• Nem Talált Eredményt

Tudományos kutatások

In document KÉMIAI KUTATÓKÖZPONT (Pldal 57-63)

Az intézet létrejötte és m űködése szorosan kapcsolódott az atom energia békés alkalm azásának az 1950-es években hazánk számára is m egnyíló lehetőségeihez.

1955-ben az első, m ajd 1958-ban a második, az E N S Z égisze alatt m egrendezett világkonferencia (International C onference on Peaceful U ses o f Atom ié Energy) áttekintette az alkalmazás összes lehetséges területét.

Az atom erőm űvek abban az időszakban m ég csecsem őkorukat élték, így a másodlagos alkalmazások, különösen az izotópok különböző célú felhasználása volt az elsődleges cél. A magyar sajátosságoknak m egfelelően a gazdasági (főleg ipari) alkalmazás elősegítése vo lt hangsúlyos, am it az általános állami fejlesztési szem lélet m ellett az is indokolt, hogy az orvosi alkalmazás az orvosok spontán kezdem ényezőkészsége folytán gyorsan fejlődött külön segítség nélkül is.

A hazai ato m erő m ű létesítése m iatt - az 1970-es évektől - az izotópalkalm a­

zásra kevesebb figyelm et fordítottak az állami szervek. Az intézet helyzetét h át­

rányosan befolyásolta az O rszágos A tom energia-bizottság központi szerepének m egrendülése. U gyanakkor az intézetnek az M T A felügyelete alá helyezése, am ely időben egybeesett több intézeti vezető doktori tudom ányos fokozatának m egszerzésével, m egnövelte az intézet tudom ányos orientációjának lehetősé­

geit, és m egszabadította bizonyos fölösleges országos szervezési gondoktól.

Az atom erőm űvi program ban az intézet - eltérő tevékenységi területe m iatt - csak marginális szerepet játszo tt ugyan, de maga az erőm ű léte az egzotikum ­ ból a valóságba vitte át a nukleáris kultúrát a szélesebb műszaki-gazdasági köz­

vélem ény szem ében is. E n n ek is köszönhetően az 1970-es években az izotóp­

technika széleskörűen elterjedt, főleg az iparban. H ozzájárult ehhez a gazdasá­

gossági szem lélet általános erősödése is ebben az időben. Egyúttal azonban a tud o m án y továbblépett az orvosbiológiai m ódszerek, az im m unanalitika irányá­

ba. Ez a hagyom ányos orvosi izotópalkalmazás perspektíváinak szűkülésével járt, az intézet azonban képes volt a folyam athoz alkalmazkodni.

Az 1980-as években egyrészt az atom fegyverek elterjedésének m egakadályo­

zását célzó nem zetközi egyezm ények révén előtérbe került a hatósági ellenőrző tevékenység - illetve az ehhez szükséges technikai feltételek - biztosítása, am elynek terén az intézet bizonyos tapasztalatokkal m ár rendelkezett. M ásrészt, a csernobili baleset következtében, növekedett a szkepszis az atom energia fel- használásával szem ben (ehhez hozzájárulhatott a nyersolajárak relatív csökkené­

sének m egindulása - am it csak időnként szakított m eg egy-egy esem ény, m in t pl. az iraki agresszió). Az ellenőrzési igényeket tovább növelte a Szovjetunió összeomlása, a nukleáris lefegyverzésre vonatkozó megállapodások, valam int a környezetvédelem igényeinek növekedése és az atom energetika-ellenesség erő ­ södése hazánkban is. Jelen leg az 1993 előtti nukleáris kapacitás nagyobb hányada az Izotóp Intézet Kft. keretében m űködik.

E körülm ények között az intézet alapvetően az ellenőrzési technikák fejleszté­

sével, a term észetes közegben lejátszódó izotópm igráció vizsgálatával, valam int a szám ottevő tartós radioaktivitást nem iniciáló pro m p t gamma-aktivációs analitika megvalósításával és alkalmazásával foglalkozik. U tóbbi természetesen a KFKI Atom energia K utatóintézetében m űködő atom reaktor berendezésein tö rté n ik

G yakorlati kutatások

Az intézetben folyó kutatások az O A B-felügyelet időszakában főleg gyakorlat- orientáltak voltak. K özponti feladatot képezett az izotópok előállítása a C sille­

bérci K utatóreaktorban besugárzott célanyagokból. A legfontosabb izotópok előállítási technológiájának kidolgozása m integy 5-6 év alatt befejeződött. Ez elsősorban kom plexkém iai és elválasztástechnikai kutatásokat igényelt.

Az 1970-es évek végén az intézeti kutatás és fejlesztés az izotópos m edicina nagy paradigmaváltását követve áttért a radioim m unológiai készletek (kitek) fejlesztésére, az 1990-es években pedig sikerült a legújabb izotópos terápiái igé­

nyeket is kielégíteni hazai készítményekkel.

U gyancsak többszöri irányváltás jellem ezte a szerves kém iai kutatásokat: a kezdeti, tríciu m m al és radioszénnel jelze tt vegyület-előállítást követte a radio- foszforral és radioaktív kénnel je lz e tt vegyületek szintézism ódszereinek fejlesz­

tése, m ajd a m olekuláris biológiai célú fejlesztés.

U gyancsak gyakorlatorientált volt az ipari izotópalkalmazási m ódszerek fej­

lesztése: izotópvezérlésű elektronikus m érő-szabályozó berendezések, ipari defektoszkópok, az ipari folyam atok izotóp-nyom jelzéses vizsgálata játszották a főszerepet az 1960-70-es, bizonyos m értékig még az 1980-as években is. Ezek az alkalm azások azonban m ára nagyrészt elvesztették időszerűségüket. Jelenleg a sugártechnikai alkalmazás főleg a többcélú ipari besugárzó berendezések, teleterápiás „kobaltágyúk” fejlesztését, készítését, üzem be helyezését igényli, továbbá igen egyszerű sugárzás-, illetve sugárdózism érőket.

E lm életi célú kutatások

A gyakorlat által vezérelt kutatások m ellett az in tézetben az 1960-as évek elejé­

től kifejezetten elméleti célú kutatások is indultak, am elyek az intézet akadém iai felügyelet alá kerülése után felerősödtek, a közvetlen gazdasági célú kutatások tö b b ség én ek a gazdasági társaság keretei közé kerülésével pedig az intézet alapvető tevékenységévé váltak. E kutatások fő irányait ism ertetjü k az alábbi­

akban.

H e te ro g é n k a ta líz is és felü letk ém ia

E redetileg a kutatások fő irányát a szénhidrogének fém katalizált reakcióinak izotóp-nyom jelzéses m echanizm usvizsgálata képezte. Az 1970-es években a fém por katalizátorokról a hordozós (alum ínium -oxid, szilícium -oxid, zeolit) katalizátorokra tértek át, m ajd a reakciók köre bővült egyszénatom os vegyületek (m etán, szén-m onoxid), továbbá a kéntartalm ú vegyületek átalakulásainak ta­

nulm ányozásával. A kutatások kiterjedtek a korszerű fizikai felületvizsgáló technikák (infravörös és elektronspektroszkópia) alkalmazásával a felületi adspecieszek szerkezetének kutatására, a legutóbbi időben pedig speciális m ó d ­ szerekkel készített, jó l definiált katalizátorrendszerek szintézisére és m űködésük atom i szin tű m egértésére, illetve befolyásolására irányultak.

S u g árh atá s-k ém ia

A kutatások fókuszpontjában a kezdeti szakaszban a szénhidrogén-radiolízis állt, majd, m iután az országban a korábban több helyen is folyó sugárkémiai kutatások nagyrészt m egszűntek, az intézet vált e kutatások gyakorlatilag egyetlen hazai labo­

ratóriumává. Ezért a sugáriniciált polimerizáció, biopolimerekkel analóg hidrogé- lek előállítása és cellulózanyagok sugárkezelése is a kutatások témakörébe került.

N uk leáris k u ta táso k

A nukleáris diszciplínák m űvelése részben a gyakorlati tevékenységhez közvet­

lenül kapcsolódó nukleáris m éréstechnika (sugárintenzitás, sugárenergia) fej­

lesztésére, részben a gam ma-sugárzással létrehozott m agizom eria tanulm ányo­

zására irányult. M űvelésük jelenleg is folyik, a tem atika bővült a következő főbb irányokban;

- nukleáris hulladékok migrációja a talajban,

- nukleáris fűtőelem ek hasadóanyag-tartalm ának, kiégési szintjének és hűtési idejének meghatározása,

- term o - (radio) lum ineszcencia alkalmazása sugárdózisok m érésére, - p ro m p t gam m a aktivációs analitika fejlesztése kémiai elem zések céljára.

S pektroszkópia

Az 1970-es évek elején - részben a felületkém iai és katalízis-, részben a szerves kém iai kutatásokhoz kapcsolódva - indult az infravörös spektroszkópiára épülő kém iai szerkezetkutatás, am ely az utóbbi évtizedben kibővült a környezetanali­

tikai m ódszerek fejlesztésével.

A kísérletes szerkezetvizsgálat m ellett jelen tő s szerepet játszik az elm életi számításokra épített kutatás, különösen a sűrűség-funkcionálanalízis (D P T ).

Kutatási koncepció

Az intézet kutatási koncepciója - távlataiban és rövid távon - a következő alap­

elvekre épül;

a) Elsődleges igény az eredm ények nem zetközi m egm érettetése és elism ert­

sége. Ez biztosítja a tem atika és az alkalm azott m ódszerek korszerűségét, a m egoldások színvonalát.

b) A problém ák zöm énél többoldalú m egközelítés, különböző m ódszerek al­

kalmazása érvényesüljön (fizikai, fiziko-kém iai, nukleáris, izotóp- és su ­ gárkémiai, felületkutatási, spektroszkópiai).

c) Az intézet két alapvető irányban folytatja kutatásait;

- nukleáris és izotópkém ia,

- határfelületek szerkezete és katalitikus tulajdonságai.

A tém ák kiválasztásánál és kidolgozásánál a kutatók törekszenek a két te rü ­ let eszközeinek, egyes m ódszereinek alkalmazására.

d) A kutatások csatlakoznak a Kémiai K utatóközpont következő fő kutatási irányaihoz:

- felületkém ia és -katalízis,

- különböző m ódon aktivált kémiai folyamatok, - polim erkém ia és -fizika,

- környezeti és analitikai kém ia, - anyag- és m olekulaszerkezet, - nukleáris kémia.

A rövid távú kutatási koncepciót az alábbiakban vázoljuk.

N u k leá ris és iz o tó p k u ta tá s

1. Magfizika: új magspektroszkópai módszerek kidolgozása; m agizomer ger­

jesztés gam m a/gam m a reakcióval.

2. N ukleáris elemanalitika: hideg neutronokkal végzett p ro m p t gam ma akti­

vációs analitikai m ódszerek fejlesztése; új spektroszkópiai adatbázis létrehozása (N A Ü -együttm űködés).

3. N ukleáris biztonság és sugárvédelem: új m ódszerek kidolgozása fiitő- elem ek dúsítási és kiégési szintjének meghatározására. N ukleáris hulladékok karakterisztikus izotópjai talajban lejátszódó m igrációjának vizsgálata.

4. Sugárhatás-kém ia, sugárfizika, magkémia: nagy ionizáló sűrűségű részecs­

kék nyom vonalában végbem enő fizikai és kémiai folyam atok vizsgálata; polim e­

rek és biopolim erek kutatása; a szilárdtest-dozim etria fejlesztése; m ikropórusos rendszerek vizsgálata az in situ M össbauer-spektroszkópia m ódszerével.

H a tá rfe lü le te k szerk ez ete és k atalitik u s tulajdonságai

1. F elületek felépítése és szerkezeti tulajdonságai: katalizátorok határfelületé­

n ek m olekuláris szintű m egértése, tudom ányos alapú tervezésük, a felületi re­

akcióképesség kiépítése.

2. F elület-szubsztrátum kölcsönhatás vizsgálata: különböző morfológiájú fé­

m ek (egykristályok, fólia, fém por) adszorpciós képességének összehasonlítása, a felületi fém -szubsztrátum kölcsönhatás és a fémek katalitikus tulajdonságai kö­

zötti különbségek értelmezése felületkutatási m ódszerek által szolgáltatott adatok alapján. Az 1. és 2. pont alatt felsorolt kutatásokhoz alkalmazott módszerek: X-Ray P hotoelectron Spectroscopy (XPS), Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy (U P S ), T ransition Electron M icroscopy (TEM ), Scanning T uneling M icroscopy (S T M ), X R D , T P R , T P D , A uger Electron Spectroscopy (AES), elektronkilépési m unkaváltozás (electron w ork function charge), szelektív kémiai szorpció.

3. H etero g én katalitikus reakciók vizsgálata: katalizátorok összetételének, fi­

zikai és elektronállapotának, adszorpciós készségük és katalitikus tulajdonságaik

összefüggéseinek, a reagáló m olekulák szerkezete és katalitikus reakcióképessé­

gük közötti kapcsolatok tanulm ányozása. Katalitikus reakciók m ech an izm u ­ sának vizsgálata izotópos nyomjelzéssel. Katalizátorok: kétfémes, fém -fém oxid, fém szulfid rendszerek. Főbb reakciók: C,-átalakulások, telítetlen szénhidrogé­

n ek hidrogénezése, telített szénhidrogének vázátrendezése, környezetvédelm i fontosságú reakciók: oxidáció, kén-nitrogén-oxid- (denox) és oxigénm entesítés.

Jelentősebb eredmények

Izotóptermelés

A szervetlen izotópvegyületek és zárt sugárforrások term elése 1961-ben egy ideiglenes laboratórium ban kezdődött el a K özponti Fizikai K utatóintézet (KFKI) M agkémiai Főosztálya által kidolgozott technológiák alapján. 1966-ban az intézet keretei k özött m egkezdte m űködését az ,A ” szintű (tehát a legna­

gyobb radioaktivitású és radiotoxicitású sugárzó anyagokkal történő m űveletek­

re alkalmas) izotóp-előállító üzem az akkori követelm ényeknek m in d en b en m egfelelő színvonalon. Az 1970-es évben m ár 7750 izotóptételt szállított az intézet hazai és külföldi m egrendelőknek.

Az 1960-70-es években az intézet m unkatársai kidolgozták az akkor szüksé­

ges legfontosabb izotópok előállítási technológiáit. A technológiai fejlesztés az­

óta is folyamatos.

így a nagy töm egű jó d -, technécium - és m ás készítm ények, irídium , kobalt és m ás sugárforrások előállítási m ódszereinek fokozatos fejlesztése m ellett tö r­

té n t m eg az áttérés az ism ertetett további készítm énytípusok (pld. im m unoassay kitek) előállítási technológiájára.

A technológiai eljárások fejlődése szükségessé tette a berendezések fejleszté­

sét is, különös tekintettel a term ékek h u m án célú felhasználására. Az Izotóp­

üzem épületében létrejött egy GLP (G ood Laboratory Practice) m inősítésű, steril preparátum ok előállítására alkalmas laboratórium . Az Izotóp Intézet Kft.

1998-tól alkalmazza az IS O 9001 minőségbiztosítási rendszert.

Sugártechnika

A kutatások két P-sugárforrás segítségével indultak. 1968-ban az intézet üzem be helyezte a m unkatársai által kifejlesztett, nagy 3PBq (80000 Ci) névleges aktivi­

tású kobalt y-besugárzó berendezést, am ely alkalmas m ind kutatási, m in d

In document KÉMIAI KUTATÓKÖZPONT (Pldal 57-63)