Ежегодно в мире перерабатывают тонны отработанного ядерного топлива — это опасные отходы, которые нужно где-то хранить столетиями. Но в них есть редкие радиоактивные изотопы, способные убивать раковые клетки. Британия и США запускают проекты по извлечению свинца-212 и актиния-225 из отходов АЭС, чтобы лечить пациентов, у которых нет других вариантов.
Запрос на эти «радиоактивные лекарства» растет экспоненциально. Новое поколение радиотерапевтических средств — таргетная альфа-терапия — позволяет доставлять смертоносное излучение прямо в опухоль, почти не затрагивая здоровые ткани, но для этого нужны специфические изотопы: свинец-212, актиний-225, радий-224 и другие. Их крайне мало, и добывать их из отходов АЭС — едва ли не единственный экономически оправданный путь.
Ценная примесь в горах урана
Отработанное ядерное топливо (ОЯТ) — это сложная смесь из сотен изотопов, накопленных за годы работы реактора. Среди них есть и редкие альфа-излучатели.
| Изотоп | Период полураспада | Применение | Проблема |
| Свинец-212 (²¹²Pb) | 10,6 часа | Таргетная альфа-терапия | Очень быстро распадается, нужна «доставка за час» |
| Актиний-225 (²²⁵Ac) | 10 дней | Альфа-терапия (особенно рака простаты) | Добывается в микрограммах, стоит сотни тысяч долларов |
| Радий-224 (²²⁴Ra) | 3,6 дня | Костные метастазы | Сложность выделения |
| Торий-227 (²²⁷Th) | 18,7 дня | Альфа-терапия | Дефицит сырья |
Проблема усугубляется тем, что большинство этих изотопов имеют короткий период полураспада — их нельзя накопить впрок. Производство должно быть непрерывным и находиться рядом с больницами.
Британский проект
Великобритания стала первой страной, которая запустила масштабную программу по извлечению медицинских изотопов из переработанного урана.
- Кто участвует: UK National Nuclear Laboratory (UKNNL), Medicines Discovery Catapult, фармкомпания Bicycle Therapeutics.
- Финансирование: £18,8 млн ($24,7 млн) от правительства и индустрии.
Из 400 тонн переработанного урана, предоставленных Управлением по выводу из эксплуатации ядерного наследия (NDA), будут выделять свинец-212. UKNNL разработала химический процесс, который позволяет извлекать этот изотоп из отходов — это сопоставимо с извлечением капли воды из бассейна. Bicycle Therapeutics использует генераторную технологию от Spectrum RX для производства свинца-212 на месте.
Проект США
Американская компания Oklo через свое подразделение Atomic Alchemy получила лицензию Комиссии по ядерному регулированию (NRC) на работу с изотопным сырьем.
Она будет перерабатывать отработанные источники радия-226 (которые сейчас хранятся как отходы) и использовать их для производства альфа-излучателей для медицины. Компания строит «изотопный завод» с четырьмя исследовательскими реакторами VIPR мощностью 15 МВт каждый. Это позволит наладить промышленное производство дефицитных изотопов.
Когда из отходов делают лекарство — это безопасно?
Переработка ОЯТ — сложный и дорогой процесс, но альтернатива — вечное хранение отходов — тоже стоит миллиарды и несет экологические риски. Извлечение ценных изотопов позволяет «убить двух зайцев»: уменьшить объем самых опасных отходов и получить сырье для лекарств.
Ключевое преимущество: изотопы, которые нужны для альфа-терапии, распадаются достаточно быстро. Это значит, что их использование не создает долгоживущих радиоактивных отходов в организме пациента. После лечения они выводятся или безопасно распадаются.
Проблемы, которые еще предстоит решить
- Дефицит мощностей. Старые исследовательские реакторы, которые производили изотопы, закрываются, а новые строятся медленно.
- Химическая сложность. Выделить микрограммы свинца-212 из тонн отработанного урана — задача на грани технологического чуда.
- Транспортировка. Изотопы с коротким периодом полураспада нужно доставлять в больницы за считанные часы. Это меняет всю логистику ядерной медицины.
Если проекты окажутся успешными, отходы перестанут быть балластом, станут ресурсом и, возможно, спасут миллионы жизней. Парадокс атомной эпохи: то, от чего мы хотели избавиться, может стать нашим лекарством.