Будущие ядерщики МГУ увидели, как атомные технологии побеждают рак

В честь 80-летия атомной отрасли студенты физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, стоящие перед выбором специализации, совершили уникальную экскурсию в Национальный медицинский исследовательский центр «Лечебно-реабилитационный центр» Минздрава России. Они воочию увидели, как фундаментальные знания из области ядерной физики и физики ускорителей превращаются в высокоточное оружие против рака – одной из самых грозных болезней человечества.

От ускорительной секции до коллиматора: как устроен «умный» луч

Экскурсию для студентов провели заведующий отделением онкологии и лучевой терапии Сергей Троценко и медицинские физики центра Павел Пиков и Алексей Нечипорук. Они не просто показали оборудование, а подробно объяснили принцип его работы, буквально разобрав сложные процессы на атомы.

Студентам продемонстрировали линейный ускоритель в разобранном виде, показав его ключевые компоненты: электронную пушку, создающую излучение, и энергетический селектор, который меняет энергию пучка. Особый интерес вызвал мультилепестковый коллиматор – устройство, которое формирует поле облучения в точном соответствии с формой опухоли.

«Смысл нашей работы заключается в настройке аппарата и создании плана лечения такого, чтобы сохранить здоровые органы, которые близко к опухоли, и облучить именно опухоль. Мы создаем такой градиент, чтобы доза не расползалась по всему объёму тела, а концентрировалась в той точке, которая нам нужна», – объяснил Павел Пиков.

Физика и математика на страже здоровья

Будущим физикам было особенно интересно узнать, что в основе современной лучевой терапии лежат сложные математические алгоритмы и фундаментальные законы физики. Планы лечения строятся на основе КТ-снимков, потому что компьютерная томография предоставляет данные о плотности тканей.

«Самое важное – это плотность. Сколько нужно дать энергии, чтобы пробить кость, но, например, не задеть лёгкое. Алгоритмы расчета, основанные на интегральном исчислении, берут плотность, берут пучок и сопоставляют, сколько дозы нужно доставить туда, куда нужно, сохраняя здоровые ткани», – рассказал Алексей Нечипорук.

Студенты Тимур Филимонов и Мария Перфильева, учащиеся на втором курсе, поделились впечатлениями. Тимур отметил, что теоретические знания об ускорителях наконец обрели практическое воплощение, а Марии особенно запомнилось, как специалисты совмещают снимки для точного позиционирования пациента.

Почему гибнет опухоль? Радиобиология для физиков

Сергей Троценко доступно объяснил биологическую основу лучевой терапии. Главная цель – вызвать разрыв обеих цепочек ДНК в раковой клетке. Из-за мутаций такие клетки теряют способность качественно «чинить» свою ДНК, в отличие от здоровых клеток, которые успешно восстанавливаются после облучения.

«Основной механизм действия лучевой терапии направлен на гибель ДНК. Гибель ДНК происходит не потому, что мы напрямую туда попадаем лучами. У нас три фазы: физическая, химическая и биологическая», – подробно описал процесс Сергей Троценко. Он отметил, что физикам радиобиология, наука о действии излучения на живые организмы, дается легче благодаря их базовому образованию.

Будущее за молодыми специалистами

Во время визита речь зашла и о будущем профессии. Студенты спросили, возможно ли полная автоматизация процесса. Специалисты единогласно сошлись во мнении, что в обозримом будущем искусственный интеллект станет мощным помощником, но решающее слово и ответственность останутся за человеком.

«Даже если такие технологии появятся, я думаю, вы будете их учить, этот искусственный интеллект, и потом также его контролировать», — обратился к студентам Павел Пиков.

Эта экскурсия наглядно показала будущим ядерщикам, что их профессия – это не только теория и фундаментальные исследования. Это реальная возможность применить свои знания в самой гуманной сфере – спасении человеческих жизней.

Атомная отрасль, отмечающая 80-летний юбилей, продолжает открывать новые горизонты, и один из самых важных – это победа над раком.