CC BY
30
РАДИОЛОГИЧЕСКАЯ НАУКА И ПОДГОТОВКА СПЕЦИАЛИСТОВ РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ
С.П. Торшин, А.Д. Фокин, А.А. Лурье
После второй мировой войны человечество перешло в новую эру военного и мирного использования ядерной энергии, что обещало невиданный прогресс развития цивилизации. Однако ядерные взрывы, как и внештатные ситуации на предприятиях ядерного топливного цикла, создали реальную угрозу радиоактивного загрязнения биосферы и среды обитания человека в масштабах, существенно превышающих обычные уровни радиационной нагрузки от естественных источников. В сфере агропромышленного комплекса возникли задачи, связанные с необходимостью контроля уровня загрязнения продукции и почвы радиоактивными изотопами и изучения путей снижения поступления осколочных радионуклидов в системе почва - растения
- продукты питания.
Перечисленные задачи призвана была решить новая наука - сельскохозяйственная радиология, в рамках которой сочетался бы целый комплекс теоретических и прикладных дисциплин: ядерная физика, радиохимия, радиобиология, радиоэкология, дозиметрия и радиометрия. Возглавить новое научное направление в Тимирязевской академии суждено было выдающемуся ученому, ученику Д.Н. Прянишникова, признанному авторитету в различных областях науки В.М. Клечковскому. В 1947 г. ему поручается организация Биофизической лаборатории (БФЛ) - первой в Советском Союзе, в задачу которой входило систематическое исследование поведения осколочных продуктов деления в системе «почва-растение», а также поиск эффективных приемов, направленных на снижение уровня радионуклидного загрязнения сельскохозяйственной продукции. В 19501960-е гг. коллективом лаборатории были выполнены широкие исследования на радиационно-загрязненной территории Восточно-Уральского радиоактивного следа. Впоследствии БФЛ переросла в крупный научный центр
- Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии (ВНИИСХРАЭ) Российской академии сельскохозяйственных наук в г. Обнинске, где до сих пор трудятся прямые ученики В.М. Клечковского - Н.А. Корнеев, Р.М. Алексахин и другие.
БФЛ была создана как научное подразделение, но при высшем учебном заведении. Это представляется не случайным, так как наряду с необходимостью изучения поведения продуктов деления тяжелых ядер в компонентах агроэкосистем, в те годы остро стояла потребность страны в квалифицированных специалистах радиоэкологического профиля, в том числе и в аграрном секторе. В связи с этим параллельно работе БФЛ в Тимирязевской академии, в шестом учебном корпусе («химичке») под руководством профессора В.В. Рачинского и при участии доцента кафедры неорганической химии Ф.П. Платонова и сотрудников БФЛ С.П. Целищева и А.О. Фурмана была организована учебная радиоизотопная лаборатория (РИЛ), а позднее и соответствующая кафедра.
В приказе по Московской ордена Ленина сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева № 25 от 15 января 1957 г., подписанном ректором Г.М. Лозой, четко прописаны задачи вновь открываемой лаборатории: «Для проведения теоретического обучения, практических занятий и научно-исследовательских работ по радиохимии и применению изотопов и излучений в сельскохозяйственных исследованиях со стажерами, аспирантами и студентами - организовать в 1957 г. в составе академии при кафедре неорганической химии учебную изотопную лабораторию».
Следует отметить, что исследования с применением радиоактивных изотопов проводились В.В. Рачинским и его сотрудниками задолго до официального открытия лаборатории, примерно с 1946 г.
В 1960 г. на базе РИЛ впервые в системе сельскохозяйственных вузов страны была образована кафедра прикладной атомной физики и радиохимии - ныне кафедра радиологии. Профессор В.В. Рачинский руководил кафедрой со времени ее образования до 1991 г.
Буквально со дня основания и до начала девяностых годов на кафедре действовали углубленные 2-3-месячные курсы по подготовке специалистов по использованию атомной техники в сельском хозяйстве, через которые прошли сотни молодых слушателей из различных регионов страны и из-за рубежа (Румынии, Венгрии, Монголии, Китая, Индии и др.). Вскоре на кафедре стали проводить занятия и со студентами академии сначала агрохимического, а затем и других факультетов. В настоящее время большинство студентов РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева в том или ином объеме изучают курс радиологии и радиоэкологии.
Кафедра имеет необходимое техническое оснащение современной радиометрической, спектрометрической и дозиметрической аппаратурой, используемой как в учебном процессе, так и в научной работе, обеспечена необходимыми средствами противорадиационной защиты. Профессорско-преподавательский состав кафедры продуктивно работает над подготовкой учебно-методических пособий для студентов: выпущен учебник «Сельскохозяйственная радиология», рекомендованный Минвузом в качестве основного для студентов высших сельскохозяйственных учебных заведений, несколько практикумов по радиологии и радиоэкологии, постоянно обновляются вспомогательные учебные и демонстрационные материалы и т. п.
В 2005 г. в учебную программу подготовки студентов факультета почвоведения, агрохимии и экологии включена полевая радиоэкологическая практика в составе комплексной почвенно-геоботанической практики. Ее проводят на загрязненной территории Рязанской и Тульской областей, где студенты, используя современную аппаратуру, исследуют радиационную обстановку на местности, определяют уровни загрязнения радиоцезием почв и растений с привязкой точек изме-
рения и отбора образцов приборами спутникового позиционирования GPS.
Коллектив кафедры радиологии поддерживает тесные контакты с университетами (Хоэнхайм, Берлин, Байрот (Германия) и Уппсала (Швеция)) по сотрудничеству в области образования и научных исследований. В результате обмена опытом совершенствуются учебные программы курса радиологии, в лекционный материал включается освещение новейших зарубежных достижений атомной науки и техники.
Учебный процесс кафедры неразрывно связан с научными исследованиями, к которым активно привлекаются студенты. В исследовательских работах традиционно широко используют методы меченых атомов, экологического моделирования. В круг современных интересов кафедры входят многие вопросы химии почв, минерального питания растений, экологии загрязнений радионуклидами и другими токсикантами - тяжелыми металлами, пестицидами и т. п.
На базе кафедры и лаборатории проводятся уникальные исследования с применением радиоактивных изотопов и излучений. Особенно плодотворным оказалось сотрудничество с кафедрами агрохимии, почвоведения, физиологии растений, биотехнологии и ряда других.
В научном мире получили признание созданная В. В. Рачинским школа радиохроматографии, сочетающая классические приемы хроматографии с использованием изотопно-индикаторного метода; исследования процессов трансформации и миграции веществ в почвах; корневого питания и доступности растениям биофильных элементов и чужеродных веществ (поллютантов); биогеохимических циклов углерода, азота, фосфора; кинетики и механизмов детоксикации чужеродных соединений (пестицидов и др.); обмена веществ между привоем и подвоем у привитых плодовых деревьев; гормонального состояния сельскохозяйственных животных, а также разработка производства кормовых белков для животноводства, и ряда других современных технологий.
Среди ученых, проводивших эти исследования совместно с сотрудниками кафедры и радиоизотопной лаборатории, следует назвать имена И.И. Гунара, А.Е. Петрова-Спиридонова (кафедра физиологии растений), И. С. Кауричева, А.И. Карпухина (кафедра почвоведения), П.М. Смирнова, В.В. Кидина (кафедра агрономической и биологической химии), Н.А. Эпштейна (кафедра молочного и мясного скотоводства).
В настоящее время на кафедре изучают механизмы и особенности пространственного распределения радионуклидов в почве и формирования первичных и последующих градиентов концентраций 137Cs и 90Sr на структурном (агрегатном и микроагрегатном) уровнях, вертикальной миграции этих токсикантов. Впервые применен метод радиоавтографии при изучении распределения загрязнений по структурным составляющим почвы. В этих исследованиях получено прямое и косвенное экспериментальное подтверждение первичной локализации 137Cs на поверхности почвенных агрегатов. Выполнена приближенная оценка толщины поверхностного сорбирующего слоя. Методом радиоавтографии получена общая картина распределения 137Cs на агрегатном уровне для структурированных почв.
Другое направление - исследование последствий ядерных событий после аварий и взрывов на атомных электростанциях и на объектах промышленного назначения на севере Пермской области и Южном Урале.
Начиная с 1970-х годов XX века, значительное внимание в исследованиях кафедры стали уделять проблемам радиоэкологии - изучению закономерностей поведения нуклидов техногенного происхождения, а также накопления их в почвах, растениях и других объектах радиационного контроля. Важность значения этих вопросов стала очевидной после Чернобыльской катастрофы в 1986 г. Радионуклиды, попавшие в биосферу в результате этой беспрецедентной аварии, представляли и продолжают представлять серьезную экологическую угрозу. Это, прежде всего, 137Сб, 908г и, весьма ограниченно, 239Ри и 241Лш. Общая площадь загрязненных территорий составляет около 6 млн. га и охватывает более 19 областей России. Значительную часть этой территории занимают земли сельскохозяйственного назначения.
На основании большого аналитического материала, полученного при содействии местных жителей и краеведов, выявляются масштабы загрязнения региона и прогнозируются изменения радиологической ситуации на последующие годы. К радиомониторингу активно привлекаются студенты. По просьбе преподавателей они привозят для проверки на активность образцы почв, растений, вод, других природных объектов из мест проживания или пребывания. В результате кафедральный банк данных о загрязненных территориях солидно пополнился.
Значительное место в научных исследованиях кафедры занимают работы по радиобиологии. Под воздействием ионизирующих излучений проводилась большая работа по созданию технологии получения «безглазко-вых» клубней картофеля с целью резкого сокращения потерь при хранении. Совместно с другими кафедрами и учреждениями организованы изыскания по радиационной генетике, результатом которых стало выведение нескольких новых сортов сельскохозяйственных культур, в частности сои. Следует отметить многолетнее активное участие кафедры в федеральной целевой программе «Интеграция», призванной внедрять достижения науки в образование.
Дальнейшее совершенствование радиологического образования и научных исследований на кафедре радиологии обусловлено требованиями как науки, так и практики. Масштабы радионуклидного загрязнения территории нашей страны остаются значительными, радиоэкологическая ситуация ближайшие несколько десятков лет останется напряженной, и специалисты агропромышленного комплекса со знаниями радиологии должны быть востребованы.
Усилия ученых-радиологов должны быть направлены на выявление наиболее актуальных проблем радиоэкологии, разработку мероприятий по снижению опасности последствий Чернобыльской и других аварий (реабилитация загрязненных почв, перепрофилирование хозяйственной деятельности и пр.) и освещение вопросов радиологии в учебном процессе.
