Ректор ТПУ: о российских и международных проектах мегасайенс, сближении инженеров с медиками и энергии будущего

Расскажите, Дмитрий Андреевич, какими достижениями вашей альма-матер за этот год в области науки и техники вы можете гордиться?

— В наше время науку на новый уровень выводят большие системы c серьезной инфраструктурой, которые принято называть "мегасайенс". Все наши чаяния связаны с разработкой таких систем. Например, проект федерального уровня СКИФ (Сибирский кольцевой источник фотонов), к которому Томский политех присоединился. Оснащение этого мегасайенс-ускорителя исследовательскими станциями позволит говорить об открытиях в области материаловедения, исследований живых систем, создания новых систем детектирования, рентгеновского излучения. Это может существенно изменить ежедневую жизнь.

Или развитие нашего собственного исследовательского ядерного реактора в ТПУ. Сегодня это единственный действующий реактор в вузах страны. Мы выстроили для него комплексную программу до 2030 года с оснащением серьезных исследовательских станций — таких как нейтронный дифрактометр.

Стоит сказать и о международных проектах. Это, например, проект ITER — экспериментального термоядерного реактора. Никакое санкционное давление, к счастью, не заставляет мировое научное сообщество отказываться от таких масштабных проектов, и мы принимаем в нем участие: делаем системы контроля качества для различных узлов.

Ну, и еще — реактор БРЕСТ-ОД-300 в проекте Росатома «Прорыв», в котором мы также участвуем. Если Россия сможет освоить полностью замкнутый топливный цикл на таких реакторах высокого уровня безопасности, думаю, что это путь к обеспечению энергодоступными ресурсами всех наших регионов и классная, в том числе экспортная, технология. Мы на годы будем опережать весь мир в области энергетической повестки. Я уверен, что мы сделаем с помощью таких проектов мир лучше и энергию доступной для всех.

Можно ли поподробнее про СКИФ? Название заманчивое…

— СКИФ — большая амбициозная задача. Сибирский кольцевой источник фотонов только начинает строиться у коллег в Сибирском отделении РАН. По ходу дела он будет оснащаться исследовательскими станциями. Так как у ТПУ есть серьезный задел в области томографических исследований, мы выбраны, чтобы разрабатывать и создавать станцию по микротомографии. Она так и называется — «Микрофокус». Такого масштабного проекта — а его бюджет на два с половиной года больше 1 млрд рублей — в ТПУ еще не было.

Томский политех — исследовательский университет, и именно с исследовательской амбицией мы работаем в программе Минобрнауки России «Приоритет-2030». Поэтому для нас участие в таких мегасайенс-проектах — я говорю о СКИФе, ITER — это подтверждение нашего научного уровня.

Как говорится, в скобках: все-таки для абсолютного большинства людей томография — это что-то такое медицинское…

— На самом деле томографические системы — это любые системы, которые позволяют получить трехмерное изображение внутренней структуры объекта. Рентгеновские, ультразвуковые…

Так вот, наша станция — большая исследовательская установка, более 70 т весом. Ее цель — серьезные материаловедческие исследования. Фокусный пучок составляет порядка 200 нанометров. Вся огромная энергия синхротрона фокусируется в это крохотное пятнышко, что позволяет исследовать внутреннюю структуру объектов.

Мы сейчас работаем над созданием цифровой модели станции, готовимся к эскизному проектированию и начинаем в феврале 2023 года работу над конструированием. Мы являемся интегратором проекта, у нас есть подрядные организации — в частности, Балтийский университет имени И. Канта, Новосибирский государственный университет, несколько учреждений РАН. Но ТПУ является держателем всей системы. Сможем и в дальнейшем разрабатывать исследовательские станции для отечественных мегасайенс-проектов.

Ну а как насчет медицинских достижений? Что дает врачам ваш технический вуз?

— Опять я вернусь к тому, что мы — единственный вуз, который обладает исследовательским ядерным реактором. Это нам позволяет проводить исследования, в том числе с радиофармпрепаратами, которые нужны онкологии. А так как у нас в Томске очень сильный медицинский кластер, мы объединили усилия и сделали шаг в полномасштабную разработку линеек новых радиофармпрепаратов.

Мы уже давно выстраивали у себя центр онкотераностики, который занимается разработкой технологии создания высокоэффективных радиофармпреапартов для диагностики и терапии рака. Важный элемент таких препаратов — радиоактивные изотопы медицинского применения. Мы их нарабатываем на реакторе. Это, например, самый популярный диагностический изотоп технеций-99.

Сейчас создаем препараты на основе лютеция-177. Это наша оригинальная технология, и в следующем году благодаря программе «Приоритет-2030» появится выделенная линия на реакторе с горячей камерой и блок-боксом, что позволит синтезировать в промышленном объеме лютеций и вести, с одной стороны, исследования, а с другой — закрывать нужды больных, которые этот лютеций ждут.

У нас серьезные технологии в области ускорителей. И мы свой опыт и опыт партнеров-медиков употребили, чтобы делать машины не только промышленного применения, но и медицинского. Для интраоперационной терапии: как известно, когда хирург вырезает опухоль, есть опасность, что останутся раковые клетки, но вероятность рецидива снижается радикально, если лоно опухоли облучают электронами.

Мы такую машину делаем совместно с АО «Информационные спутниковые системы» имени М.Ф. Решетнева в рамках программы Роскосмоса по диверсификации. В следующем году представим опытный образец. Это полностью импортонезависимая система, не уступающая зарубежным, построенным на основе линейных ускорителей, которые дороже в обслуживании и тяжелее.

И последнее тут направление — материаловедение для медицины. Исследования — от протезирования, создания покрытий для биосовместимых имплантов до искусственных сосудов. В этом году мы с коллегами-медиками сделали систему, которая позволяет из композиции полимеров с помощью многоканального электроспиннинга сплетать сосуды. С Институтом кардиологии Томского НИИМЦ начинаем внедрять это в кардиологию. Вообще, Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН — наш партнер во многих проектах на стыке инженерии и медицины.

Наша идея — связать физиков, инженеров, которые разрабатывают приборы, и медиков. И мы в этом году открыли на базе университета через федеральную программу «Приоритет-2030» референсный центр по медицинской физике. Это, по сути, люди, которые и в медицине понимают, и в физике. Они будут разработки ТПУ и других НИИ как можно скорее доводить до реальной медицинской практики. Надеемся стать одной из аккредитационных точек в области медфизики в нашей стране.

Можно ли тогда еще про энергетику спросить? У вас есть такое направление, как «Энергетика будущего». Что это значит?

— Переход к максимально эффективной энергетике и экологической повестке, снижение вредных выбросов и по возможности использование источников энергии, которые сейчас только развиваются. Например, водородная энергетика или новое применение атомной.

Томский политех силен в области нефтегазового инжиниринга, создаем с коллегами системы в диапазоне от разработки месторождений и нефтехимии до работы по таким источникам энергии, как геотермальные. Мы запустили проект с «Газпром нефтью» и администрацией Томской области, чтобы использовать геотермальную энергетику для распределенного отопления и энергоснабжения удаленных поселков.

Но мы уже более 70 лет работаем и с Росатомом. Вот актуальный вызов — технологии вывода из эксплуатации ядерного наследия. Работа с барьерными материалами, «характеризацией» отходов.

Нам удалось с Росатомом и «Газпром нефтью» зайти в другой федеральный проект — «Передовые инженерные школы» — и договориться, что мы можем выступать точкой сборки по цифровым технологиям энергетики. Один из примеров — цифровой двойник энергетической системы целого региона. Создав его, мы поймем, как балансировать добычу, правильно выстроить транспортировку и генерацию энергии, чтобы регион максимально эффективно использовал свои мощности.

В этом году для нашего партнера «Газпром трансгаз Томск» — по сути, это заказ большого Газпрома — мы реализовали систему генерации водорода прямо на месторождении из природного газа. Сейчас в опытную эксплуатацию уходит комплекс — мобильная система, собранная во взрывозащищенном блок-боксе.

Еще работаем на проект «Прорыв» Росатома, который включает в себя быстрый реактор нового поколения БРЕСТ-ОД-300. Это технология абсолютно завтрашнего дня, опытная установка, которая включает в себя и фабрикацию топлива, и его эксплуатацию в быстром реакторе со свинцовым теплоносителем, и дальнейшую рефабрикацию. Аналогов такой системы в мире нет.

Сейчас, очевидно, очень актуальны технологии импортозамещения, например. Ощущаете ли повышение интереса со стороны промышленности и бизнеса к отечественным разработкам?

— Нам никогда не приходилось жаловаться на недостаток внимания со стороны промышленности — но то, что его стало еще больше и запросы стали еще более оформленными, это факт. Порядка 120 разработок мы можем производить, не завися от комплектующих, от критических технологий, прямо сейчас. И быстро поставлять в промышленность.

Здесь спектр широчайший, поскольку мы политехнический вуз. Понимая, что есть ограничения западного моделирующего софта, мы взялись с коллегами в рамках работ по «Приоритету 2030» и по «Передовым инженерным школам» за разработки пакетов программных решений для моделирования цифровых продуктов, которые позволяют существенно сократить цикл проектирования того или иного объекта.

Мы запускаем с Топливной компанией Росатома «ТВЭЛ» проект по созданию собственной установки электроимпульсной очистки нефтегазового оборудования от радиоактивного загрязнения. Аналогов такой системы нет. И работаем над уникальной системой, которая будет заниматься обоснованием пожаробезопасности и взрывобезопасности на модулях фабрикации топлива.

Таких примеров, которые реально доходят до промышленности, множество. Мы на 58 % увеличили выработку на одного научно-педагогического работника в области НИОКР за этот год — с 1,2 млн до 1,8 млн рублей, и это еще год не закончился.

С коллегами из Томского государственного университета мы разработали первый отечественный 3D-принтер, который печатает в условиях невесомости. Эта установка сейчас находится на борту МКС и работает, отрабатывает штатные режимы, чтобы можно было на борту изготовлять недостающие или вышедшие из строя детали.

Вы неоднократно упомянули федеральную программу «Приоритет 2030». Что она дает вашему вузу? Чем такие госпрограммы помогают вузам?

— Программе «Приоритет 2030» уже чуть больше года, и это самая масштабная за всю историю страны программа поддержки вузов. Благодаря ей мы получаем ресурсы, которые позволяют нам системно трансформироваться.

Как именно?

— Мы выстроили подход к нашей исследовательской работе: от фундаментальных исследований до внедрения продукта в производство.

Запустили трек «Фундаментальные проекты», трек «Аванпроекты» — блок, направленный на адаптацию результатов фундаментальных исследований для привлечения интереса со стороны промышленного заказчика. Блок, касающийся прикладных проектов: для участия в нем необходимо наличие партнера и софинансирование. И последний уровень в этой цепочке — то, что связано с выходом на рынок, технологическое предпринимательство, защита интеллектуальной собственности и коммерциализация. То есть мы системно начали работать в проектно-продуктовой логике. Это важно, если ты хочешь, чтобы результаты твоих научных изысканий нашли применение в реальности.

Второй момент: мы пересмотрели институт руководителей образовательных программ. Это звучит для людей вне системы высшего образования не очень интересно, но это невероятно важная работа, потому что руководитель программы — самый главный человек в ней, от него многое зависит. Неправильно, когда программа в руках руководителя — результат случайности или бюрократическая необходимость. Так не должно быть. Мы в ТПУ передаем руководителям ресурсы, финансирование и ответственность за программы. Если руководители программ будут делать образовательный продукт, за который они испытывают гордость, никаких вопросов про качество образования не будет стоять.

И последний аспект: системные продукты, которые удалось перенести в индустрию, — от приборостроения контроля качества до медицинского применения. Все это — как и то, что мы открыли совместно с МГУ и ТВЭЛ научно-исследовательский центр по технологиям вывода из эксплуатации ядерно опасных объектов, — было бы немыслимо без программы «Приоритет 2030». Это, по сути, инвестиции в развитие университета, дающие нам возможность работать на других скоростях с получением конечного продукта, но с опорой на исследования и фундаментальный результат.