Гамма-квантами по Пушкину: как радиация сохраняет исторические ценности

Медленно закрывается огромная и тяжёлая стальная дверь. Звенит звонок. «Нет воздуха», - сообщает электронное табло. И снова - звонок: «Подъём облучателя». Так начинается процесс обработки гамма-лучами.

Мушки на экране

Сегодня обрабатываются старые книги - Пушкин 1936 года издания, Гончаров 1948-го и ещё одна книга - «Язык и культура» 1973 года издания. Её авторы - президент Государственного института русского языка им. А. С. Пушкина Виталий Костомаров и главный научный сотрудник института ­Евгений Верещагин. Коллеги решили обезопасить её от возможных неприятностей в виде плесени или грибка, поскольку книга уже стала раритетом. Они и принесли её в Научно-исследовательский институт технической физики и автоматизации (НИИТФА) госкорпорации «Росатом», узнав, что здесь обрабатывают предметы ионизирующим излучением.

Евгений Ломтев, оператор установки, следит за процессом из соседнего помещения, отделённого от того, где идёт небезопасный для человека процесс. На плазме видно, как клеть с книгами «подъехала» к нужному месту и поднялся облучатель, в к­отором источники ионизирующего и­злучения. Сразу по экрану забегали серебристые мушки.

«Облучение пошло, - поясняет Александр Зыкин, начальник отдела радиационных установок и оборудования. - Гамма-кванты бьют по матрице камеры, и получается такой эффект».

Вот, оказывается, человек радиацию не видит и не ощущает, а видеокамера чувствует и воспроизводит…

Эту гамма-установку год назад модернизировали. Помещение, в котором проводится облучение, расположено в подвале. А сами источники лучей, пока не используются, ещё глубже - в специальной защитной ёмкости под землёй. Процесс длится недолго - несколько минут. По завершении его, после того как облучатель опустился, начинается деозонирование помещения. Ещё минута - и тяжёлые двери открываются, туда снова можно входить, а книги - сразу забирать.

Ни плесень, ни грибок

«Бояться нечего. Никакой наведённой активности нет. В этих книгах уже не заведётся ни плесень, ни грибок, - говорит Алексей Часовских, начальник лаборатории. - Важно только правильно их хранить в дальнейшем - с соблюдением температурного режима, поддер­жанием необходимой влажности и пр.».

Конечно, в книгохранилищах сейчас всё это соблюдается. Но старая бумага и долгие годы хранения в других условиях - до появления современных систем - делают своё нехорошее дело. Реставраторы рассказывали физикам, что есть такие книги, которым осталось жить два-три года, не более. Алексей видел экземпляры, где половина страниц покрыта толстым грибковым наростом. Обработка ионизирующим излучением убьёт грибок, а далее уже работа реставраторов - аккуратно счищать, восстанавливать тексты…

Трудно было не спросить учёных про книги, оставшиеся в живых после январского пожара в ИНИОНе. Может ли им помочь радиация? Александр и Алексей объяснили, что для начала их необходимо высушить. Но с учётом того, что они достаточно долго были сырыми, угроза появления плесени или зарастания грибком велика. Ведь если в течение трёх суток книги пролежали в воде, то процесс биозаражения уже пошёл. А поскольку сушка явно до сих пор не сделана, то имеет смысл сначала фолианты заморозить, а потом постепенно частями просушивать. И только после этого можно проводить облучение. Правда, пока никто не обращался к физикам по этому поводу.

Всё дело в дозе

В НИИТФА, как и в других институтах и на предприятиях «Росатома», облучение проводят не только гамма-лучами, но и потоками ускоренных электронов. Там за дело берутся бета-частицы (электронный пучок), но эффект получается примерно таким же, как и при первом методе. Этот способ не связан с источником излучения, однако требует значительных энергозатрат. Кроме того, выбор варианта обработки зависит от плотности материала - если она высока, то справиться способен только гамма-квант.

На базе этой установки можно сделать и поменьше, мобильные. В Советском Союзе одна такая работала на рыболовецком траулере. Моряки вылавливали рыбу, её тут же облучали, а потом замораживали. Так погибали все бактерии, которые вызывают процессы гниения, что значительно увеличивало срок хранения рыбы.

Сейчас, правда, в России такая обработка продуктов запрещена, хотя в мире она активно практикуется, а, например, в США её проходит вся пищевая продукция, поступающая из африканских стран. Всё дело только в дозе облучения, и МАГАТЭ уже давно установило диапазоны доз для разных продуктов, которые не разрушают их структуры.

Солнце в руках. Атомная наука: куда идёт и какие сюрпризы готовит?

Подробнее >>

Стерильно и безвредно

Но поскольку такая стерилизация продуктов - тема у нас пока закрытая, то в их институте этим и не занимаются. Зато изготовители косметических средств везут сюда на обработку материалы. Постоянно «приезжают» и медицинское оборудование, и инструменты.

Можно ли заменить обработку ионизирующим излучением тепловой или химической? Можно, но не всегда. Так, порошок, из которого делают зубную пасту, а также медицинские материалы, книги или картины обработать иными способами весьма проблематично, поскольку газ или температура не всегда могут проникнуть в глубину содержимого.

А радиационные технологии, которые «Росатом» активно продвигает для решения насущных жизненных задач, способны убивать вредные микроорганизмы внутри материалов с самыми разными структу­рами.

Другие виды стерилизации достаточно сложны, а здесь не надо даже раскрывать упаковку товара: гамма-кванты или бета-частицы доберутся до их содержимого сами. Не требуется и выветривать обработанные предметы, как после химобработки.

По заказу «Росрезерва» атомщики вместе с микробиологами из Института биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г. К. Скрябина РАН исследовали промышленные материалы - кожу, резину, хлопок и бумагу. Заражали их микроорганизмами, а потом облучали и анализировали свойства - растяжение, плотность... Они не изменялись. Затем материалы искусственно старили - свойства свои они по-прежнему сохраняли.

Радиация, которая раньше вызывала только страх, сегодня уже лечит в центрах ядерной медицины, создаёт заслон терроризму в метро и аэропортах, сохраняет наши исторические ценности и даже используется для того, чтобы еда на столе была безопасна.

Мнение эксперта

Александр Егоркин, д­иректор отделения р­адиационных технологий и оборудования НИИТФА:

- Я выступал на собрании музейного сообщества, где представители многих наших извест­ных музеев говорили о том, в каком плачевном состоянии находятся некоторые экспонаты. Обработка ионизирующим излучением может сохранить их от разрушения и, значит, продлить жизнь. Важно только правильно рассчитать дозу, исходя из плотности мазков, вида дерева, разновидности микроорганизмов, которыми заражена картина или книга.

Много вопросов о возможностях обработки ионизирующим излучением задавали в связи с реконструкцией церкви в Кижах. Она, как известно, понадобилась из-за того, что брёвна разрушили вредители. Я рассказал про наш проект для дезинсекции древесины, когда брёвна лиственницы и сосны, уложенные на крупногабаритные платформы, проходили вдоль плоскостного облучателя гамма-установки.

Электронно-лучевая обработка может работать и на благо экологии. У нас есть в этом большой опыт - проведены работы по очистке сточных вод от некалей (нафталинсульфанатов), гептила, гормонов. Электронно-лучевая очистка загрязнённой воды относится к передовым окислительным технологиям и заключается в том, что водная среда подвергается воздействию потока ускоренных электронов, в результате чего инициируются физико-химические процессы, приводящие к необратимой деградации нежелательных примесей.