Научные результаты

Основные научные достижения
 
2022 год

1. Новый метод ретроспективной оценки выброса ¹⁴С впервые позволил определить суммарное поступление данного радионуклида в атмосферу при эксплуатации ядерных энергетических установок в г. Заречный Свердловской области в период с 1970 по 2010 г. В основе метода лежит анализ удельной активности ¹⁴С в годичных кольцах деревьев в районе расположения объектов использования атомной энергии методом ускорительной масс-спектрометрии. Суммарный выброс ¹⁴С от реакторных установок Белоярской АЭС и от АО «ИРМ» в период с 1970 по 2010 г. составил 61 ТБк. Наибольшая интенсивность выбросов наблюдается в период одновременной работы реакторов АМБ-100 и АМБ-200, а также после начала промышленной наработки изотопа в АО «ИРМ».

Авторы: Назаров Е. И., Екидин А. А., Васянович М. Е. Васильев А. В. (ИПЭ УрО РАН), Кружалов А. В. (УрФУ), Пархомчук Е. В. (Институт археологии и этнографии СО РАН).

2. С использованием оригинального метода неразрушающего контроля содержания естественных радионуклидов в строительных материалах впервые проведено радиационное обследование большой группы квартир (89) многоэтажных зданий крупных городов Российской Федерации. По результатам обследования, средние удельные активности природных радионуклидов в строительных материалах существующих многоэтажных зданий составили: Ra-226 – 14 Бк/кг, Th-232 – 16 Бк/кг, K-40 – 310 Бк/кг. Проведенные исследования позволяют впервые оценить уровни облучения населения в реальных жилых зданиях от строительных материалов. Средняя мощность эффективной дозы за счет естественных радионуклидов в строительных материалах многоэтажных жилых зданий по столицам восьми субъектов Российской Федерации, полученные по результатам прямых измерений неразрушающим, методом составила 31 нЗв/ч, с диапазоном изменений по городам от 28 до 70 нЗв/ч. Полученные результаты были использованы для обоснования подходов к проведению радонозащитных мероприятий в современных энергоэффективных многоэтажных зданиях.

Рис. Диапазон значений и средние значения удельной активности естественных радионуклидов в строительных материалах крупных городов России (Бк/кг).

Авторы: Васильев А. В., Жуковский М. В., Изгагин В. С., Малиновский Г. П., Онищенко А. Д., Ярмошенко И. В. (ИПЭ УрО РАН).

3. Разработан новый геоинформационный метод встречного прогнозирования состояний пространственно-координатного ряда данных мониторинга окружающей среды. В модели искусственной нейронной сети метод реализуется путем последовательного обучения на известных состояниях, прилегающих к прогнозируемому интервалу ряда с противоположных сторон. Метод встречного прогнозирования обладает рядом преимуществ, обеспечивающих повышение точности прогноза по сравнению с другими геоинформационными методами. Перспективным направлением применения метода является реконструкция пропущенных и потерянных данных.

Рис. Схема встречного прогнозирования состояний пространственно-координатного ряда.

Авторы: Сергеев А. П., Шичкин А. В., Буевич А. Г., Субботина И. Е., Буторова А. С. (ИПЭ УрО РАН).

4. Предложена новая методика анализа статистических связей между дихотомическим предиктором Х и количественным откликом Y с использованием методов регрессионного анализа. Методика основана на преобразовании первичных данных количественного отклика Y в данные скользящего среднего с последующим преобразованием дихотомического предиктора Х в количественную переменную (по частоте встречаемости в заданных диапазонах количественного отклика). На конкретных эпидемиологических данных проведен анализ связи индекса массы тела (ИМТ, количественный отклик) с курением (дихотомический предиктор) у подростков 16-17 лет. Разработанный метод позволил выявить явную связь между ИМТ и курением, которая не выявлялась традиционным методом статистики с применением критерия Стьюдента (статистически значимых различий средних значений ИМТ в группах курящих и некурящих нет). Метод скользящего среднего позволил также установить причину резкого уменьшения ИМТ при увеличении доли курящих – уменьшение общего потребления и потребления некоторых продуктов питания (сыр, творог, мясо и др.).

Рис. Связь средних значений потребляемого сыра (грамм в день) с процентом курящих подростков.

Авторы: Вараксин А. Н., Константинова Е. Д., Маслакова Т. А., Шалаумова Ю. В. (ИПЭ УрО РАН), Насыбуллина Г. М. (УГМУ).

5. Разработан новый вариант метода пассивной ветровой локации атмосферы, позволяющий использовать данные, получаемые на подвижных измерительных платформах, в качестве исходной информации о содержании атмосферных примесей для анализа статистики обратных траекторий. Выполнен расчет средних эффективных полей массовой концентрации черного углерода на основе результатов измерений физико-химических характеристик аэрозоля, полученных в ходе рейсов научно-исследовательских судов «Профессор Мультановский» (июль – сентябрь 2019 г.) и «Академик Мстислав Келдыш» (июль – август 2020 г.), которые были дополнены измерениями в стационарных пунктах мониторинга, расположенных на архипелагах Шпицберген и Северная Земля. По результатам модельных расчетов установлено, что в летние периоды 2019 и 2020 года области повышенных концентраций чёрного углерода наблюдались над Северной Европой, а в 2019 году также над акваторией моря Лаптевых.

Рис. Средние эффективные поля массовых концентраций чёрного углерода, а – лето 2019 г., b – лето 2020 г.

Авторы: Наговицына Е. С., Поддубный В. А., Карасев А. А. (ИПЭ УрО РАН).
6. Для обоснования возможности клинического применения перспективных диагностических радиофармпрепаратов разработана универсальная биокинетическая модель поведения в организме человека интактных моноклональных антител (МАТ), меченных различными радионуклидами-металлами (рис. 8а). Для моноклональных антител, меченных изотопами индия, циркония, меди, редкоземельных элементов (рис., созданы биокинетические модели, учитывающие высвобождение радионуклида в ионной форме. Для моноклональных антител, меченных изотопами йода, создана биокинетическая модель, учитывающая высвобождение йода в органической форме с повторным поглощением радионуклида в других органах и тканях. С использованием разработанных биокинетических моделей рассчитаны численные значения дозовых коэффициентов на органы и ткани при инъекционном введении с диагностическими целями моноклональных антител, меченных ⁹⁹mTc, ⁶⁴Cu, ⁶⁷ Cu, ⁶⁷Ga, ⁷¹As, ⁷²As, ¹¹¹In, ⁸⁹Zr, ⁹⁰Nb, ⁸⁶Y, ⁸⁷Y, ⁷⁶Br, ¹²³I, ¹²⁴I, ¹³¹I, ¹³⁴Ce+¹³⁴La, ¹⁴⁰Nd+¹⁴⁰Pr, ¹⁵²Tb, ¹⁵⁵Tb и ¹⁶⁷Tm.

Рис. Связь средних значений ИМТ с процентом курящих подростков; с 95% доверительным интервалом для средних

Рис. Индекс массы тела подростков в группах курящих и некурящих; с 95% доверительным интервалом для средних; кружки – исходные данные.

Рис. Универсальная биокинетическая модель поведения в организме человека интактных моноклональных антител, меченных различными радионуклидами-металлами
Авторы: Жуковский М. В., Онищенко А. Д. (ИПЭ УрО РАН)