Geum.ru

Федеральное агентство по атомной энергии фгуп «цнииатоминформ» центр «атом-инновация» материалы инновационного форума росатома июнь, 2007 год москва партнеры форума

Вид материалаДокументы

Содержание


Коммерциализация контейнерных систем заправки и транспортировки сжатого природного газа
МЕДИЦИНА Протонная терапия и терапия тяжелыми ионами – перспективное направление лучевой терапии
Подобный материал:
1   ...   19   20   21   22   23   24   25   26   ...   60

Коммерциализация контейнерных систем заправки и транспортировки сжатого природного газа


Сироткина А.Г., проректор по научной работе СарФТИ

Известно, что автомобильный транспорт является самым большим потребителем нефтепродуктов метан (природный газ) и водород в настоящее время являются лучшей альтернативой бензину.

В мировой практике к настоящему времени достигнут существенный прогресс в области использования природного газа и водорода в качестве моторного топлива.

Число автомобилей, переоборудованных на природный газ, уже в 2002 году составляло (тыс. единиц): в Италии – 290; в Аргентине – 345; в Новой Зеландии – 50; в США – 40; в Канаде – 38; в России – 75.

Для создания системы автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС) требуется близость магистрального газопровода. В радиусе менее 200 км эту задачу способны эффективно решить передвижные газовые автозаправщики (ПАГЗы). На более удаленные расстояния применяется железнодорожный и морской транспорт. Эффективность последних повышается, если они работают на том же природном газе или водороде.

Известны два вида состояния природного газа, при которых осуществляется его транспортировка и хранение - это сжатый природный газ и охлажденный до сжиженного состояния. Последний требует специальных криогенных емкостей способных удерживать низкую температуру.

Для перевозки и хранения сжатого природного газа в настоящее время используются четыре типа цилиндрических баллонов высокого давления (по ISO11439): цельнометаллические; металлопластиковые с армирующей оболочкой по цилиндрической части; металлопластиковые с армирующей оболочкой по всей поверхности; полностью композитные. Основными характеристиками таких баллонов является удельная масса и удельная цена.

Необходимы финансовые ресурсы для промышленного освоения технологии производства следующей конкурентоспособной продукции, предназначенной для последующей коммерциализации:

1. Баллоны сферической формы полностью композитные с удельными технико-экономическими характеристиками, превышающими имеющиеся на мировом рынке; 2. Контейнерные системы хранения и транспортировки сжатого природного газа на базе композитных баллонов сферической формы.

В настоящее время эффективным считается бескомпрессорный способ опорожнения сосудов со сжатым природным газом. Этот способ позволяет обеспечить до 60% опорожнения емкостей транспортирующих газ. В предлагаемых контейнерных системах хранения и транспортировки сжатого природного газа применяется технология опорожнения сосудов методом вытеснения специальной жидкостью. Эта технология принадлежит нашим партнерам из США компании NEOgas. При таком способе эффект опорожнения емкостей достигает 98%.

Контейнерные системы хранения и транспортировки сжатого природного газа состоят из контейнера, внутри которого расположены композитные баллоны сферической формы соединенные определенным образом, и блока управления. Габаритные размеры контейнеров соответствуют стандартным 40 и 20 футовым контейнерам, поэтому предлагаемые системы способны автономно выполнять функцию хранилищ природного газа и водорода, автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС), морских, железнодорожных и автомобильных перевозчиков газа. Кроме того, контейнерные системы хранения и транспортировки сжатого природного газа являются альтернативой трубопроводному транспорту, поскольку способны эффективно решить проблему доставки природного газа и водорода потребителям для заправки автомобилей, отопления поселков, небольших городов и др.

МЕДИЦИНА

Протонная терапия и терапия тяжелыми ионами – перспективное направление лучевой терапии


Воронцов И.А., Клёнов Г.И., Хорошков В.С., ИТЭФ

Протонная лучевая терапия (ПЛТ) – естественный этап развития и повышения эффективности лучевого лечения. Более ста лет развитие лучевой терапии осуществлялось по двум основным стратегическим направлениям.

Первое направление сводится к максимально возможному снижению лучевой нагрузки на здоровые ткани, органы и структуры – уменьшению облучаемых объемов здоровых тканей. Протонные пучки на сегодня являются лучшим средством снижения лучевой нагрузки на здоровые ткани. Сравнение двух дозно-анатомических планов облучения одной и той же мишени – плана гамма-облучения и плана протонного облучения – показывает, что в последнем случае лучевая нагрузка на здоровые ткани оказывается примерно в два раза меньше. Полученный выигрыш используется в протонной лучевой терапии для выполнения трех задач:
  • Разумное (на 20-30%) повышение дозы в мишени и соответствующее (до полутора раз) увеличение вероятности ликвидации или стабилизации роста опухоли.
  • Уменьшение числа входных портов (направлений) облучения.
  • Уменьшение числа фракций в курсе.

Всё это позволяет уменьшить время облучения за фракцию, длительность курса и время госпитализации больных и, соответственно, улучшает экономические показатели протонной лучевой терапии.

Кроме того, ПЛТ в силу особенностей прохождения протонов через вещество дает возможность создать на дистальной (задней) и боковых границах мишени высочайшие краевые градиенты дозы, что открывает еще две абсолютно новые уникальные возможности в лучевом лечении:
  • Облучение малых и сверхмалых мишеней;
  • Облучение мишеней, расположенных практически вплотную к критическим (боящимся лучевого воздействия) органам и структурам.

Отметим, что сегодня в клинических центрах ПЛТ технически и методически обеспечено облучение ЗН любых размеров и локализаций. Это отнюдь не говорит о том, что средства конвенциональной лучевой терапии должны быть вытеснены протонной терапией. Более того, центр ПЛТ может работать лишь в тесном взаимодействии с радиологическим отделением, хорошо оснащенном средствами конвенциональной лучевой терапии, а ПЛТ должна использоваться лишь там, где ее эффективность несомненна.

Опираясь на минимальные оценки, легко показать, что в России в протонной терапии ежегодно нуждаются более 60 тысяч больных.

Второе стратегическое направление развития лучевой терапии сводится к увеличению дифференцированности откликов на одну и ту же поглощенную дозу злокачественных и здоровых тканей. Это особенно важно для получения (или улучшения) возможностей лучевого лечения радиорезистентных опухолей. Для реализации этого стратегического направления и снижения радиорезистентности ЗН используются различные модифицирующие факторы (искусственная оксигенация ЗН, гипоксия здоровых тканей и т.п.).

Общепризнанна и уже показана перспективность лучевого лечения радиорезистентных опухолей пучками нейтронов (нейтронная и нейтронозахватная терапия) и пучками ионов тяжелее протонов. Наибольшее распространение получило использование ионов углерода. Они обладают по сравнению с более легкими ионами уже достаточно высокой биологической эффективностью для преодоления радиорезистентности.

Сочетание таких качеств, как высокая биологическая эффективность и возможность создавать резко очерченные, высокоградиентные дозные поля позволяют применять пучки ионов углерода для эффективного лечения радиорезистентных опухолей.

Все изложенное выше определило наблюдаемый сегодня во всем мире высокий темп сооружения центров протонной терапии. С 1954 г. вплоть до 1990 г. все клинические исследования велись в экспериментальных центрах, базирующихся на физических (не медицинских) исследовательских ускорителях. В 1990 г. после получения успешных результатов лечения был сооружен базирующийся на специальном медицинском ускорителе первый в мире клинический центр протонной терапии в крупном госпитале в г. Лома-Линда, США. Именно с этого момента наблюдается стремительный рост числа центров протонной терапии. Если в 2005 году в мире функционировал 31 центр, то в 2015 году их число по официальным данным достигнет 55.

Следует отметить, что сегодня активно работают, аккумулируя результаты радиобиологических, предклинических и клинических исследований, также три центра углеродной терапии и четыре центра сооружаются. Сегодня во всех клинических центрах ПЛТ достоверно подтверждено значительное улучшение результатов лечения онкологических больных по таким критериям, как повышение уровня локального контроля (ликвидация или стабилизация) первичного очага после проведения однократного курса лечения, снижение уровня и тяжести постлучевых реакций и осложнений, увеличение уровня безрецидивной 5-ти летней выживаемости больных, улучшения качества жизни. Социальный эффект от такого лечения несомненен и не требует специальных объяснений.

Россия оказалась третьей страной в мире (после США и Швеции), где с 1967 года введены в строй и активно функционируют три экспериментальных центра протонной терапии (ПЛТ) в Дубне, Москве и Санкт-Петербурге. К моменту запуска в 1990 г. первого в мире клинического центра ПЛТ (г. Лома-Линда, США) в России было сосредоточено почти треть клинического мирового опыта протонной терапии – около 3000 больных. Несмотря на столь внушительный потенциал, предложенные в конце 80х – начале 90-х годов Институтом теоретической и экспериментальной физики проекты клинических центров ПЛТ по понятным причинам реализованы не были. Развитие и увеличение масштабов применения ПЛТ в России с 1990 г. практически прекратилось, в то время как во всем мире поток таких больных резко растет, благодаря строительству новых клинических центров.

Лишь в 2006 году стартовал и успешно развивается один региональный Проект – клинический Центр ПЛТ в ГКБ им. С.П.Боткина в Москве. Ход проекта показывает, что создание Центра может быть полностью осуществлено силами отечественных разработчиков и изготовителей.

Что касается тяжелоионной терапии (лучевая терапия ионами углерода), в России имеются все предпосылки для её развития. В ряде физических институтов (ИТЭФ, ИФВЭ и др.) действуют ускорители ионов и существуют (или могут быть относительно легко созданы) внешние пучки ионов углерода, на которых возможно проводить биологические, предклинические и клинические (лечение больных) исследования. Но эти работы, в настоящее время, к сожалению, не финансируются.

Выводы:

1. Протонная терапия позволяет существенно поднять уровень качества лучевого лечения.

2. В России сегодня лучевое лечение получают лишь около 30% онкологических больных. В развитых странах этот показатель составляет 70%. Сооружение центров протонной и ионной терапии позволит заметно сократить этот разрыв и резко повысить уровень и эффективность онкологической помощи в стране.

3. Сооружение в России головных клинических Центров ПЛТ и их тиражирование представляется в высшей степени целесообразным и своевременным.

4. В России сегодня реализуется лишь один проект клинического Центра ПЛТ для Городской клинической больницы имени С.П.Боткина; проект финансируется Правительством г. Москвы; научный руководитель проекта и генеральный проектировщик – Институт теоретической и экспериментальной физики Федерального агентства по атомной энергии РФ.

5. Как показало развитие Московского проекта, сооружение клинических центров в России можно полностью осуществлять силами отечественных разработчиков и изготовителей.

6. Уже сегодня можно назвать 6-8 регионов России, где подобные центры могут быть сооружены и легко адаптированы к нуждам здравоохранения этих регионов.

7. Для дальнейшего развития лучевой терапии необходимо создать экспериментальные центры ионной (ионы углерода) терапии на действующих в физических центрах (ИТЭФ и ИФВЭ и др.) ионных пучках и начать там радиобиологические и клинические исследования.