сожалению, в своей области мы сегодня видим дефицит прорывных идей», – приводит слова министра агентство Интерфакс.

Замечу, что сам по себе «рывок», «прорыв»  всегда подразумевает высокую степень непредсказуемости последствий. Скажем, в 1970 году в СССР расходы на науку из госбюджета и других источников составляли 4% от ВНП; в 1980-м – 4,8%, а в 1988 году СССР вкладывал в аналогичный заявленному нынешнему научно-технологический рывок 6% ВНП. Не помогло…

Другие важные темы из выступления президента РАН, которые посчитало необходимым выделить агентство Интерфакс.

Новые учебники по физике, химии и биологии. «Предполагается, что учебники для старших классов по физике, химии и биологии поступят в школы уже в сентябре 2027 года, остальные – в сентябре 2028 года», – сказал Красников. По его словам, подготовленные членами РАН учебники должны пройти экспертизу тематических отделений, а затем они будут рассмотрены на междисциплинарном совете, чтобы обеспечить согласованность между учебниками по разным предметам.

Уникальный солнечный телескоп. «Он не имеет аналогов в мире по широте частотного диапазона в сочетании с высоким пространственным и временным разрешениями. Гелиограф содержит более пятисот антенных постов», – уточнил академик.

Отмечены также такие темы, как разработка методов автономной навигации для роботов, анализ сейсмического потенциала Камчатки.

Что тут скажешь – действительно замечательно!

Но, собственно, и в такой постановке вопросов нет ничего принципиально нового. Еще Карл Маркс и Фридрих Энгельс пророчествовали: «Производство превратится в технологическое применение науки». Вот с этим-то «превращением» (почти в духе Кафки!) в России что-то не заладилось. Может быть, после создания новых отделений РАН мы станем свидетелями прорыва в областях нано- и информационных технологий, в клинической медицине…

Впрочем, надо учитывать, что РАН не имеет собственных исследовательских институтов. Она только осуществляет (должна осуществлять по Уставу) «экспертное научное обеспечение деятельности органов государственной власти и научно-методическое руководство научной и научно-технической деятельностью научных организаций и образовательных организаций высшего образования». Это напоминает ситуацию с головой профессора Доуэля: мозг работает, но рук и ног осуществить задуманное нет.

По образному выражению Сальвадора Дали, «жить – это прежде всего участвовать». Надо признать, что в этом смысле РАН сейчас находится явно в полосе турбулентной.

Так, один из ведущих экономических институтов РАН, Центральный экономико-математический (ЦЭМИ), оказался в центре коррупционного скандала…

Институт философии РАН патриотично настроенные граждане постоянно обвиняют в «нелояльности власти». 22 мая, как сообщает ТАСС, «Тверской суд Москвы отправил под домашний арест старшего научного сотрудника Института философии РАН Светлану Месяц по обвинению в особо крупном мошенничестве»…

Наконец, 5 мая Интерфакс сообщал, что Новосибирский областной суд «признал виновными в государственной измене главного научного сотрудника Института теоретической и прикладной механики СО РАН (ИТПМ, Новосибирск) Валерия Звегинцева и доцента Томского политехнического университета Владислава Галкина. «Назначено наказание в виде лишения свободы в колонии строгого режима на срок 12,5 лет каждому, они признаны виновными по ст. 275 УК РФ (госизмена. – ИФ)» , – сказали в суде». Уголовное дело было возбуждено в связи с публикацией статьи Звегинцева и Галкина в иранском научном журнале на тему газовой динамики. Коллектив ИТПМ в открытом письме в поддержку ученых отмечает, что «материалы Звегинцева и других его коллег неоднократно проверялись экспертной комиссией на предмет наличия в них сведений ограниченного доступа, и такие сведения в них обнаружены не были».

Коллективного мнения участников Общего собрания РАН по этим и некоторым другим эпизодам пока не слышно. 

Фото сайта https://new.ras.ru/

Переувлажнение почвы, скрытое прорастание зерна в элеваторах и незаметные глазу изменения в культурах — эти факторы ежегодно приводят к значительным потерям урожая. Ученый Сибирского государственного университета телекоммуникаций и информатики (СибГУТИ) предлагает решение, которое позволит агрономам и фермерам выявлять проблемы на ранних стадиях без применения дорогостоящего лабораторного оборудования.

В университете разрабатывается компактный фотоприемник — портативное устройство для спектрального анализа, предназначенное для оперативного контроля состояния сельскохозяйственных объектов в поле или на складе.

Принцип действия основан на спектроскопии отражения. Каждый биологический объект имеет уникальный спектральный «отпечаток», зависящий от его состояния. Фотоприемник направляется на лист растения, слой почвы или зерно, фиксирует отраженный свет в заданном диапазоне. После калибровки и обработки сигнала устройство позволяет оценивать состояние объекта: например, делать предположения о влажности почвы, риске анаэробиоза, содержании органических веществ.

Прибор в процентном соотношении определит, сколько «вредных» веществ в зерне или почве. Фотоприемник портативный,  его можно брать с собой и оперативно отслеживать состояние в сельскохозяйственных культурах. Если раньше это была стационарная система с датчиками, то сейчас устройство стало мобильным. Планируется разработка мобильного приложения для удобной работы в полевых условиях. Заказчику не придется использовать компьютер. Достаточно будет телефона.  В перспективе устройство сможет обнаруживать скрытое прорастание зерна по изменению спектральных характеристик.

Изменения влажности почвы, прорастание в большом объеме зерна не всегда можно заметить. Спектральный анализ поможет выявить изменения быстрее и предотвратить анаэробиоз — процесс, при котором из-за переувлажнения корневая система задыхается, растения болеют, а урожайность падает. Контроль температуры и влажности зерна снижает риск самосогревания и прорастания, являющихся главными причинами потерь при хранении. Оценка содержания органических веществ в почве помогает оптимизировать внесение удобрений и повышать плодородие.

«Это станет хорошим подспорьем для фермерского хозяйства, — отмечает Андрей Шабронов, старший преподаватель кафедры технической электроники СибГУТИ, — Фермер сможет оперативно получать все необходимые данные удаленно, не обустраивая специальные помещения и не устанавливая крупногабаритное оборудование».

Совместно с компанией «Агромонтаж» разработчики планируют опробовать устройство на реальных сельскохозяйственных угодьях, доработав программу под специфику местных почв, климата и типов хозяйств. Для аграриев это означает появление доступного инструмента, который поможет снизить потери урожая, контролировать качество продукции и принимать решения на основе точных данных, а не интуиции.

Фото предоставлено пресс-службой СибГУТИ

В последние годы опять участились разговоры о том, что российскую науку надо "оптимизировать". Причем, обычно под этим понимается концентрация на прикладных научных исследованиях. И со стороны государства виден ряд шагов (в том числе, в финансовой политике) в этом направлении. Но все ли так однозначно? Автор материала, опубликованного в Телеграм-канале "Русский research" считает иначе. Предлагаем ознакомиться и с его точкой зрения.

И что оптимизировать?

Разговор о том, как нам обустроить науку, неизбежно приходит к вопросам "а зачем? какова глобальная цель?". Подразумевается, что нужно предложить мега-проекты, ради которых в принципе развивается наука (атомная бомба, полёт на Луну, лазерные лучи из глаз). Или, как минимум, назвать самые перспективные области, в которые надо вкладываться прямо сейчас: искусственный интеллект, нанотехнологии, беспилотники и т. д. Часто подразумевается именно экономическая перспективность: буквально, извлечение прибыли на средних сроках.

Естественно, в такой постановке вопроса всё поставлено с ног на голову. Поэтому напомню несколько очевидных тезисов.

Во-первых, наука не производит вещи и, строго говоря, не производит даже технологии. Наука производит знания, которые, возможно, будут полезными для проектирования вещей и разработки технологий. К сожалению, далеко не все понимают, насколько глубоки обе пропасти: как между исследованием эффекта (материала) и демонстрацией технологии на его основе, так и между демонстрацией технологии и её внедрением в реальное производство.

Чтобы из знаний систематически получались технологии, нужно не только получать знания сразу по широкому фронту исследований, нужна ещё и готовность промышленности эти самые знания впитывать, приспосабливать под себя и использовать. А ещё (сюрприз) большинство полученных знаний ни за чем не пригодятся, кроме как для получения новых знаний, то бишь, для развития науки. Впрочем, об этом сказано уже тысячу раз.

Поэтому любой проект по изготовлению чего-либо не может быть чисто научным проектом, он автоматически является ещё и инженерным (см. атомная бомба). А если проект подразумевает ещё и успешную коммерциализацию, то он становится уже инженерно-экономическим. От учёных тут зависит, мягко говоря, не всё. Это абсолютная банальность, которая, тем не менее, регулярно начисто игнорируется.

Более того, научное исследование само по себе невозможно на что-то нацелить, скорее оно может начаться с какого-то вопроса и, дав на него ответ в первом приближении, породить ещё десять вопросов. Отмерять науку проектами — противоестественно, по своему существу исследование является процессом, а не проектом, в котором можно сказать "мы доделали". Тот же атомный проект стал процессом, породив огромное дерево исследований, живущих своей жизнью.

Что тогда оптимизировать? Универсальный ответ, как минимум, для фундаментальной науки: оптимизировать нужно сам процесс, а не какие-то цели. Оптимизировать — значит делать максимально честным и надёжным.

Обсуждая разные проблемы, учёные и сами интуитивно приходят к вопросам качества: помимо явных конъюнктурщиков, никто не интересуется всерьёз очередными приоритетами "по указу" или "по постановлению". Но все искренне переживают за качество работы журналов (отдельно — отечественных), плагиат в диссертациях, возможность нормального международного общения, здоровый институт экспертизы, доступность приборов и реактивов, и так далее. Или, например, мало кого оставляет равнодушной штамповка однообразных статей, хотя и все всё понимают.

Одним словом, учёные интуитивно беспокоятся за качество процесса, пытаются настраивать внутренний компас и как-то оценивать именно качество. Потому что приоритетом можно назвать что угодно, но сама возможность получать крутые научные результаты ограничивается, в конечном счёте, именно привитым уровнем проведения исследований и доступным инструментарием. Это относится в равной степени и к фундаментальной, и к прикладной науке: если кто-то привык особо не вникать и плевать на мелкое недопонимание, то и ракета у него, скорее всего, не полетит.

А вообще, про прикладные приоритеты могу сказать вот что. Если вы сегодня заметили хайповую тему, а завтра стали вкладывать деньги в её исследование... то поздравляю, вы уже опоздали лет на двадцать. Заниматься этой темой надо было тогда, когда она интересовала лишь сотню-другую специалистов. Точнее, надо было умудриться сделать так, чтобы кто-то из этой сотни был своим.

Разберёмся по статьям?

Непонимание того, зачем же мы тратим деньги на фундаментальную науку, порой настолько глубоко, что некоторые прописные истины хочется произносить снова и снова. Здесь я заранее извинюсь перед теми читателями, которым этого объяснять не нужно.

Сегодня узкая нацеленность на коммерциализацию и экономический эффект создаёт впечатление, что без удовлетворения любопытства учёных за государственный счёт можно прекрасно обойтись. Этого обычно не говорят напрямую, но надписи между строк в данном случае оказываются заметнее самих строк. Более того, понятие "инновация" как-то приклеилось к понятию "наука", чтобы последняя не чувствовала себя такой ненужной. Отсюда происходят многие завиральные обещания прикладных эффектов, имитации стартапов, да и общее размывание сути дела.

Взгляд условного управленца примерно таков. Пусть фундаментальные открытия совершают учёные из богатых стран, которые могут себе позволить диковинные коллайдеры в качестве атрибутов великой державы. Мы же не так богаты и будем спокойно пользоваться этими результатами, читая учебники и статьи, а уже на их основе будем развивать сугубо прикладные технологии, имеющие высокие шансы на внедрение. Деньги сэкономлены, все силы пущены на технологический прорыв. Можно, наконец, спокойно собирать конгресс молодых инноваторов. Но...

Поверить в эту идеальную схему может только тот, кто не пробовал разобраться ни в одной научной статье. Дело в том, что по-настоящему понять содержание публикации в большинстве случаев может лишь самый узкий специалист, буквально занимающийся тем же самым. Не говоря уже о воспроизведении и критическом анализе результатов (сюрприз, масса статей ошибочны). Да, повторю ещё раз, статьи — это не пошаговая инструкция к открытиям, а лишь обрывочные сведения о методах и самых красивых результатах. С умолчаниями в тонких местах в 99% случаев.

Если не делаешь сам аналогичное или хотя бы близкое, шанс разобраться примерно равен нулю. Собственно, на этом можно и закончить. Но есть и другие важные моменты.

Никто на самом деле не знает, что станет прорывным прикладным направлением через 10-20 лет. А если все уже знают, то мы безнадёжно опоздали и будем догонять в третьем десятке. Более того, не владея фундаментальной базой, мы не сможем отличить просто хайповые направления от действительно перспективных. В результате погони за непонятой модой мы будем обречены на вечную скачку приоритетов по нано-, карбоно-, ИИ- и прочему.

И, наконец, самое главное в стратегическом плане. После накопления отставания по фундаментальной науке в 30-40 лет прикладная наука будет просто потеряна. Прежде всего, потому что прикладного специалиста должны готовить по большей части специалисты из фундаментальных областей. Либо в вузе (в идеале), либо при доучивании на работе. Не все понимают это, но даже пятьдесят инженеров не подготовят одного современного инженера: для этого нужны и математики, и физики, и химики. А если мы хотим увидеть на выходе высококлассного инженера, способного на принципиально новые решения, то и готовить его должны высококлассные специалисты в передовой (сегодня, а не вчера) науке.

Всё сказанное настолько очевидно изнутри, что кажется дурной демагогией, однако регулярное возникновение оптимизационных предложений заставляет периодически возвращаться к теме. Тех, кто по-прежнему считает фундаментальную науку роскошью вроде личного самолёта, я приглашаю прочитать наугад пару статей из хорошего научного журнала и оценить свою готовность к инновациям и подъёму народного хозяйства.

Изображение сгенерировано нейросетью

В промышленном производстве есть высокая потребность отслеживать положение, движение и скорость у различных деталей. Например, при конвейерном производстве необходимо, чтобы каждая деталь вставала на свое место в нужное время и в нужном положении. Контроль за этими параметрами помогает уменьшить количество брака, предотвратить поломку оборудования и обеспечить безопасность сотрудников. Сегодня для фиксирования положения, движения и скорости в промышленности используют лазеры и механические датчики. Однако из-за сложных условий производства, например, грязи, вибрации, экстремальных температур или полной герметичности, лазеры «слепнут», а механические датчики быстро приходят в негодность. 

Ученики 10-1 класса СУНЦ НГУ Анастасия Вараксина и Александр Денисов под руководством кандидата физико-математических наук, доцента кафедры физики СУНЦ НГУ и кафедры общей физики Физического факультета НГУ, научного сотрудника Института ядерной физики СО РАН Ивана Иванова предложили новый способ решения этой проблемы.

В качестве высокоточного сенсора ребята решили использовать силовую катушку — это моток медного провода с железным сердечником, который при подаче тока превращается в магнит, толкает или тянет металлические предметы. Силовая катушка находится внутри каждого механизма на производстве.

— Мы хотели научиться «видеть» движение объекта там, где обычные датчики бессильны. Нашей целью было создать математический алгоритм и собрать установку, которая по одним только изменениям тока и напряжения в катушке может в реальном времени восстановить траекторию скрытого внутри нее предмета, — рассказывает Александр Денисов. — В ходе проекта мы научились работать с измерительным оборудованием — осциллографами — и анализировать сложные осциллограммы.

Теоретической основой исследования стал закон электродинамики — Фарадея и Кирхгофа — совместно с законами механики. Юные физики составили уравнение, где мостиком между током и скоростью стал особый коэффициент альфа. Затем они собрали электрическую цепь и с помощью осциллографа (прим. — измерительный прибор, предназначенный для визуального наблюдения, анализа и записи электрических сигналов) определили параметры катушки в разных положениях.

Далее записали сигнал реального движения (удара) сердечника. В результате из общего сигнала ребята математически вычли нагрев и инерцию, оставив только чистую информацию о движении, которую затем превратили в график скорости и траектории.

В ходе исследования ребята доказали, что электрический отклик цепи действительно содержит в себе всю информацию о том, как движется объект. Такой метод позволил вычислить перемещение сердечника с точностью до долей миллиметра. Система работает стабильно при разном напряжении, фиксирует физику процесса, а не случайные помехи.

— Потенциал для развития этого исследования огромный. Эту технологию можно внедрять в  гидроцилиндры, системы активной подвески автомобилей или в приводы роботов для работы под водой и в космосе, где надежность превыше всего, — считает Александр Денисов.

Результаты исследования Анастасия Вараксина и Александр Денисов представили на 64-й Международной научной студенческой конференции в НГУ и были удостоены дипломом 1 степени в подсекции «Турнир юных физиков и общая физика».

Пресс-служба СУНЦ НГУ

Фото - СУНЦ НГУ

В новосибирском Академпарке прошла Третья практическая конференция «Современные геоинформационные технологии 2026», организованная компанией «Дата Ист». Два дня участники обсуждали, как современные ГИС‑платформы помогают управлять городами, природными ресурсами и инфраструктурой, и какие новые решения предлагают разработчики для работы с большими пространственными данными и искусственным интеллектом.

Открывая конференцию, генеральный директор «Дата Ист» Вячеслав Ананьев напомнил, что геоинформационные технологии уже давно вышли за рамки узкого профессионального инструмента. По его словам, задача площадки – показать ключевые тренды и реальные кейсы применения ГИС в самых разных отраслях. «Наша задача – продемонстрировать основные тренды, посмотреть кейсы применения платформенных решений и получить новые вызовы, которые предстоит решать в ближайшее время, – отметил он. – Прежде всего наша конференция – для общения пользователей и специалистов геоинформационных технологий, чтобы они могли пообщаться, задать вопросы и получить ответы».

Компания «Дата Ист», которая в этом году отмечает 25‑летие, выросла из лаборатории Института геологии, геофизики и минералогии СО РАН. Ее руководитель подчеркнул, что за это время компания прошла путь от лабораторной разработки до одного из технологических лидеров рынка. «Нас до сих пор в мире оценивают как компанию с безупречной репутацией, которая за многие годы никогда не допускала срывов контрактов и всегда показывала выдающиеся результаты», – отметил он, говоря о долгосрочном сотрудничестве с международными партнёрами.

Конференция собрала не только разработчиков, но и представителей муниципалитетов, госкорпораций, промышленных предприятий, научных институтов и вузов. Начальник департамента связи и информатизации мэрии Новосибирска Максим Русин напомнил, что город сотрудничает с «Дата Ист» уже 15 лет. За это время на основе ГИС было создано 34 муниципальных сервиса. «Самое показательное – это количество пользователей: сотни тысяч просмотров наших сервисов за месяц, миллионы – за год», – сказал он. За вклад в развитие городских геосервисов компания получила Почётную грамоту Новосибирска, а сотрудники Борис Моисеев, Константин Пешков и Дарья Пирогова – благодарственные письма департамента.

Ключевой технический доклад представил директор по технологическому развитию «Дата Ист» Евгений Моисеев. Он рассказал о том, какие возможности появятся в новой версии отечественной ГИС‑платформы CoGIS и какие отраслевые тренды легли в основу её развития. По его словам, прошлый год стал для платформы «самым большим прорывом за всё время существования».

Одно из важных направлений – поддержка трёхмерных данных. Платформу научили работать с разными типами 3D‑моделей, учитывать рельеф при измерениях, строить сечения и работать с подземной инфраструктурой. «Естественно, мы не забыли про аналитику. Инструменты позволяют измерять с учётом рельефа, строить разные сечения, в том числе по подземным объектам, чтобы работать с инфраструктурой, которая находится под землёй», – отметил Моисеев.

Ещё один блок обновлений связан с обработкой больших объёмов данных дистанционного зондирования Земли. Речь идёт о десятках тысяч растровых изображений, которые нужно хранить, фильтровать и быстро отображать на карте. «Работа с большим объёмом данных дистанционного зондирования – задача, которая стоит давно. Все уже готовы использовать инструменты, которые эффективно работают с такими объёмами», – подчеркнул Моисеев. В новой версии CoGIS реализованы механизмы, позволяющие обращаться к таким массивам как к единому полю, но при этом выводить только те фрагменты, которые нужны конкретному пользователю или сервису.

Существенные изменения коснулись и пользовательского интерфейса. Разработчики встроили в платформу веб‑редактор картографических сервисов, который позволяет решать многие задачи без установки тяжёлых настольных приложений. «Это наш ответ на запрос отказаться от тяжёлых настольных приложений в процессе подготовки карт. В большом количестве задач теперь можно вообще не открывать десктоп, а использовать встроенный редактор для создания картографических сервисов», – пояснил докладчик.

Развивается взаимодействие платформы с пользователями через привычные им каналы, в первую очередь мессенджеры. Команда «Дата Ист» реализовала интеграцию, которая позволяет получать уведомления, отчёты и даже запускать некоторые операции непосредственно из мессенджера.

Ещё один шаг навстречу пользователю – внедрение интеллектуального помощника, который помогает работать с платформой в диалоговом режиме. Пользователь может описать задачу естественным языком – например, «покажи аварии за неделю в таком‑то районе, построй буфер 500 метров» – и система сама соберёт нужные слои, фильтры и операции. «Платформа будет достаточно большая, там тысячи функций, и обучиться ей быстро сложно. Поэтому мы сделали помощника, которому доступна документация по платформе, и в режиме диалога можно задавать вопросы и получать осмысленные ответы», – рассказал Моисеев.

Технологии искусственного интеллекта используются разработчиками не только для того, чтобы облегчить пользователю использование платформы. По словам Моисеева, от заказчиков давно поступают запросы на автоматический анализ больших банков космических и аэрофотоснимков: у всех разные объекты интереса, но задача – одна.

Команда «Дата Ист» разработала модуль компьютерного зрения, который закрывает все три ключевых этапа работы с такими данными: разметку, обучение и применение модели. Сначала пользователь размечает объекты интереса на части снимков, затем на этих примерах обучается модель, и после этого система автоматически ищет похожие объекты на новых данных.

«Мы постарались сделать инструмент, который решает эту задачу универсально. Для этого реализовали все три шага: разметку данных, обучение на пользовательских данных, чтобы модель ИИ была максимально эффективна именно для тех объектов, которые нужны заказчику, и собственно поиск объектов по новым поступающим снимкам», – объяснил Моисеев..

Подобные инструменты особенно востребованы в нефтегазовой отрасли, при экологическом мониторинге, контроле за застройкой и инфраструктурой. Они позволяют автоматически отслеживать изменения на больших территориях, не просматривая вручную каждый снимок.

Помимо технологических новинок, конференция показала, насколько разнообразны сценарии применения ГИС в повседневной жизни и образовании. Президент ИТ‑ассоциации «СибАкадемСофт» Ирина Травина назвала геоинформационные технологии «сквозными»: они применимы и в городском управлении, и в промышленности, и в науке.

Специалисты «Дата Ист» отдельно рассказали о социальных проектах, которые помогают школьникам и студентам познакомиться с современными картографическими инструментами. Компания проводит уроки геоинформатики и семинары, создаёт учебные материалы в формате комиксов. Один из ярких примеров – федеральный проект «Кинолаборатория для школьников: снимаем науку в Антарктиде!», реализованный при поддержке Президентского фонда культурных инициатив и Фонда развития геоинформационных технологий. Двое школьников, участвовавших в экспедиции, предварительно прошли обучение в «Дата Ист» и вместе с наставниками создали карту своих наблюдений в Антарктиде.

На конференции обсуждались и более «земные» примеры: цифровые отчёты путешественников, карты глубин для рыбаков, этнографические атласы краеведов, интерактивные карты геологов и волонтёрские проекты по оцифровке старых кладбищ. Все они строятся на едином принципе: пространственные данные помогают лучше видеть и понимать реальность, а ГИС‑платформы делают эту работу доступной не только профессионалам.

Мероприятие прошло при поддержке Министерства цифрового развития и связи Новосибирской области, Фонда развития геоинформационных технологий, Новосибирского областного инновационного фонда и ассоциации «СибАкадемСофт». Для «Дата Ист» эта конференция стала не только частью юбилейного года, но и важной площадкой, позволяющей проверять свои решения на реальных задачах и держать курс на дальнейшее развитие российских ГИС‑технологий.

Сергей Исаев

Фото предоставлены пресс-службой "Дата Ист"

Чуть более десяти лет назад мы начали писать о феномене так называемой «литиевой революции». Речь шла о массовом выпуске литий-ионных аккумуляторов, которые – как тогда казалось – открывают новую веху научно-технического прогресса. Напомним, что с литий-ионными аккумуляторами связывали эру господства электромобилей. Казалось, что они соответствую всем параметрам, необходимым для того, чтобы успешно конкурировать с автомобилями с ДВС. Энтузиазм был настолько велик, что во многих странах даже приняли программы по полному переходу на электромобили.

Еще одна важная сфера применения литий-ионных аккумуляторов – это «зеленая» энергетика. Считалось, что таким путем можно будет исправить главный изъян ветряков и солнечных электростанций, а именно прерывистый характер их работы. В этой связи ставился вопрос о строительстве гигантских хранилищ электроэнергии.  

Указанные программы работают и поныне. Правда, былой энтузиазм уже угас. Со временем выяснилось, что литий-ионные аккумуляторы еще далеки от совершенства. Кроме того, не везде и не во всех отраслях они могут работать с высокой эффективностью. Например, они чувствительны к низким температурам, и потому становилось непонятно, насколько такие батареи подходят для суровых климатических условий, если их применять в электротранспорте. К тому же они очень долго заряжаются, что способно нервировать владельцев электромобилей. Также отмечались случаи возгорания, что сразу же ставит вопрос о безопасности их массового применения.

Но основная проблема, как всегда, уперлась в цену, которая, в свою очередь, сильно диктуется международной обстановкой. Литий – не такой уже распространенный материал, чтобы быть дешевым (особенно при массовом спросе). Китай, воспользовавшись (как всегда) этой ситуацией, уже сосредоточил в своих руках большую долю переработки лития. Кроме лития, он также производит большую часть графита – неотъемлемого компонента литий-ионных аккумуляторов. Помимо этого, там используются такие материалы, как кобальт и никель. И здесь Китай также добивается доминирования. Для стран коллективного Запада, где уже приняли программы по переходу на электромобили и возобновляемые источники энергии, данное обстоятельство стало серьезным вызовом – не менее серьезным, чем китайская монополия на редкоземельные металлы.

В силу указанных причин ученые разных стран стали искать альтернативу литий-ионным аккумуляторам. Вариантов тут было много, и один из них привлек к себе наибольшее внимание.

Как мы помним, в знаменитом романе Жюля Верна «Двадцать тысяч лье под водой» капитан Немо использовал в своей подводной лодке «Наутилус» натриевые электрические батареи. Причем, натрий он добывал прямо из морской соли с помощью угля. Поразительно, но в этом фантастическом романе великий писатель кое-что предвосхитил применительно к нашему дню. Дело в том, что натрий давно рассматривался в качестве одной из альтернатив литию.

Самое удивительное, что для производства натриевых накопителей энергии подошел такой широко известный материал, как берлинская лазурь (она же – «прусская синь»). Это был первый синтетический пигмент, изготовленный берлинскими мастерами еще в начале XVIII века. Он обладал высочайшей красящей способностью, поэтому стал использоваться в живописи. В дальнейшем он получил еще несколько применений. Например, его использовали в медицине как антидот при отравлении цезием и таллием. Не так давно ученые обнаружили еще одно полезное свойство берлинской лазури: оказалось, что она отлично «хранит» ионы натрия, что позволяет создавать батареи с высокой мощностью и длительным сроком службы.

Отметим, что упомянутый материал дает производителям важные преимущества. Он дешев и доступен, а его свойства прекрасно изучены. Одно из очевидных преимуществ берлинской лазури состоит в том, что она (в отличие от других материалов) позволяет ионам легче перемещаться туда и обратно. Данное свойство делает электроды более долговечными, чем металлические и углеродные электроды литий-ионных батарей. И еще одно важное свойство: натрий-ионный аккумулятор может заряжаться за считанные минуты и точно так же быстро выдавать короткие мощные импульсы энергии. При этом, как утверждают специалисты, у него отсутствует риск возгорания.

Таким образом, литий-ионные аккумуляторы не являются универсальным решением (как еще представлялось десять лет назад). Конечно, у них есть свои очевидные преимущества. В первую очередь – высокая плотность энергии (она заметно выше, чем у натрий-ионных аккумуляторов). Однако использование дорогостоящих металлов (включая никель и кобальт) приводит к тому, что в общей стоимости такой батареи примерно 60% будет приходиться на сырье. Если же учесть перспективы, когда окружающие нас предметы начинают электрифицироваться, нам понадобится более экономичный и более долговечный вариант. Натрий-ионные аккумуляторы как раз соответствуют этим критериям. По крайней мере, так произойдет в процессе налаживания их массового выпуска.

В США массовое производство натрий-ионных аккумуляторов началось с июня 2024 года. Такие же предприятия появились в Швеции, Южной Корее и в Китае. То есть процесс развивается полных ходом. Пока что новые продукт не воспринимают в качестве абсолютной замены литий-ионным аккумуляторам. Последние, ввиду более высокой плотности энергии, считаются более предпочтительным вариантом для использования в электромобилях. Так, если аккумулятор на основе лития позволяет обеспечить запас хода от одной зарядки на 400-600 км, то его конкурент на основе натрия обеспечивает не более 350 км.

По этой причине американские специалисты тесно связывают будущее натрий-ионных аккумуляторов с созданием хранилищ электроэнергии, где размер батареи не имеет принципиального значения, зато принципиально важна экономичность, долговечность и безопасность (еще раз напомним, что натрий-ионные аккумуляторы не подвержены риску возгорания). Кроме того, способность за короткое время выдавать большой импульс энергии делает их весьма привлекательными для обеспечения бесперебойной работы электронных систем (например, Центров обработки информации) в случае неожиданного сбоя в работе электросетей. Благодаря высокой скорости разрядки натриевые батареи могут в течение нескольких минут обеспечить электронным устройствам необходимую мощность, пока не включатся и не синхронизируются резервные электрогенераторы. Как подчеркивают специалисты, из-за погодных аномалий сбои в работе электросетей становятся очень частым явлением, и в этом случае натрий-ионные аккумуляторы становятся важным компонентом решения данной проблемы для ЦОДов и компаний, занимающихся облачными вычислениями.

Интересно, что с тех пор, как американский президент Дональд Трамп ввел пошлины на китайские товары, «натриевая» тема для Америки стала еще более актуальной. Учитывая, что именно Китай осуществляет туда поставки лития и графита, у производителей литий-ионных аккумуляторов начались реальные проблемы. И как раз в этих условиях натрий-ионные аккумуляторы становятся способом обхода этой уязвимой цепочки поставок. Забавно, что таким путем американцы избавляются от «китайской зависимости».

Тем временем в самом Китае времени не теряют и весьма активно продвигаются в «натриевой» теме. Как мы уже сказали, китайские компании также развивают технологии производства батарей на основе натрия. Причем, в этом деле они демонстрируют впечатляющие успехи.

Так, совсем недавно одна китайская компания провела испытания электрических внедорожников, оснащенных как раз натрий-ионными аккумуляторами. Испытания проводились на окраине горнолыжного курорта во Внутренней Монголии. Машины без особых проблем преодолевали обледенелые дороги и заснеженные склоны. Причем, всё это происходило при тридцатиградусном морозе.

Испытание наглядно показало, что натрий-ионные аккумуляторы могут работать гораздо лучше при низких температурах, чем литиевые. Это открывает возможность для расширения продаж электромобилей для регионов с холодным климатом. Возможно, они будут использоваться в «бюджетных» моделях, не рассчитанных на большой запас хода. В любом случае мы уже сейчас можем наблюдать начало массового производства натриевых аккумуляторов и конкурентную борьбу за покупателей со стороны компаний-производителей, которые рассчитывают со временем сделать такой товар более доступным для потребителей. Нынешний 2026 год обещает в этом отношении стать переломным. Поэтому у нас есть основание говорить о начале «натриевой» революции.

Николай Нестеров

Статья написана на основе подборок материалов информационного агентства Bloomberg

Изображение сгенерировано нейросетью

Специалисты Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) реализовали метод гамма-спектрометрии на ускорительном источнике нейтронов VITA – установке для развития бор-нейтронозахватной терапии (БНЗТ) онкологических заболеваний. В основе БНЗТ лежит ядерная реакция бора и нейтрона. Нерадиоактивный изотоп бор-10 доставляется в опухоль и накапливается в ней. После этого опухоль облучают потоком нейтронов, в результате бор «сжигается», а вместе с ним гибнут и опухолевые клетки. Получается, что чем больше бора, тем эффективнее проходит терапия. Именно поэтому специалистам важно достоверно знать поглощенную борную дозу, количество ядерных реакций, произошедших в момент облучения, а также, как быстро бор выводится из организма. Такую информацию может дать метод мгновенной гамма-спектрометрии. Физики ИЯФ СО РАН провели цикл исследований на десяти кошках и собаках с онкологическими заболеваниями и доказали возможность осуществления прямого неинвазивного мониторинга концентрации бора в опухоли во время проведения БНЗТ. Результаты опубликованы в журнале Applied Radiation and Isotopes.

БНЗТ – один из самых перспективных высокотехнологичных методов терапии злокачественных новообразований, обеспечивающий селективное уничтожение клеток опухоли путем накопления в них бора и последующего облучения нейтронами. В результате поглощения нейтрона бором происходит ядерная реакция с большим выделением энергии именно в той клетке, которая содержит бор, что и приводит к ее гибели. Сотрудники ИЯФ СО РАН разработали для БНЗТ ускорительный источник нейтронов VITA. Одну установку на площадке института активно используют для проведения научных исследований, другую – поставили в НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина Минздрава России. Планируется, что в 2027 г. здесь начнутся клинические испытания. При этом физики продолжают работать над усовершенствованием БНЗТ, например, развивая методы дозиметрии.

«В отличие от других методов лучевой терапии, например, гамма-терапии, где используется только гамма-излучение, которое очень давно и легко детектируется, в БНЗТ принято выделять четыре компоненты дозы облучения – борную, азотную, быстрых нейтронов и гамма-излучения, – прокомментировал заведующий сектором ИЯФ СО РАН доктор физико-математических наук Сергей Таскаев. – Все их нужно регистрировать, чтобы понимать, какую дозу получили опухоль и здоровые органы пациента. Это очень сложная задача, пока нерешенная. Основная доза при проведении терапии – это борная доза. Самым простым и достоверным методом определения борной дозы является мгновенная гамма-спектрометрия. Большая часть энергии ядерной реакции бора с нейтроном, а именно 84 %, идет на уничтожение опухоли, а оставшиеся 16 % уносится фотоном с энергией 478 кэВ. Измеряя интенсивность излучения фотонов с этой энергией, можно определить количество ядерных реакций, произошедших в наблюдаемом объеме. Метод хорошо известный, но долгое время нереализованный по той простой причине, что все пытались установить детектор поближе к пациенту. Но детектор, различающий данную линию фотонного излучения на фоне других, не стоек к потоку нейтронов и быстро выходит из строя. Детектор, у которого энергетическое разрешение хуже, но он может работать в таком потоке рассеянных нейтронов, дает информацию, сложную для интерпретации. Наша команда предположила, что работать непосредственно вблизи источника необязательно, можно отнести хороший детектор подальше и защитить его от нейтронов».

Установив гамма-спектрометр на основе полупроводникового детектора, выполненного из особо чистого германия, на расстоянии шести метров от источника излучения в соседнем бункере, просверлив отверстие в стене, разместив рассеиватели нейтронов и защитив детектор кадмием и свинцом, ученые сначала проверили качество сигнала на пробирках с бором, а потом перешли к экспериментам на животных со спонтанными опухолями.

«Все, что накопит в себя бор, будет выжжено ионизирующим излучением, поэтому эффективность БНЗТ заключается не только в том, чтобы удалить опухоль, но и минимально повредить здоровые клетки, – добавил старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Дмитрий Касатов. – Поэтому мы так аккуратно разбираемся в дозиметрии, а гамма-спектрометрия нам в этом очень помогает. Метод позволяет достоверно в режиме реального времени понимать, как, сколько и где накапливается бора, а потом, как быстро он выводится. Обычно БНЗТ длится около часа и, естественно, за это время бор выводится из организма. В зависимости от концентрации бора в конкретный промежуток времени мы можем сокращать время облучения, или, если требуется, повышать борную дозу».

Исследования с гамма-спектрометром проведены на десяти домашних питомцах – кошках и собаках. Помимо того, что специалистам удалось впервые реализовать этот метод и показать его эффективность, также они продемонстрировали, что бор по-разному накапливается у разных животных.

«У разных животных бор накапливался и выводился по-разному, это зависело и от вида опухоли, и от ее объема, и еще от чего-то, чего мы пока не понимаем, – пояснил Сергей Таскаев. – Помимо информации, которую мы получали с детектора, мы брали у животных анализ крови до и после облучения. Это обычная практика для БНЗТ. Когда планируют терапию, то количество бора в опухоли рассчитывают исходя из результатов анализов на наличие бора в крови. Например, в японских системах планирования предполагается, что концентрация бора в опухоли в 3 раза больше, чем в крови. Мы видели, что результаты гамма-спектрометрии и анализа крови могут сильно отличаться, поэтому мы планируем продолжить исследования, но уже сейчас ясно, что необходимо оснащать источники нейтронов оборудованием для реализации метода мгновенной гамма-спектрометрии и использовать этот метод визуализации бора при проведении терапии».

Пресс-служба Института ядерной физики СО РАН

Фото предоставлено Д. Касатовым, иллюстрация Е. Койновой