Видеть насквозь: как томские бетатроны помогают в борьбе с терроризмом

ТОМСК, 1 авг – РИА Томск. "Просветить" за считаные секунды грузовик и точно определить спрятанное в багаже запрещенное вещество – это по силам томским бетатронам.

Досмотровые комплексы, в которых источником излучения служат бетатроны Томского политехнического университета (ТПУ), сегодня можно встретить на транспортных узлах России, Великобритании, Америки, Китая, Германии и других стран. Оборудование позволяет видеть объекты, как говорится, насквозь, и тем самым помогает в борьбе с террористической угрозой.

О прошлом и настоящем томского центра бетатроностроения, разочарованиях и успехах рассказали РИА Томск директор Института неразрушающего контроля ТПУ Валерий Бориков и руководитель лаборатории разработки бетатронов Валерий Касьянов.

Внутривидение

Если говорить простым языком, то бетатроны – это "сердце" приборов, которые используются для исследования внутренней структуры объектов. С помощью такой установки можно, например, рассмотреть изнутри автомобильный двигатель, увидеть, есть ли в нем дефекты. Специалисты называют это "неразрушающим контролем".

Как указано в различных технических справочниках, бетатрон – это циклический ускоритель электронов. В нем "электроны ускоряются по круговой орбите до их отклонения на мишень для создания высокоэнергетического рентгеновского излучения". Первый работающий бетатрон был создан в 1940-1941 годах.

"В 1940-1950-е годы бетатроны переживали настоящий бум. Казалось, что ими можно решить все насущные задачи интроскопии и лучевой медицины. В Томске становление бетатронов связано с именем ректора Александра Воробьева (ректор Томского политехнического института с 1944 по 1970 годы)", – вспоминает Касьянов.

Работы проводились сначала на физико-техническом факультете, потом в Институте интроскопии ТПУ. В 2010 году он получил новое название – Институт неразрушающего контроля.

"Интроскопия – это взгляд внутрь, внутривидение, а неразрушающий контроль – это "посмотреть объект, не разрушая его". По сути, это одно и то же", – говорит Бориков.

Конкуренты

По словам томских экспертов, бетатроны развивались все эти годы. Работы не прекращались даже тогда, когда во всем мире были востребованы ускорители другого типа – линейные. Касьянов поясняет, что зачастую "линейники" мощнее, а чем сильнее используемая энергия, тем четче получаемое изображение объекта. При этом линейные ускорители все же не подходят для повсеместного применения.

По словам Борикова, линейные ускорители в настоящее время очень дорогие, особенно иностранного производства. В них используется сложная и требующая высокой культуры производства техника сверхвысоких частот.

Антитеррор

Касьянов также считает, что бетатроны в настоящее время переживают второе рождение.

"Связано это с тем, что произошло смещение области применения. Если раньше их использовали в основном для неразрушающего контроля изделий, то сейчас это антитеррор. Известные события в Америке (теракты) дали толчок развитию систем досмотра человека, транспорта, багажа. В этой области бетатроны заняли прочную нишу", – рассказывает Касьянов.

"Там не требуются большие мощности, как в "линейниках". Нельзя жечь людей излучением, оно должно быть маленьким, но энергия его – высокой. Это и есть достоинство бетатронов – в их малых габаритах можно сделать высокую энергию, картинка будет хорошей", – продолжает ученый.

Первый большой заказ для этих целей томичи получили из Германии. С 2000 года ТПУ поставил бетатроны для досмотровых комплексов компании Smith Heimann GmbH– около 100 штук. Компания выпускает среди прочего рентгеновские системы контроля для проверки багажа, товаров, контейнеров и грузовиков.

"Эти бетатроны и сейчас используются для просмотра транспорта. С той поры закрутилось, пошел поток заказчиков. Сейчас институт имеет хороший пакет заказов, можно сказать, что мы даже перегружены работой", – делится Касьянов.

По его словам, основные потребители томских бетатронов – Великобритания, Индия, Германия, Китай. Многие компании производят на основе бетатронов новейшие досмотровые комплексы, которые поставляют по всему миру.

"Российский рынок отстает. Наши основные потребители – российские федеральные ядерные центры Сарова и Снежинска. Им бетатроны нужны для дефектоскопии. Мы взаимодействуем с московскими компаниями, работаем с воинскими частями и так далее", – комментирует директор Института неразрушающего контроля.

В целом, из всего объема собранных в ТПУ бетатронов для дефектоскопических установок идет примерно 15% продукции.

"Диагноз" по картинке

Томский политех совместно с Московским институтом радиоэлектроники и автоматики создал первый отечественный досмотровый комплекс для большегрузных автомобилей. "Он применялся на сочинской Олимпиаде. Конечные изготовители комплекса – москвичи. Но его "сердце" – томское", – рассказал Бориков.

В настоящее время две крупные установки с томскими бетатронами задействованы на строительстве Крымского моста для досмотра грузовиков со строительными материалами.

"Как правило, мы изготавливаем именно "сердце" – бетатрон. Но можем поставлять, конечно, и всю установку целиком. Однако для партнеров это нерентабельно. Гораздо выгоднее изготавливать конечный комплекс на месте", – продолжает он.

Кроме бетатронов ТПУ поставляет также специализированное программное обеспечение.

"Оно позволяет с помощью наших уникальных алгоритмов обнаруживать не только недозволенное включение (в багаж) – как оружие, например, но и определять вещество. То есть по получаемой картинке можно определить атомное число этого вещества, а дальше сказать, что это – вода, взрывчатка, бензин и так далее", – комментирует директор Института неразрушающего контроля.

Пять видов "сердца"

"Мы различаем пять видов бетатронов для своих заказчиков. Первый – для проведения физических экспериментов. Это как раз бетатроны для Снежинска и Сарова. Второй – для дефектоскопических машин. Особый спрос у Индии: у них ведется активное строительство, и необходимо проверять опоры мостов, железные конструкции, также они используются для контроля литья", – рассказывает Бориков.

Третий вид – бетатроны для инспекционно-досмотрового комплекса. Четвертый – для томографических систем.

"Все знают, что такое томография. Люди делают ее, когда болеют. Машины и изделия тоже "болеют". Чтобы посмотреть, в чем проблема, нужен промышленный томограф. С его помощью можно просмотреть двигатель автомобиля, ракету в сборе. Все что угодно", – поясняет ученый.

Пятый тип бетатронов позволяет лечить онкологические заболевания.

"В НИИ онкологии в Томске работает установка для интраоперационного облучения. В свое время мы делали установки для английского госпиталя, для челябинского онкодиспансера", – вспоминает Касьянов.

"Рак всегда бы лечился оперативным путем, если бы можно было просто вырезать опухоль и не оставить ни одной раковой клетки. Но сколько вырезать? Не дорежешь – снова рак, перережешь – человеку тяжело. А тут есть интраоперационное облучение: идет операция, убирается опухоль, в ее ложе "накатывается" заведомо большая доза излучения, раковые клетки убиваются", – поясняет ученый.

Малютки и гиганты

"Наши бетатроны успешны. И дешевле аналогов. "Линейник" стоит под два миллиона евро. Бетатрон для комплексов для сочинской Олимпиады обошелся, например, в 140 тысяч долларов. У нас есть заказы, мы загружены работой", – рассказывает Бориков.

Он добавляет, что многие компании предпочитают производить досмотровые комплексы на основе томских бетатронов именно потому, что такая техника проста в обслуживании и потребляет минимум энергии. Например, миниатюрный передвижной досмотровый комплекс с бетатроном "съедает" энергии, как два электрических чайника – около четырех киловатт.

"Самая маленькая установка с бетатроном – комплекс на 2,5 мегаэлектронвольт (МэВ). По сравнению с другими установками, эта – малютка. Ее используют для исследования стыков труб в нефтехимической отрасли, на атомном реакторе. Самый большой наш бетатрон – на 10 МэВ, весит 170 килограммов. Большую партию англичане купили, Россия берет. Сейчас делаем две подобных установки для Китая", – продолжает он.

"Все считают, что мы сидим и клепаем бетатрон, который создали 50 лет назад. Это неправда. Бетатрон – уникальная машина, которая развивается, как ребенок. Будущее покажет, как этот "ребенок" может еще помочь людям", – резюмирует ученый.