Skip to content

Проверить пропуск в зону ато по номеру: Проверить наличие пропуска в зону АТО можно по телефону – Індустріалка

Содержание

Помощь в оформлении пропуска на МКАД, ТТК, СК, центр Москвы

Мы работаем с 2001 года и являемся официальным партнером Департамента транспорта г. Москвы по оформлению пропуск для грузового транспорта на территорию МКАД, ТТК, СК. Поэтому мы работаем исключительно в рамках текущего законодательства. Наша деятельность полностью регламентирована всеми нормативными актами.

Для чего нужен пропуск в Москву?

В марте 2011 года правительство прфиняло решение ограничить въезд в Москву грузовым автомобилям и специальной технике. С чем это связано?

Большегрузные транспортные средства сильно разрушают российские дороги, а выхлопные газы таких машин очень негативно влияют на окружающую среду. Особенно заметными эти проблемы становятся, когда путь следования подобных транспортных средств проходит через территорию города. Поэтому местные власти вынуждены искать компромисс между необходимостью в доставке грузов и стремлением сохранить инфраструктуру Москвы.

С целью улучшения экологической и автотранспортной ситуации в столице, правительство ввело ограничения на въезд и передвижение грузового транспорта, схематично разделив Москву на три зоны:

  1. Московская кольцевая автомобильная дорога (МКАД)
  2. Третье транспортное кольцо (ТТК)
  3. Садовое кольцо (СК)

Пункт 1 Постановления Правительства Москвы «Об ограничении движения грузового автотранспорта в городе Москве и признании утратившими силу отдельных правовых актов Правительства Москвы» гласит:

Запретить:
  1. Въезд в центральную часть города, ограниченную Третьим транспортным кольцом (далее — ТТК), и движение по ТТК грузовых транспортных средств, соответствующих по экологическим характеристикам требованиям ниже экологического класса 3.
  2. Въезд в часть города, ограниченную Московской кольцевой автомобильной дорогой (далее — МКАД) до территории города Москвы, ограниченной ТТК, и движение по МКАД грузовых транспортных средств, соответствующих по экологическим характеристикам требованиям ниже экологического класса 2

Помимо этого, в 2019 году действуют следующие ограничения для грузового транспорта:

  • с 6.00 до 22.00 грузовики грузоподъемностью более 1 тонны не могут въезжать на ТТК и в зону, ограниченную ТТК.
  • с 6.00 до 22.00 грузовики с разрешенной максимальной массой более 12 тонн не могут выезжать на МКАД и в зону, ограниченную МКАД.

Обратите внимание, что эти ограничения и запреты распространяются так же и на грузовые автомобили категории B.

Для контроля за грузовым транспортом на дорогах установлены видеофиксаторы, задача которых заключается в считывании номерных знаков, чтобы проверить наличие пропуска по базе Департамента транспорта Москвы.

Именно поэтому владельцам грузовых авто необходимо оформить индивидуальный пропуск, предоставляющий возможность проезда по московским дорогам в любое время суток. За отсутствие такого разрешения предусмотрены санкции, которые начисляются на каждом отрезке пути следования и суммируются.

Часто задаваемые вопросы связанные с авиабилетами

Бизнес аккаунт Войти Личный кабинет Выход Рус

Рус

Қаз

Eng

Меню Информация об отмене рейсов Авиабилеты ЖД билеты Гостиницы Визы Для бизнеса Туры Авиабилеты ЖД билеты Гостиницы Авто Визы Корпоративным клиентам Туры

Подождите. ..

  • Популярные направления
  • Алматы — Астана
  • Алматы — Дубай
  • Алматы — Стамбул
  • Алматы — Бангкок
  • Алматы — Москва
  • Популярные направления
  • Авиакомпании
  • Air Astana
  • Qazaq Air
  • Aeroflot
  • SCAT
  • Все авиакомпании
  • Популярные страны
  • Авиабилеты в Россию
  • Авиабилеты в Таиланд
  • Авиабилеты в Турцию
  • Авиабилеты в Германию
  • Авиабилеты в Грузию
  • Все страны
  • Продукты
  • Авиабилеты
  • ЖД билеты
  • Визовая поддержка
  • О нас
  • О компании
  • Блог
  • Способы оплаты
  • Контакты
  • Публичная оферта
  • Публичная оферта ЖД
  • СМИ о нас
  • Пользователям
  • Вопросы-ответы
  • Отзывы
  • Лучшие цены
  • Регистрация на рейс
  • Полезная информация
  • Авиакомпании
  • Аэропорты
  • Страны
  • Города
  • Партнерам
  • Корпоративным клиентам
  • Рекламодателям
  • Сотрудничество
  • Стать агентом
меню
  • Вопросы и ответы
  • Публичная оферта
  • Публичная оферта ЖД
  • Информация
  • Карта сайта
  • Отзывы
  • СМИ о нас
  • Способы оплаты
  • Контакты

NFC от «А» до «Я» подробно рассказываем что такое, и как NFC в телефоне изменит жизнь каждого

Оглавление1 Что такое NFC
2 Технические аспекты работы NFC
     2. 1 Стандарты
     2.2 NFC Forum
     2.3 Спецификации NFC Forum
     2.4 Режимы работы устройств NFC
     2.5 Режим эмуляции карты
     2.6 Р2Р (Peer-to-peer) режим
     2.7 Режим чтения / записи
     2.8 Активная и пассивная коммуникация
     2.9 Технические характеристики меток NFC
3 Оборудование NFC
     3.1 NXP Semiconductors
           3.3.1 Пассивные NFC-метки
           3.3.2 NFC Frontends
           3.3.3 Контроллер NFC с настраиваемой прошивкой
           3.3.4 Контроллер NFC со встроенной прошивкой
           3.3.5 Как это работает
      3.2 FMSH
4 Отраслевые решения использования NFC
      4.1 Маркетинг
           4.1.1 Карты лояльности
           4.1.2 Рекламные предложения
      4.2 Идентификация и доступ
           4.2.1 Гостиничный бизнес
           4.2.2 Физический контроль доступа
           4.2.3 Посадочные талоны
           4.2.4 Контроль доступа к транспортному средству
           4. 2.5 Контроль качества
      4.3 Медицина
      4.4 Транспортная инфраструктура
      4.5 Игровая индустрия
      4.6 IoT
      4.7 Банковские карты
5 Безопасность
      5.1 Безопасный автомобиль
      5.2 Безопасное хранение данных
      5.3 Безопасные платежи
      5.4 Безопасность меток NFC
6 Другие беспроводные технологии
7 Что может сделать обычный человек, имея телефон с NFC

Согласно данным опроса Gallup проведенным в далеком 2015 в стране с отвратительным интернетом, 46% американцев заявили, что не могут представить свою жизнь без своего смартфона». Это все открывает перед технологии NFC море возможностей.

Но в реальности эта технология способна на гораздо большие возможности, и применяется гораздо шире.

Что такое NFC


Near Field Communication (NFC) — «коммуникация ближнего поля» технология беспроводной передачи данных малого радиуса действия, которая дает возможность обмена данными между устройствами, находящимися на расстоянии около 10 сантиметров. По сути NFC это частный случай RFID (Radio Frequency Identification) — механизма радиочастотного обмена данными, хранящимися в так называемых транспондерах или метках, который основан на стандартах ISO/IEC 18092 NFC IP-1, JIS X 6319-4 и ISO/IEC 14443 для бесконтактных смарт-карт.

NFC устройство работает на частоте 13,56 МГц и состоит из считывателя (ридера) и антенны, или из метки и антенны. Ридер генерирует радиочастотное поле, которое может взаимодействовать с меткой или с другим ридером. Ридер — это устройство NFC, работающее в режиме активной коммуникации. Метка — это устройство NFC, которое работает в режиме пассивной коммуникации.

 

Технические аспекты работы NFC

Стандарты

До стандартов NFC существовали другие стандарты, которые позже были взяты в основу стандарта NFC, например, ISO 14443. Он описывает частотный диапазон, метод модуляции и протокол обмена бесконтактных пассивных карт (RFID) ближнего радиуса действия (до 10 см) на магнитосвязанных индуктивностях.

Таким образом, телефоны, снабженные NFC, способны к взаимодействию с существующей ранее инфраструктурой считывателей. Особенно в «режиме эмуляции карты» устройство NFC должно, по крайней мере, передать уникальный идентификационный номер существующему считывателю RFID.

NFC был одобрен как ISO/IEC стандарт 8 декабря 2003 года.

NFC — технология с открытой платформой, стандартизированная в ECMA-340 и ISO/IEC 18092. Эти стандарты определяют схемы модуляции, кодирование, скорости передачи и радиочастотную структуру интерфейса устройств NFC, а также схемы инициализации и условия, требуемые для контроля над конфликтными ситуациями во время инициализации — и для пассивных, и для активных режимов NFC. Кроме того, они также определяют протокол передачи, включая протокол активации и способ обмена данными.

Радиоинтерфейс для NFC стандартизирован в:

  • ISO/IEC 18092 / ECMA-340: Near Field Communication Interface and Protocol-1 (NFCIP-1)
  • ГОСТ Р ИСО/МЭК 18092-2015 Информационные технологии. Телекоммуникации и обмен информацией между системами. Коммуникация в ближнем поле. Интерфейс и протокол (NFCIP-1)
  • ISO / IEC 21481 / ECMA-352: Near Field Communication Interface and Protocol-2 (NFCIP-2)

NFC Forum

Как водится в мировой практике, для продвижения какой-то идеи нужно собрать группу единомышленников. Так в 2004 году собрались NXP Semiconductors, Sony и Nokia и организовали некоммерческую организацию NFC Forum, для совместной работы над продвижением технологии NFC.

Кроме того, NFC Forum определил общий формат данных, названный NDEF, который может использоваться, чтобы сохранить и передавать различные виды элементов данных. NDEF концептуально очень подобен MIME. Это — сжатый двоичный формат так называемых «записей», в которых каждая запись может держать различный класс объекта. В соответствии с соглашением тип первого отчета определяет контекст всего сообщения. Наиболее часто NDEF используется для хранения информации в метках.
 
Цели Форума NFC:

  • Разработка спецификаций и механизмов тестирования, обеспечивающих согласованную и надежную работу NFC во всех трех режимах;
  • Информационная поддержка среди поставщиков услуг и разработчиков о преимуществах технологии NFC для обеспечения роста внедрения и использования технологии NFC;
  • Продвижение NFC Forum и других брендов NFC.

В июне 2006 года, всего через 18 месяцев после своего основания, Форум официально обрисовал архитектуру технологии NFC. На сегодняшний день Форум выпустил 16 спецификаций. Спецификации предоставляют своего рода «дорожную карту», ​​которая позволяет всем заинтересованным сторонам создавать новые продукты.

Спецификации NFC Forum

В дополнение к уже существующим стандартам NFC Forum собрали лучшее из этих стандартов в  документы, описывающие работу устройств, которые используют технологию NFC и назвали их спецификациями.

Например, в спецификации NFC Analog Technical Specification рассматриваются аналоговые радиочастотные характеристики устройства с поддержкой NFC. Эта спецификация включает в себя требования к мощности антенны, требования к передаче, требования к приемнику и формы сигналов (время /частота /характеристики модуляции).

Спецификация NFC Analog 2.0 ввела активный режим связи для обмена данными P2P и технологию NFC-V в режиме опроса. Версия 2.0 обеспечивает полную совместимость с устройствами, соответствующими ISO/IEC 14443 или ISO/IEC 18092.

По этим спецификациям существует следующие способы связи для устройств NFC: NFC-A, NFC-B, NFC-F, и пять типов NFC-меток. Устройства NFC могут быть активной или пассивной коммуникации и поддерживать один (или несколько) из 3 режимов работы.

NFC-A
Тип связи NFC-A основан на стандарте ISO/IEC 14443A для бесконтактных карт. Типы связи отличаются используемыми режимами кодирования сигнала и модуляции. NFC-A использует код Миллера и амплитудную модуляцию. Двоичные данные передаются со скоростью около 106 Кбит/с, сигнал должен изменяться от 0% до 100%, чтобы различать двоичную 1 и двоичный 0.

NFC-B
Тип связи NFC-B основан на стандарте ISO/IEC 14443B для бесконтактных карт. NFC-B использует метод манчестерского кодирования. Двоичные данные также передаются со скоростью около 106 Кбит/с. Здесь вместо 100% используется 10% -ое изменение амплитуды для двоичного 0 (то есть низкого уровня) и 100% для двоичной 1 (то есть высокого). В манчестерском кодировании переход с низкого на высокий уровень представляет двоичный 0, а переход с высокого на низкий уровень представляет двоичную 1.

NFC-F
Тип связи NFC-F основан на стандарте FeliCA JIS X6319-4, также известный как просто FeliCa. Стандарт регулируется японской JICSAP. Там эта технология, и наиболее популярна. Скорость передачи данных 212 / 424 Кбит/с, используется манчестерское кодирование и амплитудная модуляция.

Режимы работы устройств NFC


Рис. 1. Режимы работы устройства NFC. Tag Reader/Writer — режим чтения/записи. Peer-to-Peer — одноранговый режим Р2Р. Card Emulation — режим эмуляции карты.

Устройства с поддержкой NFC поддерживают три режима работы: устройство чтения / записи, одноранговая связь, эмуляция карты

Режим эмуляции карты

Режим эмуляции карт позволяет устройствам с поддержкой NFC работать как смарт-карты.

В режиме эмуляции карт устройство с поддержкой NFC обменивается данными с внешним считывателем, как обычная бесконтактная смарт-карта. Например, при выполнении платежа с помощью устройства с поддержкой NFC.

Р2Р (Peer-to-peer) режим

Одноранговый режим позволяет двум устройствам с поддержкой NFC взаимодействовать друг с другом для обмена информацией и файлами, чтобы пользователи устройств с поддержкой NFC могли быстро обмениваться контактной информацией и другими файлами одним касанием. Например, пользователи могут обмениваться параметрами настройки соединения Bluetooth или Wi-Fi или обмениваться данными, такими как виртуальные визитные карточки или фотографии.

Режим чтения / записи

Режим чтения / записи позволяет устройствам с поддержкой NFC считывать информацию, хранящуюся в NFC-тегах (или метках), встроенных в интеллектуальные плакаты и дисплеи, или взаимодействовать с другим NFC-устройством в режиме чтения / записи. Инициирующее устройство может считывать данные со второго устройства или записывать данные на него.

С помощью тегов можно читать расписания транспорта, получить доступ к специальным рекламным предложениям, считывать туристические метки и маршруты и прочее.

Активная и пассивная коммуникация


Пассивная коммуникация

В режиме пассивной коммуникации есть устройство-инициатор, есть устройство-цель.
Инициатор производит электромагнитное поле на несущей частоте 13,56 МГц, которое позволяет обмениваться данными и посылает энергию к цели. Далее инициатор отправляет команду, используя прямую модуляцию поля. Прослушивающее устройство (пассивное или поллинговое) отвечает, используя модуляцию с нагрузкой. Такой вид коммуникации используется во всех трех режимах работы NFC. В режиме пассивной коммуникации устройство-цель использует поле сгенерированное устройством-инициатором.

Активная коммуникация

В режиме активной коммуникации каждое устройство генерирует свое электромагнитное поле. Устройство-инициатор генерирует электромагнитное поле на несущей частоте 13,56 МГц, использует амплитудную модуляцию для отправки команды, а затем отключает поле. Устройство-цель в ответ генерирует свое электромагнитное поле и точно также модулируя его отправляет ответ. Чтобы избежать столкновений, только отправляющее устройство излучает электромагнитное поле. Этот вид коммуникации используется только в режиме Р2Р.

Технические характеристики меток NFC

Метка NFC — это пассивное NFC устройство, которое поддерживает режим чтения/записи. По спецификации NFC Forum существуют 5 типов меток NFC.

Оборудование NFC

NXP Semiconductors

Если говорить о производителях микрочипов NFC, то прежде всего о крупнейшем разработчике микропроцессоров и микроконтроллеров NXP Semiconductors.

Для NFC-систем они выпускают все виды продуктов, начиная с пассивных меток и до активных NFC-контроллеров с встроенной программной оболочкой.

Пассивные метки
Эти небольшие пассивные метки на базе интегральной схемы являются наиболее рентабельным решением, когда у вас есть NFC-ридер или NFC-телефон в качестве активного устройства.

Метки имеют RF(radio frequency) интерфейс, который полностью комплементарен с NFC спецификацией, используют режим energy harvesting*, поэтому нет необходимости в установке батареи для питания пассивной NFC-метки.

NFC Frontend (NFC чип)
Интегральные схемы с NFC-интерфейсом. Дают возможность гибкой настройки NFC под вашу систему.

NFC-контроллер с настраиваемой прошивкой
Контроллер NFC — это микрочип с интерфейсом NFC плюс 32-битный микроконтроллер Cortex-M0, который может выполнять логику вашего приложения. Прошивка полностью кастомизирована под нужды заказчика.

NFC-контроллер с интегрированной прошивкой
Это готовое решение, которое объединяет интерфейс NFC с 32-битным Cortex-M0, микроконтроллер оснащен встроенной прошивкой, и оптимизирован для использования с ОС.

Пассивные NFC-метки

Рис. 4. Начинка NFC-метки.

У NXP это метки 2 типа по спецификации NFC Forum. Из рисунка понятно, что такая метка, несмотря на скромный размер, имеет при себе: антенну, радиочастотный модуль, интерфейс для связи с микроконтроллером, память EEPROM и модуль для сбора энергии. Память можно настроить на перезапись или защитить паролем, для  ограничения манипуляции с данными. Метки поддерживают алгоритм цифровой эллиптической криптографии (ECC), так называемую цифровую подпись, что добавляет дополнительный уровень безопасности и позволяет проверять подлинность данных без подключения к облаку. Поддерживают пассивный режим коммуникации, метки с дополнительным модулем сбора энергии не нуждаются в отдельном источнике питания.

У NXP это метки серии NTAG I²C plus и NTAG 213F/216F. Серия NTAG F обеспечивает основанные на стандартах функциональные возможности, идеально подходящие для сопряжения с другими устройствами NFC. NTAG I²C plus имеет интерфейс I²C для использования с микроконтроллером, поддерживает сбор энергии и режим модема.

NFC Frontends
Микрочипы CLRC663 plus, MFRC630 и SLRC610 в основном предназначены для использования в приложениях для работы с бесконтактными смарт-картами и метками, в то время как PN5180 предназначен для широкого применения в приложениях, работающих со всем, от смарт-карт до мобильных телефонов.
Библиотеки для встроенных систем, полностью совместимые со стандартами ISO / IEC, EMV и спецификациями NFC Forum, обеспечивают надежную работу и более простую сертификацию. Режим энергосбережения и такие функции, как обнаружение карты с низким энергопотреблением, продлевают срок службы батареи.  


Рис. 5. Начинка NFC Frontends (микрочипа NFC).

На рисунке схематично отображены модули, из которых состоит такой NFC микрочип: это NFC-интерфейс, встроенный модуль управления часами, и интерфейс для связи с микроконтроллером.

Ко всему выше сказанному, микрочип PN5180 предлагает самые передовые функции передатчика и приемника. Функции динамического контроля питания (DPC), адаптивного управления формированием волны (AWC), адаптивного управление приемником (ARC) и автоматическая обработка ошибок EMD, в соответствии с последними спецификациями ISO / IEC14443 и EMVCo, выполняются самим микрочипом без взаимодействия с другим микроконтроллером. Поддержка этих функций упреждает использование многозадачных операционных систем, например Linux или Android. Используя функцию DPC для автоматической оптимизации антенны, PN5180 улучшает производительность, при наличии рядом металла, других карточек или мобильных телефонов. Еще DPC помогает снизить энергопотребление и обеспечивает лучшую выходную мощность для больших расстояний считывания.

Контроллер NFC с настраиваемой прошивкой
Сочетая интерфейс NFC с передовым мощным микропроцессором ARM Cortex-M0 с частотой 20 МГц, контроллеры NFC PN7462, PN7362, PN7360 с настраиваемой прошивкой это лучший выбор для компактных систем, они позволяют добиться более высокой интеграции с вашей системой или приложением с меньшим количеством компонентов. Во флеш память может быть загружено уже полностью настроенное приложение, оптимизированная работа антенны в сочетании с низким энергопотреблением обеспечивают отличную производительность.

В этих контроллерах модулей уже побольше. Кроме уже известных: NFC-интерфейса, модуля внутренних часов, микропроцессора Cortex-M0 с флэш-памятью, тут есть модуль GPIO или низкоуровневый интерфейс ввода-вывода прямого управления, модуль шины SPI или последовательного периферийного интерфейса и модуль других интерфейсов, типа I2C, HSUART и другие.

Рис. 6. Начинка NFC контроллера с настраиваемой прошивкой.

В общем, эти контроллеры отлично упакованы.

Контроллер NFC со встроенной прошивкой
Разработанные для экономии времени при разработке системы, NFC-контроллеры PN7150 и PN7120 со встроенным программным обеспечением сочетают интерфейс NFC с передовым энергосберегающим микропроцессором ARM Cortex-M0 с частотой 20 МГц, имеют с предустановленные драйвера для Linux, Android и WinIoT.


Рис. 7.  Начинка контроллера NFC со встроенной прошивкой.

Микроконтроллер PN7150 использует более широкий диапазон напряжения питания, что дает  возможность использовать антенну меньшей площади без ущерба для производительности, поддерживает работу с метками 3 типа FeliCa, как в режиме чтения, так и в режиме эмуляции карт (для использования в Японии, Гонконге, Сингапуре и других странах азии, где Felica широко распространена).

Как это работает
Для разработчиков систем, оборудования и приложений, использующих NFC контроллеры NXP предлагают так называемые «комплекты разработчика» для программирования меток, чипов или загрузки в контроллер прошивки. Также вы можете использовать NFC Reader Library —  модульную многоуровневую библиотеку, которая содержит различные уже готовые API для интеграции NFC оборудования в приложения.

Если вы не можете определиться и решить какой же чип вам нужен, то достаточно просто ответить на следующие вопросы:

А тут огромная таблица по совместимости NFC продуктов NXP, их характеристики и прочее.

FMSH

На другом краю земли разработкой аналогичного оборудования занимается китайская компания Fudan Microelectronics Group. Они выпускают микрочипы для банковской системы на базе NFC технологий, умные датчики для измерительных приборов на базе интегральных схем ASIC, микрочипы для транспортных и социальных карт: FM11NT020, FM11NT0X1, FM11NT0X1D, FM11NC08.

Больше подробностей по этим чипам можно найти по ссылкам, хотя очевидно, что NFC для китайцев далеко не основной продукт.

Отраслевые решения использования NFC

Маркетинг

Карты лояльности
Сейчас распространены приложения, так называемые «электронные кошельки» для скидочных карт, типа такого. Туда можно сохранять образы (фото) карт лояльности с номером карты или со штрих-кодом, что, конечно, упрощает значительно жизнь, исключая необходимость носить с собой кучу карт. Прекрасное решение из 90-х.

Однако новый век неотвратимо наступает, и некоторые разработчики пошли дальше, например разработчики Google Pay, они интегрировали карты лояльности прямо в платежное приложение.

Речь об интеграции скидочных, бонусных, подарочных и других карт лояльности в мобильное приложение, позволяющее проводить бесконтактную оплату при помощи NFC.
Android Pay является основным примером коммерчески доступного платежного решения NFC, в котором реализованы методы для передачи данных о карте лояльности в систему торговой точки (POS) продавца.


Рис. 8. Приложение Google Pay.

Основным преимуществом этих дополнительных возможностей является упрощение процесса оформления заказа как для потребителя, так и для продавца, теперь возможные скидки по карте лояльности будут учитываться прямо во время оплаты заказа, никаких вам «а теперь приложите бонусную карту». Тем-же одним касанием возможно начисление бонусных баллов на карту или оплата ими покупки. Еще одно преимущество это более надежная передача данных, чем при использовании штрих-кодов. Штрих-коды представляют собой единый элемент и должны считываться определенным образом, что может вызывать проблемы если на вашем смартфоне поцарапан или разбит экран или используется защитное стекло. Также проблемы со считыванием могут возникнуть в условиях яркого освещения, например на улице, или когда яркость экрана понижена.

Сами сканеры штрих кодов, тоже бывают разные по качеству и скорости считывания.


И далеко не все сканеры штрих-кодов могут считывать штрих-код с экрана смартфона


Внедрение карт лояльности и бонусов на основе NFC выгодно всем потребителям, продавцам и брендам:  

  • меньше пластиковых карт в кармане у потребителя;
  • потребители всегда при своих бонусах и скидках;  
  • компании и руководители программ лояльности могут более точно следить за активностью клиентов;
  • процесс начисления или списания бонусов происходит быстрее, сокращается время ожидания в очереди;
  • более быстрый процесс больше продаж в часы пик;
  • передача данных с использованием NFC более надежна, чем сканирование штрих-кода.

Реализация
Карты лояльности сохраняются в платежном приложении вместе с привязанной банковской картой и используются в режиме эмуляции карты NFC. Эти данные хранятся в защищенном элементе (Security Element или SE) в телефоне. Вкратце, SE — это защищенная от взлома платформа, как правило, это чип с памятью, которая позволяет безопасно хранить конфиденциальные данные, защищенные криптографическими ключами. SE может быть интегрирован в SIM-карту, выпущенную мобильной сетью пользователя, или чипом, встроенным в телефон производителем устройства. Эта реализация хранит учетные карт лояльности в том же домене безопасности, что и данные платежной карты, привязанные к платежному приложению.

И хотя данные карт лояльности, не то чтобы жизненно необходим безопасно хранить, но при хранении в SE они защищены от стирания или изменения другими приложениями.

Проблемы

  • Емкость SE ограничивает количество данных, которые можно в нем хранить.
  • Платежные терминалы и POS-системы должны быть оборудованы программным обеспечением для поддержки приложений лояльности NFC.
Купоны и рекламные предложения
Цифровые купоны не так распространены, как карты лояльности, но работают практически аналогично, только купон привязан к мобильному приложению магазина, а не к платежному приложению. т.е. для использования какой-то акции магазина вам надо сначала установить его мобильное приложение и из этого приложения активировать скидку или купон. Далее идет обращение к платежному приложению, и оплата с использованием эмуляции карты NFC.

Преимущества такие же, как и в случае карт лояльности.

Реализация
Одним из вариантов реализации использования маркетинговых программ с технологиями NFC, это использование меток NFC в рекламных плакатах со специальной скидкой с привязкой к мобильному приложению магазина.

Проблемы
Проблемы общие для купонов и карт лояльности.

Идентификация и доступ

Гостиничный бизнес
NFC имеет широкое применение в гостиничном бизнесе. Речь, конечно, не только о гостиницах, если взять какой-то более широкий смысл, то технологию NFC используют для контроля доступа или удостоверения личности. NFC обеспечивает контроль доступа к определенным помещениям или группам помещений, в первую очередь это конечно гостиничный номер, но в зависимости от привилегий клиента он может получать доступ к SPA зоне, или любая другая зона или помещению, где доступ ограничен. NFC также может помочь отельерам или владельцам помещений в контроле пропускной способности, отслеживая, сколько людей посещают определенную комнату или проходят через какую-то зону.

Решение для гостиничного бизнеса предлагает гостям абсолютно новый опыт. В зависимости от выбранного решения гости могут сами предварительно резервировать и бронировать номера с помощью своих мобильных устройств. По прибытии они могут использовать свой смартфон для заселения или расчета.

Когда гости приезжают в отель, они сразу проходят в свой номер и открывают дверь с помощью смартфона. Больше не нужно ждать в очереди на ресепшн после длительного путешествия. Никаких ключей или карт. Это решение безопасно, удобно и экономит время для всех.

И гости, и гостиничные компании, получают выгоду, от использования NFC в отеле. Например, гость может быстрее попасть в свой номер, если его смартфон будет запрограммирован на открытие замка номера, при наличии поддержки технологии NFC, к тому же это устраняет необходимость носить физический токен (например, карту или ключ).

В этом случае вы вряд ли забудете ключ внутри комнаты, по неофициальной статистике каждый второй человек не расстается со смартфоном.  А отели экономят на стоимости физических ключей.

В случае, когда NFC используется для контроля доступа, например на мероприятие, выставку или в какой-то развлекательный комплекс, владельцы могут сократить расходы, проводя цифровую регистрацию посетителей вместо выпуска физических карточек, бейджей или билетов.

Реализация
Конечно внедрение технологии NFC в гостиничном бизнесе требует дополнительной инфраструктуры. Чтобы использовать технологию NFC, потребители услуг отеля  должны пользоваться мобильными устройствами с поддержкой NFC, а отельеры должны иметь программное и техническое оснащение, которое позволит запрограммировать смартфон посетителя. Иначе говоря, в инфраструктуре отеля требуется использовать систему физического контроля доступа, т.е. считыватели дверей, совместимые с NFC, и программное обеспечение, способное управлять правами доступа пользователей и учетными данными.


На видео представлено сравнение классического пути регистрации и удаленной регистрации и доступа в гостиницу с помощью смартфона


А что касается использования технологии NFC в гостиничном бизнесе, и возможности регистрации гостя через его смартфон, то одними из первых эти решения стали внедрять у себя Hilton Hotels. Или вот эксперимент по внедрению этой технологии в отеле Clarion в 2013 году.

Проблемы

  • Гостиницы или другие объекты должны быть оборудованы считывателями NFC.
  • Прибыль от внедрения должна покрывать расходы на оснащение дверей считывающими устройствами NFC и поддержку программного обеспечения.
  • Для достижения масштабного развертывания потребители должны использовать телефоны с поддержкой NFC.
  • Безопасность имеет решающее значение, поскольку предоставленные учетные данные используются для авторизации доступа к гостиничным номерам в которых как правило хранятся ценности посетителей.
Физический контроль доступа
Индустрия систем контроля и управления доступом (СКУД) разрабатывает решения для различных сегментов рынка, для которых в качестве идентификаторов исторически использовались низкочастотные RFID-метки, используемые с приложениями, которые позволяют подключенным в систему точкам доступа считывать метки и проверять сервер (или управляющий контроллер) в режиме реального времени для подтверждения доступа.

В течение последних нескольких лет индустрией были предприняты серьезные усилия по обновлению этой инфраструктуры и переходу от поддержки только RFID оборудования низкочастотного диапазона к более функциональным высокочастотным устройствам, совместимым с ISO / IEC 14443. Это дает возможность выполнять дополнительные функции, кроме обычного контроля доступа, такие как оплата проживания, создание пропуска, проверка личности и предоставление других разрешений.

Наиболее известной реализацией стандарта стало семейство смарт карт Mifare.


Если мы говорим про СКУД не нужно забывать что основным устройством, будет контроллер, который тоже должен поддерживать соответствующий функционал. Основной требуемый от контроллера функционал это — бесшовно работать с криптозащищенными секторами смарт-карт.

Современные облачные сервисы позволяют поставщикам продуктов и услуг доступа просто и безопасно портировать свои приложения для смарт-карт на смартфоны. Все права и функции, связанные с бесконтактной картой контроля доступа, могут обрабатываться смартфоном.


Смартфоны, поддерживающие NFC, могут хранить и предоставлять учетные данные доступа считывателям, которые поддерживают карты бесконтактного доступа, соответствующие ISO / IEC 14443.

Учетные данные могут быть сгенерированы в режиме реального времени  и храниться в SE или в приложении с поддержкой HCE.
Смартфон, среди прочих функций, становится устройством открывания дверей, электронным билетом или системой отслеживания пользователей и посещаемости.

Контроль доступа на основе NFC катастрофически удобен для управления физическим доступом для большого количества территориально распределенных объектов. Например поставщики коммунальных услуг регулярно сталкиваются с проблемой одновременного управления многочисленными объектами и огромным количеством персонала. Это традиционно означает, что необходимо поддерживать огромное количество замков, а ключи от которых находятся в постоянном обращении.


В том числе огромным преимуществом использования смартфона с NFC в качестве ключа, является возможность использования замков, для которых источником питания будет выступать смартфон в момент идентификаций передающий на замок достаточно питания для его разблокировки.

Реализация
Частично реализация физического контроля доступа описана в пункте «Гостиничный бизнес».


Самым, наверное, распространенным примером использования технологии NFC в контроле физического доступа будут обычные домофоны, где в брелок зашивается метка с ключом, а в устройстве на двери стоит считыватель NFC меток.

Проблемы
Кроме проблем, описанных в разделе «Гостиничный бизнес», есть еще несколько.

Поддержка NFC производителями смартфонов до сих пор относится к аппаратам премиум-сегмента. Кроме того, некоторые телефоны имеют неоптимальное расположение и дизайн антенны, что дает в результате низкое качество считывания.

Поэтому технология NFC используется в связке с Bluetooth в качестве бесконтактного протокола. Bluetooth доступен практически на всех смартфонах, у этого протокола больший радиус действия. И производители оборудования систем контроля доступа включают поддержку Bluetooth в дополнение к стандарту ISO / IEC 14443 и NFC.

Посадочные талоны
В 2011 году Международная ассоциация воздушного транспорта (IATA) объединилась с GSMA, организацией, которая представляет интересы операторов мобильной связи по всему миру для публикации «Преимущества NFC для авиаперевозок», в котором обсуждалось потенциальное использование и преимущества NFC в авиационной отрасли. Позднее, в 2013 году, IATA и NFC Forum совместно опубликовали «Справочное руководство NFC для авиаперевозок».

Документ, разработан в качестве руководства для авиакомпаний по определению видов использования, преимуществ и вариантов реализации.
Среди преимуществ описывалась возможность ускоренного перемещения и поддержка вспомогательных услуг (например, оплата сборов за провоз багажа, приоритетный ускоренный доступ для транзитных пассажиров или пассажиров бизнес-класса, оплата наземного транспорта).

Потенциальные приложения должно было включать в себя:  регистрацию багажа, автоматическую проверку документов, выписку нового посадочного талона на отмененные или задержанные рейсы. Т.е. это практически исключало необходимость обращаться на стойку регистрации для получения бумажного посадочного талона и сдачи багажа.

Реализация
Сейчас технология, принятая авиакомпаниями во всем мире и внедренная в аэропортах по всему миру это штрих-код или ​​QR-код на посадочном талоне и соответствующие оптические считыватели на пунктах досмотра и посадки.

Переходя от штрих-кодов к NFC, GSMA предлагает хранить учетные данные посадочных талонов в SE или защищенных элементах, которые имеют уникальные ключи шифрования, обеспечивая таким образом безопасность и целостность. Некоторые авиакомпании, в частности шведская авиакомпания SAS, используют другой подход: вместо хранения данных, представляющих посадочные талоны на защищенном элементе внутри смартфона, они хранят данные, представляющие пользователя, а именно учетные данные часто летающих пассажиров, в мобильном приложении с поддержкой HCE. HCE или Host Card Emulation это технология эмуляции карты при которой SE находится в облаке. В сочетании с подключенными к сети считывателями NFC на пункте регистрации на рейс учетные данные пользователя можно получить из облака для получения посадочного талона. Однако, в этом случае обязательное условие бесперебойной работы такой системы это подключение к сети.

Проблемы

  • Отсутствие инфраструктуры в аэропортах.
  • Если авиакомпанией используются технология HCE, то пользователь смартфона должен обязательно быть подключен к интернету в момент регистрации по NFC.
Ограничение доступа к двигателю автомобиля
Приложение на устройстве с поддержкой NFC может превратить ваш смартфон в ключ автомобиля, придав новый смысл термину «бесключевой доступ». Поднеся мобильное устройство с NFC к ручке двери водителя, можно заблокировать и разблокировать автомобиль. Размещение телефона на специальном месте, которое является также площадкой беспроводной зарядки, на приборной панели внутри автомобиля включает зажигание.

Реализация
Внедрение технологии NFC внутрь автомобиля началось примерно с 2016 года, когда первые автомобили с бесключевым доступом через мобильное устройство были представлены на автосалоне в Детройте. Сначала это были автомобили премиум-класса, Mersedes-Benz и Audi. Но на сегодняшний день многие автомобильные концерны взяли NFC на вооружение.


В 2018 году организация Car Connectivity Consortium, которая занималась разработкой протокола «цифрового ключа» для использования в автомобильных системах объявила о выпуске спецификации Digital Key Release 1.0. По сути эта организация объединяет производителей автомобилей и мобильных устройств для того, чтобы внедрить технологию цифрового ключа на регулярной основе в автомобильную инфраструктуру.

В этом протоколе обещают поддержку следующих функций:

  • Разблокировка автомобиля — устройство доступа должно быть в непосредственной близости от автомобиля
  • Заблокировать автомобиль
  • Запустить двигатель — устройство доступа должно находиться в автомобиле
  • Аутентификация пользователя
  • Отзыв цифрового ключа у другого пользователя
  • Цифровой обмен ключами — удаленный и одноранговый
  • Свойства цифрового ключа — ограничение использования (общего) ключа


Рис. 9. Взаимодействие устройства NFC и автомобиля. Car OEM — производитель автомобиля. TSM — доверенный менеджер услуг (поставщик ключей). Mobile UI — мобильный интерфейс. TUI — доверенный интерфейс. TEE — доверенная среда исполнения. Secure Element — защищенный элемент. SE issuer — эмитент защищенного элемента. SE issuer agent — исполняемое приложение эмитента защищенного элемента.  NFC — чип NFC.

По схеме видно, что стандартизированный интерфейс позволяет обращаться к SE, где хранится цифровой ключ, и через NFC мобильного устройства передавать его автомобилю. Датчик NFC в автомобиле устанавливают в ручке двери водителя и на передней панели, под специальной площадкой.

Вот тут разработки NXP в области безопасного бесключевого доступа к автомобилю.
А тут про безопасную автомобильную архитектуру.


Проблемы
Проблема в том, что внедрение такой технологии в инфраструктуру автомобиля скажется на стоимости модели в сторону увеличения. И еще безопасность. Хотя производители устройств с технологией NFC уверяют, что это она из наиболее безопасных технологий, ввиду очень ограниченного радиуса действия ее практически невозможно просканировать удаленно, считывающее устройство должно находиться на расстоянии максимум 10 сантиметров, а цифровой ключ хранится в защищенном элементе мобильного устройства. Ограниченный радиус действия, кстати, с другой стороны, тоже может быть определенной проблемой, потому что телефон надо будет поднести прямо к ручке двери автомобиля, уже не откроешь машину стоя у магазина с полными пакетами в руках, как с кнопки брелка.

Контроль качества
С приходом интернета границы рынка (внешнего или внутреннего) для конечного пользователя стерлись. Нет сейчас дефицитных товаров типа американские джинсы или польские сапоги, которые папа из командировки привез. Можно купить какие угодно джинсы на любой кошелек. А с выходом на мировой рынок китайских народных умельцев появилось много такого, которое как Луи Витон, только в 10 раз дешевле или как Адидас, только Абибас. В России ежегодный объем контрафактной торговли оценивается в $4 миллиарда долларов. Согласно информации, опубликованной на сайте Таможенного информационного сервера, чаще всего объектами контрафакта являются лекарства, алкоголь, табачная продукция, одежда, обувь, минеральные воды и соки, автозапчасти. При этом доля незаконного оборота таких товаров в некоторых секторах доходит до 40%.

Производители пользуются разными методами защиты своего продукта, например, голографические наклейки, QR-коды, штрих-коды. Защиту на основе графического элемента все-таки легко подделать, производители пошли дальше и стали использовать NFC метки.

Рис. 10. Использование меток для контроля качества товаров. Customer CMS — клиентское приложение. Product with NFC — продукт с меткой NFC. NDEF — формат данных в метке. Customer URL — ссылка для проверки оригинальности, подлинности. NTAG 2GO Secure Services — сервисы проверки безопасности.

NFC метки устанавливаются на упаковку или на саму продукцию для подтверждения оригинальности товара. При наличии в телефоне приложения, которое может считать эту метку и показать информацию (NDEF или NFC Data Exchange Format формат данных, в котором информация хранится в метке), как правило это линк на сайт производителя, можно проверить оригинальность товара, каталожный номер, историю, и так далее. Особенно это распространено в фармакологии, когда от подделки может зависеть жизнь человека. Еще среди производителей элитных вин. Дорогих марок одежды, обуви и сумок.

Медицина

В  отчете, выпущенном технологическими аналитиками Transparency Market Research (TMR), здравоохранение является одним из самых быстрорастущих сегментов рынка для NFC, с коэффициентом CAGR (среднегодовой темп роста) 20,4%.

Кроме использования NFC в  системах контроля доступа, который был уже описан и касается медицинских учреждений в том числе, NFC может обеспечивать также безопасный логический доступ (к медицинской информации). Электронные данные нуждаются в такой же защите от несанкционированного доступа, как и физические бумажные картотеки. Использование NFC для управления доступом к компьютерам, планшетам и другим устройствам — это удобный и безопасный способ защиты данных.
Медицинские NFC браслеты на основе меток NFC позволяют отслеживать перемещение пациентов, это конечно относится больше к идентификации и системе контроля доступа, чем к здравоохранению. Медицинский персонал может в реальном времени узнать, где находится пациент, когда в последний раз его посещала медсестра или какое лечение назначил врач. Данные собираются и хранятся в базах данных с контролируемым доступом, эта система упрощает логистику, ведение больничной картотеки и предотвращает ошибки.

Также интеллектуальные идентификационные браслеты на основе NFC меток помогают в повседневных ситуациях людям с опасными для жизни состояниями, такими как диабет, астма или аллергия на продукты питания или лекарства. В экстренном случае этот браслет предоставит подробную информацию о заболевании, аллергиях и т.д. врачам скорой помощи. Один такой браслет уже был продемонстрирован HealthID Profile — вот подробности.

Еще одно применение медицинского браслета с NFC меткой это возможности для мониторинга пациента дома, поскольку браслет с поддержкой NFC можно настроить для отслеживания показателей жизнедеятельности. Пациент подключает браслет к смартфону или планшету, и медицинские данные передаются лечащему врачу. Люди с хроническими заболеваниями или с ограниченными возможностями могут реже посещать врача для контроля состояния, или пациенты после операции, могут вернуться домой раньше.

Еще один случай применения меток NFC в медицине (и не только) это контроль подлинности, лекарств в конкретном случае. Метка NFC добавляется на упаковку или в маркировку лекарства, используя мобильное устройство можно проверить подлинность лекарства, просмотреть подробную информацию о дозировках или прочитать о побочных эффектах и ​​взаимодействиях лекарства. Метка также может содержать веб-ссылку, которая направит за дополнительной информацией на сайт производителя, или поможет сделать заказ в онлайн-аптеке или связаться с медицинским работником.

Реализация
Внедрение NFC технологий в медицину практически все основано на связке метка-ридер. Метка может быть в любом форм-факторе, также медицинское учреждение должно быть оснащено считывателями NFC, которые передают информацию из NFC метки другим системам и базам данных.

Проблемы

  • Отсутствие инфраструктуры в медицинских учреждениях.
  • Регламенты и проблемы конфиденциальности пациентов.

Транспортная инфраструктура


Рис. 11. Эволюция транспортных билетов.
Legacy media — устаревшие билеты. New media — новые билеты (технологии). Paper tickets — бумажные билеты. Light interface — оптический интерфейс. Contactless cards — бесконтактные карты. Contactless interface — бесконтактный интерфейс. Mobile tickets — мобильные билеты. NFC interface — интерфейс NFC.

У всего есть эволюция, например, на этом рисунке показана эволюция транспортных билетов. Ручной труд давно канул в Лету, жетоны и бумажные билеты тоже. Потом, за ними и билеты с магнитной полосой и билеты со штрих-кодами. Сейчас эволюция транспортных билетов остановилась на бесконтактных транспортных картах. Расцвет эры NFC в транспортной инфраструктуре.

Вот тут NFC Forum white paper о применении NFC на транспорте. Очевидные преимущества от внедрения: простота использования, мультикарта, которая действует на несколько видов транспорта, можно пополнить баланс через приложение, а не стоять в очереди, экологичность и прочее.

Сейчас бесконтактные транспортные карты на базе меток NFC прочно вошли в транспортную инфраструктуру. Причем, такие карты работают не только в транспортной инфраструктуре городов, на горнолыжных курортах система подъемников тоже использует карты на базе NFC меток. Или туристические маршруты с фуникулерами. Пополнить карту можно в киоске по продаже транспортных билетов или онлайн, если у вас пополняемая карта.

Реализация
Мосметро анонсировали  услугу «Мобильный билет», в процессе предоставления сервиса участвуют операторы сотовой связи (ОАО «МТС», ПАО «Мегафон», ОАО «ВымпелКом») ООО «Бриз Технологии», ГУП «Московский метрополитен» (Метрополитен), ГУП «Мосгортранс». Операторы сотовой связи предоставляют потребителю SIM-карту со встроенным чипом NFC, SE и подключаемой услугой мобильного билета. В этом случае оплата за транспортный тариф происходит через NFC SIM-карты со счета мобильного номера в транспортное приложение. Оплата проезда осуществляется одним касанием телефона к валидатору транспортного оператора, т.е. для пользователя все просто.

Можно ли сделать так же, но без замены сим-карты? В первую очередь, мобильное устройство должно поддерживать NFC и SE. Во вторую очередь, платежное приложение должно напрямую работать с приложением транспортного оператора. Иными словами, если транспортную карту можно будет интегрировать в Google Pay. И Google Pay добавили такую возможность, но она пока что в каком-то полуживом режиме, по крайней мере транспортные карты действующие в России Google не понимает. Поэтому, нет.
А вот для Apple есть такая услуга. Apple Pay с Mastercard: простой и удобный способ оплаты. Оплатить проезд в метро и на МЦК с помощью Apple Pay можно в кассах, автоматах по продаже билетов, а также прямо на турникетах. Опять же, если у вас не мастеркард, то не забывайте транспортную карту.
Есть приложения для мобильных устройств, которые позволяют оплачивать проездной электронным платежом, инициализируя карту через NFC, например, «мой проездной». Подробности о работе тут.

Проблемы
Первая и очевидная проблема внедрения услуги электронного билета это в единообразии. В необходимости выбора единого стандарта и единого технического решения для всех транспортных операторов, моделей телефонов и т.д. Какие-то телефоны поддерживают SE, и NFC в целом, какие-то нет. Среди перевозчиков также существуют частные компании, со своими тарифами и системой оплаты (наличные!).

Игровая индустрия

NFC это легкий способ сделать игру интерактивной. В 2013 году Mcdonald’s воплотили идею детского интерактивного игрового стола, на основе NFC меток. Метки крепились к обычному столу под столешницей, они имитировали трассу для игрового приложения. В игре на смартфоне ребенок управлял машиной, которая должна проехать по этой трассе.


У компании Activision есть две серии игр, которые стабильно кормят их из года в год. Это, конечно же, серия игр Call of Duty, бьющая все возможные рекорды, а также серия детских продуктов под названием Skylanders. Родившийся как ответвление серии Spyro the Dragon, проект Skylanders превратился в самостоятельную серию, вышедшую на множестве платформ. Серия является настолько успешной, что глядя на неё, компания Disney потратила огромные деньги, чтобы сделать свою игру Disney Infinity, с аналогичным смыслом. А смысл в том, что герои в игре связаны с реальными физическими статуэтками этих героев. Статуэтка оснащена NFC меткой, эту фигурку надо купить и разместить на специальном портале, чтобы герой появился в игре. Это гениально. Доход от Skylanders  приносят далеко не продажи самой игры, а всех этих фигурок героев к ней.

Последователями этой идеи стали Disney Infinity и Nintendo Amiibo для консолей Nintendo.

Реализация
Из сказанного выше ясно, в игровой индустрии технологию NFC используют в виде меток, на которые записаны данные, которые импортируются в игровое приложение в виде героя или игрового поля.

Немного NFC-магии от NXP:
А вот тут решения NXP для NFC игр.
Еще фишки с программируемыми метками NFC используются в казино.

Проблемы

  • Пиратство. В этих метках не используется SE, поэтому в интернете можно найти все, в том числе и туториалы, как скопировать метку и играть без покупки фигурки.

IoT

IoT или Internet of things или интернет вещей, это отдельная глобальная тенденция. Это не просто утюг с вайфаем или чайник с блютусом, это не отдельная технология или алгоритм, это городская среда или умный дом, это множество технологий, алгоритмов и протоколов, которые делают жизнь человека лучше, экологичней и безопасней. Такая вот философия.

Рис. 12. NFC в мире IoT.
Connecting/Commissioning/Controlling — Подключение/Ввод в эксплуатацию/Контроль. Bluetooth pairing — подключение к устройству bluetooth. Joining Wi-Fi — подключение к сети Wi-Fi. Wireless Commissioning — ввод в эксплуатацию беспроводных устройств. Water metering — снятие показаний с приборов измерения расхода воды. Appliance Servicing — обслуживание приборов. Setting unconnected appliances — настройка неподключенных приборов. Appliance controlling — контроль работы приборов. Ambient setting — установка уровня освещенности и громкости. Disabling residenting alarm — отключение домашней сигнализации.

Большинство таких умных инфраструктур для дома вполне «юзерфрендли», не требуется покупать каких-то специальных промышленных контроллеров (разве что IoT-шлюз), программировать их, писать код, или делать что-то еще подобное.
В системах IoT используются различные приборы и датчики, которые имеют разные интерфейсы и различные механизмы подключения. Например, bluetooth требует сопряжения двух устройств, для подключения устройства через Wi-Fi к сети ethernet требуется ввод пароля или учетных данных сети. А некоторые датчики вообще не имеют интерфейса. Протокол NFC был разработан, как протокол tap-and-go (нажми и работай), что обещает легкость подключения устройств между собой.

Подключение устройств


Рис. 13. Подключение устройств IoT.
IoT Gateway — шлюз IoT. Wireless connectivity — беспроводная связь. NFC commissioning — ввод в эксплуатацию по NFC. Bluetooth LE — Bluetooth low energy (bluetooth с низким энергопотреблением). Wi-Fi сеть Wi-Fi. Wi-Fi router gateway — шлюз Wi-Fi.

Интеграция интерфейса NFC в шлюз IoT (по сути это микрокомпьютер, который в первую очередь работает как агрегатор всех устройств и информации от них, понимает различные протоколы связи, имеет интерфейс для удаленного управления смартфоном) позволяет беспрепятственно подключать все устройства к шлюзу — независимо от базовой технологии беспроводной связи.
Смартфон с поддержкой NFC, зарегистрированный в шлюзе, можно использовать в качестве «волшебной палочки» для передачи настроек устройствам, еще устройство может быть сброшено до заводских настроек или может быть выведено из сети касанием мобильного телефона, конфигурация одного устройства может быть скопирована на другое, что позволяет легко заменить старое устройство новым. NFC предоставляет стандартизированные механизмы, обеспечивающие все эти сценарии ввода в эксплуатацию.

Особенно это упрощает интеграцию в систему устройств, которые не имеют пользовательского интерфейса и дисплея для программирования настроек, например, лампочки, датчики безопасности и присутствия, электрические розетки и т.д.


Рис. 14. Подключение устройств IoT.
IoT Gateway — шлюз IoT. NFC Reader — считыватель NFC. NFC Tag — метка NFC. Device in NFC reader proximity — устройство в непосредственной близости от считывателя NFC. Power on — включено. AES-128 Encrypted Communication — подключение, зашифрованное алгоритмом AES-128.

Сопряжение
Отдельно стоит выделить удобство использования NFC в сетях Bluetooth и Wi-Fi в качестве механизма сопряжения и интегрирования устройства в сеть. Это относится не только к умным домам. Можно подключить мобильный телефон к сети Wi-Fi в общественной сети. Подключить к мобильному телефону Bluetooth-аксессуар через NFC, например, фитнес-трекер, гарнитуру, динамик, беспроводное соединение Bluetooth используют миллиарды интеллектуальных электронных объектов. В то время как технология Bluetooth обеспечивает удобство постоянной связи на расстоянии, но соединение двух устройств через Bluetooth может выводить из себя пользователя (меня вот выводит), когда надо искать эти устройства, потом сопрягать и вводить еще какой-нибудь код с коробки. Благодаря тесному сотрудничеству между NFC Forum и Bluetooth SIG, NFC помогает ускорить сопряжение Bluetooth, исключая длительный этап сопряжения. Теперь производители продуктов, использующие Bluetooth, могут кодировать информацию о настройках для сопряжения на тонкую гибкую метку NFC, встроенную в устройство с поддержкой Bluetooth, и обеспечивать мгновенное и безопасное соединение одним касанием другого устройства NFC.

Тоже самое и с подключением устройств к сети Wi-Fi, благодаря NFC Forum и Wi-Fi Alliance. Использование NFC меток облегчает подключение к беспроводной сети дома, в офисе, да везде. Владельцы магазинов и кафе защищают свои сети Wi-Fi с помощью пароля. Чтобы подключиться к сети Wi-Fi со смартфона, планшета или ПК, пользователь должен открыть настройки Wi-Fi, выбрать правильное имя сети (SSID), а затем ввести пароль. В апреле 2014 года Wi-Fi Alliance и NFC Forum объявили о технологических усовершенствованиях, которые могут устранить две ключевые проблемы при подключении к беспроводной сети: выбор имени сети и ввод пароля. Для достижения этой упрощенной возможности подключения стандартная информация о передаче обслуживания NFC Forum кодируется в тонкий гибкий тег NFC, который либо интегрируется в беспроводной маршрутизатор, либо монтируется на стене, или даже распространяется как визитная карточка. Как только пользователь подключает свое устройство NFC к метке NFC вся необходимая информация о конфигурации автоматически передается из метки NFC на мобильное устройство. С помощью простого прикосновения к метке NFC пользователи могут работать в Интернете быстрее, чем когда-либо.

Банковские карты

Чипы NFC используются не только в мобильных устройствах в режиме эмуляции карты, но и в самих пластиковых картах, для возможности бесконтактной оплаты, и еще в других распространенных устройствах с возможностью эмуляции вашей карты, типа кольца или браслета со встроенным чипом NFC.


Рис. 15. Этапы прохождения платжной транзакции.

В случае использования контактной карты, в ее чип зашивается платежное приложение банка-эмитента, которое через платежную систему взаимодействует с банком-эквайером продавца при проведении платежной транзакции, и персональные платежные данные клиента банка, на чье имя выпущена карта. Данные хранятся в зашифрованном криптоключами виде и защищены от перезаписи или изменения.

В работе бесконтактной карты добавляется NFC модуль, который обеспечивает бесконтактное соединение со считывателем банковских карт.

Что же происходит в случае эмулирования карты мобильным телефоном. Чтобы не записывать на чип SE в мобильном устройстве платежные приложения всех банковских карт, которыми пользуется владелец устройства, которые к тому же надо персонализировать, т.е. передать данные о выпущенных картах и хранить их в защищенном виде, была сформулирована роль TSM (Trusted Service Manager), который объединяет с одной стороны поставщиков услуг (Service Provider TSM), а с другой стороны чипы Secure Element (Secure Element Issuer TSM).

TSM — Trusted Service Manager — уникальный посредник, который владеет ключами. Это аппаратно-программный комплекс, предоставляющий технологические отношения между операторами связи и поставщиками услуг.

Рис. 16. Trusted Service Manager или TSM — доверенный поставщик услуг. Выполняет защищенную загрузку и менеджмент контента защищенного элемента (SE) для транспортных приложений, магазинов, мобильных операторов, банковских приложений, конфиденциальные данные держателя карты.

Ключевые услуги доверенной третьей стороны включают защищенную загрузку и менеджмент контента элемента безопасности, выполняемый при взаимодействии с провайдерами мобильных сервисов. Это могут быть банки, транспортные компании, поставщики и агрегаторы услуг. Удаленное управление приложениями, обычно выполняемое с использованием технологий беспроводной сотовой связи (over-the-air, OTA), включает установку и персонализацию приложений в элементе безопасности мобильного телефона, а также дальнейшее обслуживание установленных приложений на всем протяжении их жизненного цикла, равно как и сервисную поддержку. Подробнее о TSM здесь. Однако эта технология платежей все равно требовала присутствия физического защищенного элемента на мобильном устройстве. Что давало определенные ограничения, например, если производитель мобильного устройства не включил SE в свою платформу, в этом случае, требовалось менять SIM-карту на карту с поддержкой SE у мобильного оператора.

В 2012 году Дугом Йегером и Тедом Фифельски, основателями SimplyTapp, Inc. был придуман термин «эмуляция хост-карты» (Host Card Emulation ), который описывал возможность открытия канала связи между терминалом бесконтактных платежей и удаленным размещенным защищенным элементом, содержащим финансовые данные, данные платежной карты, позволяющие проводить финансовые операции в терминале торговой точки. Они внедрили эту новую технологию в операционной системе Android, начиная с версии 4.4. HCE требует, чтобы протокол NFC направлялся в основную операционную систему мобильного устройства, а не в локальную микросхему защищенного аппаратного элемента (SE). Итак, начиная с версии Android 4.4 KitKat управление платежными операциями взял на себя не физический элемент, а API, точнее Google Pay API. Эмуляция карты неотделима от понятия «токенизация», потому что это следующая ступень защиты платежных данных в виртуальном мире после TSM, который выдавал ключи. Токен — это ссылка (то есть идентификатор), которая сопоставляется с конфиденциальными данными через систему токенизации. Сопоставление исходных данных с токеном использует методы, которые делают невозможным обратное преобразование токенов в исходные данные вне системы токенизации, например, с использованием токенов, созданных при помощи случайных чисел. Т.е. вместо номера вашей карты API хранит токен, полученный от банка-эмитента, который бесполезен в том виде, в котором он хранится. Даже если его узнают третьи лица, воспользоваться им будет невозможно.

Рис. 17. Токенизация.
Когда вы вводите номер карты в мобильное приложение, обеспечивающее возможность мобльных платежей, например, номер карты 4111 1111 1111 1234, удаленный поставщик токенов (remote token service server) возвращает вместо номера карты токен вида 4281 **** **** 2819, который хранится в мобильном устройстве.

Токенизация при использовании Google Pay:

  1. Когда пользователь добавляет в Google Pay свою кредитную или дебетовую карту, приложение запрашивает у банка-эмитента токен. Затем Google Pay шифрует токенизированную карту, и она становится доступна для оплаты.
  2. При оплате клиент прикладывает свое мобильное устройство к терминалу или нажимает соответствующую кнопку в приложении. Google Pay отправляет токен и криптограмму, которая действует как одноразовый код. Платежная система проверяет криптограмму и соотносит токен с номером карты клиента.
  3. Для завершения транзакции ваш банк-эквайер и банк-эмитент покупателя используют данные клиента и расшифрованную информацию о его платеже

При этом:

  • Google Pay не обрабатывает и не авторизует транзакции. Сервис только токенизирует карты и передает токены и другую информацию о клиентах платежным системам.
  • Продавец является получателем платежей. Он обязан вести бухгалтерский учет и удерживать необходимые налоги.
  • Продавцу не нужно менять свою систему обработки платежей.

Безопасность

Если мы говорим о безопасности использования NFC, то это не подразумевает исключительно безопасные платежи, поскольку из предыдущего объемного раздела понятно, что платежами применение технологии NFC не ограничивается. Безопасность и защита данных, которые переданы метке или контроллеру или передаются третьей стороне, например POS-терминалу, или в инфраструктуру автомобиля, или в базу данных для идентификации, важны во всех областях применения технологии NFC.

Безопасный автомобиль

Раньше у вас был автомобиль и физический железный ключ от него на брелоке, все. Если ваш автомобиль хотели угнать, то разбивали стекло, вскрывали приборную панель, заводили машину двумя проводами, все, прощай автомобиль. Потом стали появляться бортовые компьютеры, электроника, иммобилайзеры.
Современный же автомобиль это технологичное пространство и инфраструктура для взаимодействия различных технологий. Автомобили оснащаются модулями Bluetooth, GPS, Wi-Fi, NFC, кроме тех, которые работают с внутренними протоколами и портами, типа OBD.

Если раньше максимальный риск для автомобиля представляло физическое проникновение и угон, то сейчас атаки стали удаленными. Вот тут и тут статьи о том, как хакеры воспользовались уязвимостями Jeep и Tesla S, а после этих случаев Fiat Chrysler отозвал 1. 4 миллиона автомобилей с подозрениями на те же уязвимости. Теперь максимальный риск это не угон автомобиля, а возможность перехвата управления удаленно и причинение вреда здоровью тех, кто находится в автомобиле.  

Рис. 18. Современный автомобиль использует различные протоколы связи.

Защита современного автомобиля строится на 5 элементах: безопасный интерфейс, безопасный шлюз, безопасная сеть, безопасная обработка данных, безопасный доступ.

Рис. 19. Безопасность автомобиля.
Secure interfaces — безопасный интерфейс. Secure Gateway — безопасный шлюз. Secure Network — безопасная сеть. Secure Processing — безопасная обработка данных. Secure Car Acces — безопасный доступ в машину.

Полный текст статьи NXP тут, там подробно рассматриваются защиты на уровнях с 1 по 4. Но нас интересует безопасность применения технологии NFC, раз уж статья об этом.

Технология цифрового ключа или SmartKey (или Digital Key) разработана таким образом, что ключ не хранится и не передается в открытом виде. Цифровой ключ, это какой-то оригинальный набор данных, которые производитель автомобиля зашивает в прошивку автомобиля вместе с набором функций, которые доступны по этому ключу. Он же (производитель автомобиля) является TSM (Trusted Service Manager) для пользователей ключа, т.е. пользователь не получает ключ от автомобиля, он получает набор зашифрованных данных, которые являются ключом к расшифровке оригинального ключа, и хранятся они в SE мобильного устройства, соответственно. NFC используется только для передачи этих зашифрованных данных автомобилю. Учитывая, что NFC работает на расстоянии около 10 см., практически невозможно просканировать и узнать эти данные. Еще важной частью архитектуры безопасности является TEE, это так называемая Trusted Execution Environment или безопасная среда исполнения,  является безопасной площадью основного процессора и гарантирует защиту кода и данных, загруженных внутри, в отношении конфиденциальности и целостности.


Рис. 20. Безопасный доступ в автомобиль по NFC.  Car OEM — производитель автомобиля. TSM — доверенный менеджер услуг (поставщик ключей). Mobile UI — мобильный интерфейс. TUI — доверенный интерфейс. TEE — доверенная среда исполнения. Secure Element — защищенный элемент. SE provider — провайдер защищенного элемента. SE provider agent — исполняемое приложение провайдера защищенного элемента.  NFC — чип NFC.

Безопасное хранение данных

Использование защищенного элемента
Конечно, об этом уже упоминалось в предыдущих разделах. Одним из вариантов хранения учетных данных карты и конфиденциальной информации на смартфоне является Security Element. Мы помним, что SE это физический чип, на который установлены апплеты каких-то приложений с конфиденциальными данными, например, апплет платежного приложения, транспортного и т.д. Этот чип может быть частью аппаратной платформы мобильного устройства, или SIM-карты, или даже SD-карты.

Также мы помним, что апплетами и данными на SE управляет TSM, доверенный менеджер услуг.


Рис. 21. Апплеты в защищенном элементе.

Любые конфиденциальные данные, например, данные, связанные с виртуальной картой, которые хранятся в SE, защищены так же, как и на физической бесконтактной карте. Однако есть одно важное отличие. SE постоянно подключен к смартфону и через смартфон к Интернету. Потенциал для атак намного выше, чем для реальной карты. К данным на обычной карте можно получить доступ, только если она оказывается рядом с бесконтактным считывателем, и только в том случае если бесконтактный считыватель был взломан. Из этого следует необходимость ограничить доступ к апплетам на SE.

И вот, еще одна некоммерческая организация, которая занимается разработкой спецификаций для безопасных цифровых экосистем в США, Global Platform выпустили спецификацию доверенной среды исполнения, или TEE. Эта среда, такой слой между ОС мобильного устройства и SE, в котором обмен данными и командами защищен. Вот тут спецификации Global Platform по криптографическим алгоритмам, системной архитектуре TEE и т. д.


Рис. 22 Trusted Execution Environment — доверенная среда исполнения.
GlobalPlatform TEE Internal API — внутренний API доверенной среды исполнения. Trusted Core Environment — доверенная среда ядра. Trusted Functions — доверенные функции. TEE Kernel — ядро доверенной среды исполнения. HardWare secure resources — аппаратные ресурсы безопасности. Hardware Platform — аппаратная платформа. Rich OS — операционная система. GlobalPlatform TEE client API — клиентские API доверенной среды исполнения. Rich OS application environment — основная среда исполнения приложений в операционной системе.

Вот тут серия семинаров SmartCardAlliance по основам безопасности NFC.

Использование технологии HCE
Последние версии операционной системы Android поддерживают Host Card Emulation или HCE. Использование HCE означает, что команды NFC можно направлять прямо в API, работающее в операционной системе мобильного устройства. Сама технология HCE не предъявляет требований, к хранению и обработке учетных или конфиденциальных данных, также HCE не предоставляет какие-либо методы обеспечения безопасности. Любая необходимая защита должна быть реализована поверх реализации HCE.

Приложение может пересылать команды NFC в любое место, доступное для смартфона. Это делает варианты реализации виртуальной карты практически безграничными — от полностью облачной карты до хранения (части) виртуальной карты в SE. Поскольку HCE не обеспечивает безопасность, эта технология используется совместно с уже известными TEE и токенизацией. TEE предоставляет сервисы безопасности и изолирует доступ к своим аппаратным и программным ресурсам безопасности от многофункциональной ОС и связанных приложений. Алгоритм токенизации подменяет конфиденциальные данные токеном, таким же по виду, но бесполезным для злоумышленника.

Безопасные платежи

Из всего написанного выше понятно, что применение технологии бесконтактной оплаты при помощи устройства NFC не опаснее обычной бесконтактной карты и даже не опаснее обычной контактной карты.

В народе ходят такие байки, то вроде вот у кого-то там карта бесконтактная лежала в заднем кармане брюк, а тут раз мимо кармана пронесли беспроводной терминал и прошло списание денежной суммы. Держите жуликов!  Технически, конечно, такое возможно, если беспроводной терминал, который размером с кирпич, спрятать в пакет, да подгадать, чтобы рассеянный покупатель убрал карту подальше от глаз, потом как-то незаметно провести эту махинацию с прикладыванием пакета к карману где спрятана карта… Ну, такое конечно, сомнительное жульничество. Для совсем мнительных есть изобретение, которое называется клетка Фарадея. Вкратце, оно служит для экранирования предмета от внешних электромагнитных полей. Это изобретение Фарадея взято в основу чехлов для экранирования ключей, карт, и подобных устройств NFC от возможности считывания без ведома владельца.

А вот тут SmartCardAlliance отвечает на вопросы безопасны ли бесконтактные платежи.

Безопасность меток NFC

Метки NFC подвержены следующим видам угроз.

Другие беспроводные технологии


Рис. 23. Сравнительная таблица беспроводных интерфейсов.

Что может сделать обычный человек, имея телефон с NFC

Речь не про взлом транспортных карт или что-то такое не очень законное. В разделе «Отраслевые решения» я привела примеры как NFC используют крупные компании, медицинские учреждения, транспортные перевозчики и прочее. Но какой толк от NFC обычному человеку, кроме эмуляции карты.

У NXP есть приложение для мобильных устройств — TagWriter, бесплатное для всех платформ. С его помощью можно читать и записывать метки. Сами метки продаются в виде карточек или в виде наклеек на интернет-площадках и стоят совершенно доступных денег.


Рис. 24. Приложение TagWriter от NXP.

На метку можно записать бизнес-контакт, например на метки в виде карточек, использовать как визитки. Можно записать настройку подключения к точке Wi-Fi или Bluetooth-устройству и наклеить на видное место, для удобства использования. К вам пришли гости и просят пароль от вайфай? Нет проблем, вон метка на холодильнике. Кто вообще помнит пароль от вайфай? На водонепроницаемую метку можно записать свой контакт и повесить на ошейник собаки. Я так сделала, это стоит дешевле, чем заказать гравировку жетона. Метки можно перезаписывать и оставлять сообщения. Кто вообще сейчас пользуется смс или, того лучше, бумажными записками? Нет времени на соцсети? Оставь сообщение в метке. «Суп в холодильнике. Купи хлеба. Буду поздно.»

Ну, и самое важное — ваше мнение

Ничто так сильно не мотивирует меня писать новые статьи как ваша оценка, если оценка хорошая я пилю статьи дальше, если отрицательная думаю, как улучшить эту статью. Но, без вашей оценки, у меня нет самого ценного для меня — обратной связи от вас. Не сочтите за труд, выберете от 1 до 5 звезд, я старался.

Ядерное оружие: Краткий обзор

Контактное лицо : Келси Давенпорт, Директор по политике нераспространения , (202) 463-8270 x102; Дэрил Г. Кимбалл, Исполнительный директор, (202) 463-8270 x107.

На заре ядерной эры Соединенные Штаты надеялись сохранить монополию на свое новое оружие, но секреты и технология создания атомной бомбы вскоре распространились. Соединенные Штаты провели свой первый испытательный ядерный взрыв в июле 1945 года и в августе 1945 года сбросили две атомные бомбы на города Хиросима и Нагасаки, Япония. Всего четыре года спустя Советский Союз провел свой первый испытательный ядерный взрыв. За ними последовали Соединенное Королевство (1952 г.), Франция (1960 г.) и Китай (1964 г.). Стремясь предотвратить дальнейшее расширение арсенала ядерных вооружений, Соединенные Штаты и другие страны-единомышленники заключили Договор о нераспространении ядерного оружия (ДНЯО) в 1968 году и Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний (ДВЗЯИ) в 1996 году.

Индия, Израиль и Пакистан никогда не подписывали ДНЯО и обладают ядерными арсеналами. Ирак инициировал секретную ядерную программу при Саддаме Хусейне до войны в Персидском заливе 1991 года.Северная Корея объявила о своем выходе из ДНЯО в январе 2003 года и с тех пор успешно испытала передовые ядерные устройства. Иран и Ливия ведут тайную ядерную деятельность в нарушение условий договора, и Сирия подозревается в том же. Тем не менее, успехи в области нераспространения ядерного оружия превышают количество неудач, и мрачные прогнозы десятилетней давности о том, что в мире вскоре появятся десятки ядерных вооружений, не сбылись.

На момент заключения ДНЯО ядерные арсеналы как Соединенных Штатов, так и Советского Союза/России исчислялись десятками тысяч.Начиная с 1970-х годов лидеры США и СССР/России вели переговоры по ряду двусторонних соглашений и инициатив по контролю над вооружениями, которые ограничивали, а затем способствовали сокращению размеров их ядерных арсеналов.

Сегодня Соединенные Штаты размещают 1357, а Россия размещает 1456 стратегических боеголовок на нескольких сотнях бомбардировщиков и ракет и модернизирует свои ядерные системы доставки. Боезаряды засчитываются с использованием положений нового договора СНВ, который был продлен на 5 лет в январе 2021 года.

Новый СНВ ограничивает каждую страну 1550 стратегическими развернутыми боеголовками и определяет одну развернутую боеголовку на каждый развернутый тяжелый бомбардировщик, независимо от того, сколько боеголовок несет каждый бомбардировщик. Боеголовки развернутых МБР и БРПЛ учитываются по количеству боеголовок на ракете. Каждая боеголовка может нести одну боеголовку.

И Россия, и Китай также обладают меньшим количеством нестратегических (т.н. тактических) ядерных боеголовок, на которые не распространяются какие-либо договорные ограничения.

Китай, Индия и Пакистан разрабатывают новые баллистические ракеты, крылатые ракеты и системы доставки ядерного оружия морского базирования.Кроме того, Пакистан снизил порог для применения ядерного оружия, развивая возможности тактического ядерного оружия для противодействия предполагаемым индийским обычным военным угрозам. Северная Корея продолжает свою ядерную деятельность в нарушение ранее взятых на себя обязательств по денуклеаризации.

Ядерные государства мира имеют в общей сложности около 13 080 ядерных боеголовок. По оценкам, Северная Корея, девятое ядерное государство, произвела достаточно расщепляющегося материала для 40-50 боеголовок, хотя фактический размер ее запасов остается неизвестным.

Государства, обладающие ядерным оружием:

Государства, обладающие ядерным оружием (ГОЯО), — это пять государств — Китай, Франция, Россия, Великобритания и Соединенные Штаты, — официально признанные в соответствии с ДНЯО обладающими ядерным оружием. Договор признает ядерные арсеналы этих государств, но в соответствии со статьей VI ДНЯО они не должны создавать и поддерживать такое оружие навечно. В 2000 году ГОЯО взяли на себя «недвусмысленное обязательство… добиться полной ликвидации своих ядерных арсеналов.Из-за секретного характера, с которым большинство правительств относятся к информации о своих ядерных арсеналах, большинство приведенных ниже цифр представляют собой наилучшие оценки ядерных запасов каждого государства, обладающего ядерным оружием, включая как стратегические боеголовки, так и ядерные бомбы меньшей дальности и меньшей мощности, как правило. называют тактическим ядерным оружием.

Китай

  • Всего около 350 боеголовок.
  • В 2020 году Министерство обороны США подсчитало, что в Китае имеется менее 200 действующих запасов ядерных боеголовок, но прогнозировалось, что это число может удвоиться в течение следующего десятилетия.С тех пор Китай ускорил свои ядерные разработки, и, по оценкам министерства обороны, по состоянию на 2021 год у Китая может быть до 700 доставляемых ядерных боеголовок к 2027 году и 1000 к 2030 году.

Франция

Россия :

  • Сентябрь 2021 г. Новая декларация о СНВ: 1458 стратегических боеголовок, развернутых на 527 межконтинентальных баллистических ракетах, баллистических ракетах подводных лодок и стратегических бомбардировщиках.

  • По оценкам Федерации американских ученых (ФАС), по состоянию на январь 2021 года военный арсенал России состоит примерно из 4497 ядерных боеголовок, а еще 1760 снятых с вооружения боеголовок ожидают демонтажа.

Соединенное Королевство

  • Около 225 стратегических боезарядов, из которых примерно 120 развернуты и 105 находятся на хранении. Соединенное Королевство обладает в общей сложности четырьмя атомными подводными лодками с баллистическими ракетами Trident класса Vanguard, которые вместе составляют его исключительно морское ядерное сдерживание.

США :

  • Сентябрь 2021 г. Новая декларация о СНВ: 1389 стратегических ядерных боеголовок, развернутых на 665 межконтинентальных баллистических ракетах, баллистических ракетах подводных лодок и стратегических бомбардировщиках.

  • Соединенные Штаты также располагают примерно 100 ядерными гравитационными бомбами B-61, которые развернуты на шести базах НАТО в пяти европейских странах: Авиано и Геди в Италии; Бюхель в Германии; Инджирлик в Турции; Кляйне Брогель в Бельгии; и Фолькель в Нидерландах.Общий предполагаемый запас B-61 в США составляет 230.

  • 5 октября 2021 г. Государственный департамент США опубликовал объявление о рассекречивании, в котором указано, что общее количество «активных» и «неактивных» боеголовок США по состоянию на сентябрь 2020 г. составляет 3750. Данные о запасах не включают списанные боеголовки и боеголовки, ожидающие демонтажа. По оценкам ФАС, 1750 списанных боеголовок ожидают демонтажа, в общей сложности 5550 боеголовок на начало 2021 года.


Владельцы ядерного оружия, не являющегося участником ДНЯО:

  • Индия, Израиль и Пакистан никогда не присоединялись к ДНЯО и, как известно, обладают ядерным оружием.
  • Индия впервые испытала ядерное взрывное устройство в 1974 году. Это испытание побудило Пакистан активизировать работу над своей секретной программой создания ядерного оружия.
  • Индия и Пакистан публично продемонстрировали свои ядерные возможности, проведя серию ядерных испытаний «око за око» в мае 1998 года.
  • Израиль публично не проводил ядерных испытаний, не признает и не отрицает наличия ядерного оружия и заявляет, что он не будет первым, кто разместит ядерное оружие на Ближнем Востоке.Тем не менее повсеместно считается, что Израиль обладает ядерным оружием, хотя точно неясно, сколько именно.

Следующие оценки арсенала основаны на количестве расщепляющегося материала — высокообогащенного урана и плутония — которое, по оценкам, произвело каждое из государств. Делящийся материал является ключевым элементом для создания ядерного оружия. Считается, что Индия и Израиль используют плутоний в своем оружии, а Пакистан использует высокообогащенный уран.

Индия Приблизительно 156 ядерных боеголовок.
Израиль : Приблизительно 90 ядерных боеголовок, с расщепляющимся материалом до 200.


Государства, заявившие о выходе из ДНЯО:

Северная Корея присоединилась к ДНЯО как государство, не обладающее ядерным оружием, но объявила о своем выходе из ДНЯО в 2003 г. — шаг, который не был юридически признан другими государствами-участниками ДНЯО.Северная Корея провела испытания ядерных устройств и баллистических ракет, способных нести ядерное оружие. Сохраняется неопределенность в отношении того, сколько ядерных устройств собрала Северная Корея.

Северная Корея :

  • По оценкам на январь 2021 г., примерно 40-50 боеголовок.
  • Несмотря на высокую степень неопределенности в отношении запасов и производства расщепляющихся материалов в Северной Корее, особенно в отношении обогащения урана, по оценкам, в Северной Корее имеется 20–40 кг плутония и 250–500 кг высокообогащенного урана.Расчетного годового производства делящихся материалов хватит на 6-7 единиц оружия.
  • Северная Корея использует свой 5-мегаваттный тяжеловодный реактор с графитовым замедлителем для извлечения плутония для своих ядерных боеголовок и делает это с перерывами с августа 2013 года. С 2016 года на северокорейском перерабатывающем предприятии также периодически велась деятельность, что указывает на то, что Пхеньян, вероятно, выделил плутоний из отработанного топлива реактора.
  • В Северной Корее в 2010 году была открыта центрифужная установка.Вполне вероятно, что Пхеньян использует этот объект для производства высокообогащенного урана для оружия. Разведка США предполагает, что в Северной Корее есть несколько дополнительных центрифужных установок.

Государства, вызывающие непосредственную озабоченность в связи с распространением:

До реализации Совместного всеобъемлющего плана действий Иран осуществлял программу обогащения урана и другие проекты, которые давали ему возможность производить расщепляющийся материал бомбового качества и разрабатывать ядерное оружие, если он того пожелает.Иранская программа обогащения урана продолжается, но она ограничена ядерной сделкой. Иран предпринял шаги по нарушению этих ограничений в ответ на выход США из СВПД и повторное введение санкций, но утверждает, что не намерен заниматься ядерным оружием. Ядерная программа Ирана по-прежнему находится под гарантиями МАГАТЭ, включая постоянное наблюдение за некоторыми объектами, установленное СВПД.

В 2007 году Израиль разбомбил объект в Сирии, который, по широко распространенному мнению, был ядерным реактором, строящимся при содействии Северной Кореи.Сирия отказалась сотрудничать с Международным агентством по атомной энергии в попытках расследования.

Иран :

  • Нет известного оружия или достаточных запасов расщепляющихся материалов для создания оружия.
  • Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ), учреждение, отвечающее за проверку того, что государства не создают ядерное оружие незаконным путем, в 2003 году пришло к выводу, что Иран предпринял тайную ядерную деятельность для создания потенциала для собственного производства расщепляющихся материалов.
  • 90 045, июль 2015 г.: Иран и шесть мировых держав заключили долгосрочное соглашение о проверке и значительном сокращении возможностей Ирана по производству материалов для ядерного оружия.
  • В рамках этого соглашения МАГАТЭ и Иран завершили расследование прошлой деятельности Ирана, связанной с ядерным оружием. Агентство пришло к выводу, что у Ирана была организованная программа создания ядерного оружия до 2003 года. Некоторые из этих действий продолжались до 2009 года, но не было никаких признаков того, что деятельность по созданию оружия имела место после этой даты.
  • В 2020 году МАГАТЭ начало новое расследование возможной незаявленной ядерной деятельности Ирана. Хотя расследование касается материалов и деятельности за период до 2003 года, перед Агентством по-прежнему стоит задача определить, какие материалы или деятельность, если таковые имеются, были исключены из первоначальных заявлений Ирана МАГАТЭ. На заседании Совета управляющих в июне 2020 года государства-члены МАГАТЭ приняли резолюцию, призывающую Иран полностью соблюдать проводимое расследование его прошлой ядерной деятельности.По состоянию на январь 2022 года расследование МАГАТЭ прошлой ядерной деятельности Ирана продолжается.

Сирия :

  • Сентябрь 2007 г.: Израиль нанес авиаудар по тому, что, по утверждению официальных лиц США, было строительной площадкой исследовательского ядерного реактора, подобного северокорейскому реактору в Йонбёне.
  • Масштабы сирийско-северокорейского ядерного сотрудничества неясны, но считается, что оно началось в 1997 году.
  • Расследования в США.С. утверждает, что обнаружил следы незадекларированных искусственных частиц урана как на месте разрушенного объекта, так и на заявленном сирийском исследовательском реакторе.
  • Сирия не сотрудничала должным образом с МАГАТЭ для выяснения характера разрушенного объекта и усилий по закупкам, которые могут быть связаны с ядерной программой.


Государства, имевшие когда-то ядерное оружие или ядерно-оружейные программы:

  • Беларусь, Казахстан и Украина унаследовали ядерное оружие после распада Советского Союза в 1991 году, но вернули его России и присоединились к ДНЯО как государства, не обладающие ядерным оружием.
  • Южная Африка тайно разработала, но впоследствии демонтировала небольшое количество ядерных боеголовок, а также присоединилась к ДНЯО в 1991 году.
  • Ирак имел активную программу создания ядерного оружия до войны в Персидском заливе 1991 года, но был вынужден демонтировать ее под наблюдением инспекторов ООН. Вторжение США в Ирак в марте 2003 года и последующий захват иракского лидера Саддама Хусейна окончательно положили конец стремлению его режима к ядерному оружию.
  • Ливия добровольно отказалась от своих секретных разработок ядерного оружия в декабре 2003 года.
  • Аргентина, Бразилия, Южная Корея и Тайвань также отложили программы создания ядерного оружия.

Источники: Ассоциация по контролю над вооружениями, Федерация американских ученых, Международная группа по расщепляющимся материалам, Министерство обороны США, Государственный департамент США и Стокгольмский международный институт исследования проблем мира .

Справочная информация об исследовательских и испытательных реакторах

Версия для печати

На этой странице:

Фон

Исследовательские и испытательные реакторы, также называемые «неэнергетическими» реакторами, – это ядерные реакторы, которые в основном используются для исследований, обучения и разработок.Эти реакторы вносят свой вклад почти во все области науки, включая физику, химию, биологию, медицину, геологию, археологию и науки об окружающей среде.

Комиссия по ядерному регулированию США регулирует 31 действующий исследовательский и испытательный реактор. Другие либо находятся в процессе удаления радиоактивных материалов с объекта (вывод из эксплуатации), либо ожидают вывода из эксплуатации. Реакторы, выводимые из эксплуатации, имеют лицензию на хранение остаточных радиоактивных материалов, а не на эксплуатацию реактора.Большинство исследовательских и испытательных реакторов в США находятся в университетах или колледжах. Министерство энергетики регулирует свои собственные исследовательские/испытательные реакторы.

Регуляторный надзор

Лицензирование

NRC лицензирует исследовательские и испытательные реакторы в соответствии с миссией NRC. Эти лицензии разрешают эксплуатацию реактора и владение радиоактивными материалами. NRC изменяет лицензионные требования посредством действий, которые включают:

  • продление лицензии
  • разрешений на вывод из эксплуатации
  • прекращение действия лицензии после завершения вывода из эксплуатации
  • переход на низкообогащенное урановое топливо
  • апгрейды мощности
  • изменения технических характеристик

По некоторым техническим вопросам и разработке стандартов безопасности NRC координирует свои действия с такими организациями, как Национальная организация испытательных, исследовательских и учебных реакторов, Американское ядерное общество и Международное агентство по атомной энергии.

Осмотр

Сотрудники NRC периодически проверяют каждый объект, чтобы убедиться, что лицензиаты эксплуатируют свои объекты в соответствии с требованиями безопасности и охраны агентства и условиями лицензии для конкретного реактора. NRC использует дифференцированный подход в своей программе инспекций, то есть менее частые и детальные инспекции на объектах, представляющих меньший риск. Существует два типа программ инспекций для действующих исследовательских и испытательных реакторов.

Существует два типа программ инспекций для действующих исследовательских и испытательных реакторов.

  1. Для реакторов, имеющих лицензию на эксплуатацию на уровнях мощности 2 мегаватта и выше, программа проверки выполняется ежегодно.
  2. Для реакторов, имеющих лицензию на эксплуатацию на уровне мощности ниже 2 мегаватт, программа проверки завершается каждые два года.

Инспекции действующих реакторов включают проверку:

  • Организационная структура
  • Операционная деятельность
  • Квалификация оператора реактора
  • Функции проверки и аудита 
  • Проектирование и контроль проектирования
  • Эксперименты
  • Радиация и защита окружающей среды
  • Обращение с топливом
  • Техническое обслуживание и наблюдение
  • Процедурный контроль
  • Транспорт
  • Готовность к чрезвычайным ситуациям
  • Контроль материалов и учет
  • Безопасность

Те реакторы, которые остановлены, но активно не выводятся из эксплуатации, проходят сокращенную программу инспекций каждые три года.Инспекции проверяют состояние реактора и ядерных материалов на месте. Эта программа инспекции включает проверку организации и кадрового обеспечения, функции проверки и аудита, переквалификацию оператора, радиологические обследования, надзор, готовность к аварийным ситуациям и другие области по мере необходимости.

NRC проверяет реакторы, находящиеся в процессе вывода из эксплуатации, на предмет отдельных аспектов программ и деятельности лицензиата в области безопасности. Это включает в себя изучение: организации и кадрового обеспечения, контроля работы, радиационной защиты, мониторинга выбросов станции, контроля конфигурации станции, программ аудита, аварийной готовности, обращения с радиоактивными отходами и транспортировки.С 1958 года NRC и его предшественница Комиссия по атомной энергии вывели из эксплуатации около 80 исследовательских и испытательных реакторов.

Если программа проверки выявляет нарушения требований, NRC принимает соответствующие принудительные меры. Программа инспекций NRC также включает в себя отслеживание заявлений о безопасности или проблемах регулирующих органов.

Лицензирование оператора

Чтобы получить лицензию, операторы исследовательских и испытательных реакторов должны обладать необходимыми знаниями, навыками и способностями для управления реактором как во время штатных операций, так и в аварийных ситуациях.В рамках начального процесса лицензирования оператора NRC готовит и проводит как комплексный письменный экзамен, так и практический эксплуатационный тест. Эти экзамены основаны на требованиях правил Комиссии (10 CFR, часть 55). NRC выдает шестилетние лицензии операторам, успешно прошедшим процесс проверки. Лицензия оператора ограничена реактором в определенном месте и не подлежит переносу; чтобы управлять исследовательским реактором в другом месте, человек должен пройти обучение на этом реакторе и сдать еще один экзамен на получение лицензии.

Лицензированные операторы должны поддерживать свой опыт в рамках программы переквалификации, которая охватывает как переподготовку по материалам, охватываемым при первоначальном лицензировании, так и обучение работе с новыми или модифицированными системами, процедурами и программами. Операторы должны проходить комплексный письменный тест каждые два года и ежегодный эксплуатационный тест, оба из которых разрабатываются и проводятся руководством реактора. NRC рассматривает эти экзамены как часть программы инспекций и определяет, соответствует ли оператор требованиям программы переквалификации.Каждые шесть лет операторы должны подавать заявку на продление лицензии. В рамках заявки руководство реактора должно подтвердить удовлетворительное участие в программе переквалификации.

Безопасность

Все исследовательские и испытательные реакторы спроектированы и эксплуатируются таким образом, чтобы с материалом было нелегко обращаться или его можно было рассредоточить, что защищает от потенциального радиоактивного облучения или кражи материала. Эти реакторы содержат ограниченное количество радиоактивных материалов на площадке и, следовательно, представляют низкий риск радиации и кражи ядерных материалов.NRC проверяет планы безопасности и аварийных мероприятий реактора, а также его эксплуатацию и конструкцию для обеспечения защиты здоровья и безопасности населения. Требования безопасности основаны на дифференцированном подходе с возрастающими требованиями к материалам, более привлекательным для кражи или утечки, а также к объектам, имеющим более крупные запасы радиоактивных материалов.

До 11 сентября 2001 г. на всех реакторах имелись планы или процедуры обеспечения безопасности, а также планы действий в чрезвычайных ситуациях в соответствии с требованиями NRC. После терактов 11 сентября NRC посоветовал лицензиатам рассмотреть возможность принятия дополнительных мер безопасности.Позже NRC ввела дополнительные меры безопасности в отношении исследовательских и испытательных реакторов письмом с подтверждающими действиями. Хотя подробности этих мер не публикуются из соображений безопасности, в целом они включают:

  • усовершенствования в проверке персонала;
  • системы контроля доступа на объект;
  • наблюдение за деятельностью на объектах;
  • сигнализаций или других устройств для обнаружения несанкционированного присутствия;
  • работоспособность систем связи;
  • обысков транспортных средств и посылок; и
  • усилена координация с соответствующими местными, государственными и федеральными ресурсами и правоохранительными органами для сообщения о необычных полетах или потенциальных угрозах.

NRC провела оценку планов, процедур и систем обеспечения безопасности и посредством инспекции подтвердила наличие соответствующих мер безопасности для защиты реакторов от кражи или саботажа. NRC продолжает инспектировать исследовательские и испытательные реакторы, чтобы обеспечить соблюдение всех правил NRC и защиту здоровья и безопасности населения. Кроме того, NRC поддерживает регулярную связь с другими федеральными агентствами, такими как ФБР и Министерство внутренней безопасности, для оценки потенциальных угроз для всех классов лицензиатов, включая исследовательские и испытательные реакторы.

Исследования и разработки

Ключевым продуктом исследовательского реактора является производимое им излучение, а не незначительное количество производимой тепловой энергии. Чаще всего это излучение (в основном нейтроны и гамма-лучи) используется для экспериментов. Некоторые эксперименты требуют большего количества излучения одного типа, чем другого. Количество и типы излучения можно контролировать, размещая различные типы «фильтров» между реактором и экспериментом или размещая эксперимент в разных местах относительно радиоактивного топлива в активной зоне.

Экспериментаторы используют различные типы оборудования, чтобы подвергнуть материал необходимым видам излучения. Экспериментальные установки включают в себя радиационные «корзины» внутри активной зоны, пневматические (пневматические) трубы (аналогичные системам, используемым на проходных блоках) и лучевые трубы (отверстия в защите вокруг реактора, которые могут направлять пучок излучения на эксперимент). Исследователи используют радиацию для изучения характеристик материалов, которые невозможно измерить иначе.

Одним из широко используемых типов экспериментов является рассеяние нейтронов .Излучение реактора направляется на исследуемый материал. То, как излучение взаимодействует и отражается или рассеивается от материала, дает информацию о структуре и свойствах. Рассеяние нейтронов является важным инструментом в экспериментах со сверхпроводниками, полимерами, металлами и белками. Исследователи могут анализировать молекулярную структуру, поверхности и границы раздела, измерять электронные и магнитные свойства, условия напряжения и деформации, а также измерять другие характеристики.

Нейтронная радиография — еще один экспериментальный метод. Это похоже на медицинский или стоматологический рентген. Эти эксперименты используются для определения структурной целостности аэрокосмических, автомобильных и медицинских компонентов.

Нейтронно-активационный анализ — еще один мощный инструмент, используемый для обнаружения очень малых (следовых) количеств материала. Он используется для измерения присутствия микроэлементов, таких как загрязнители окружающей среды, в почве, воде, воздухе и пищевых продуктах с точностью до нескольких частей на миллиард.Нейтронная активация также может использоваться для создания новых радиоактивных изотопов, таких как радиофармацевтические препараты (радиоактивный материал, используемый в медицине), и для обработки кремния перед его использованием в компьютерных чипах.

Исследовательские и испытательные реакторы также участвуют в медицинских исследованиях с использованием нейтронов для лечения раковых опухолей или создания радиоизотопов для исследований и терапии. Кроме того, исследовательские и испытательные реакторы облучают материалы, используемые на атомных электростанциях, чтобы оценить, как материалы меняются после воздействия радиации.Эти изменения важны для оценки функций безопасности и при рассмотрении вопроса о продлении лицензии для атомных электростанций.

Конструкция исследовательского и испытательного реактора и меры безопасности

Исследовательские и испытательные реакторы могут быть классифицированы по их замедлителю, материалу, используемому для замедления нейтронов, вызывающих ядерную реакцию. Типичные замедлители включают воду (h3O), тяжелую воду (D2O), полиэтилен и графит.

NRC в первую очередь имеет лицензии на водо-водяные реакторы, которые можно дополнительно классифицировать как реакторы бассейнового или резервуарного типа.Реакторы бассейнового типа имеют активную зону, погруженную в открытый бассейн с водой. Бассейны обычно имеют около 20 футов воды над ядром, чтобы обеспечить охлаждение и радиационную защиту. В реакторах бассейнового типа за работающей активной зоной можно наблюдать через воду бассейна. Реакторы бакового типа имеют активную зону, которая находится в баке с водой, запаянном сверху.

Реакторы также можно классифицировать по типу используемого топлива, например MTR (пластинчатое топливо) или топливо TRIGA. Топливо TRIGA является уникальным топливом, поскольку замедлитель (водород) химически связан с топливом.

Все исследовательские и испытательные реакторы, лицензированные NRC, имеют встроенную функцию безопасности, которая снижает мощность реактора во время потенциальных аварий до того, как может быть достигнут неприемлемый уровень мощности или температура.

Исследовательские и испытательные реакторы обычно лицензируются NRC в соответствии с общей тепловой (тепловой) энергией, производимой реактором. Эти объекты имеют мощность от 0,10 Вт до 20 мегаватт-тепловой. Напротив, типичный коммерческий ядерный энергетический реактор имеет тепловую мощность 3000 мегаватт.Из-за такой большой разницы в вырабатываемой мощности последствия аварии на исследовательском и испытательном реакторе ограничены по сравнению с промышленным энергетическим реактором. По этой причине зоны аварийного планирования исследовательских реакторов для защиты населения от потенциальных радиологических аварий находятся в пределах зон, контролируемых владельцами — часто на границе помещения, в котором находится реактор.

Все исследовательские и испытательные реакторы оснащены радиационными мониторами, а более крупные установки оснащены мониторами, которые измеряют выбросы твердых частиц и газов в окружающую среду.

В отличие от электростанций, помещения управления исследовательскими и испытательными реакторами обычно находятся в конфайнменте или зоне содержания, где расположен реактор. Персонал установки и персонал работают в реакторном зале или здании во время эксплуатации. Большинство исследовательских и испытательных реакторов находятся в помещениях или зданиях со специальной системой вентиляции, и все они имеют системы, контролирующие выброс радиации.

Эти реакторы имеют системы отказобезопасного останова, которые контролируют состояние объекта, и до того, как возникнет небезопасное состояние, можно использовать управляющие стержни для быстрого снижения уровня мощности реактора.Существуют также резервные системы для остановки реактора, чтобы обеспечить дополнительную защиту населения.

Из-за низких уровней мощности, на которых работают исследовательские и испытательные реакторы, они не требуют или требуют минимального охлаждения в течение коротких периодов времени после останова. Кроме того, многие из этих реакторов работают по очень ограниченному графику и имеют ограниченное количество радиоактивного материала в наличии в любой момент времени.

Действующие исследовательские и испытательные реакторы

Aerotest Operations Inc., Сан-Рамон, Калифорния  
Радиобиологический научно-исследовательский институт вооруженных сил, Бетесда, Мэриленд,
Dow Chemical Company, Мидленд, Мичиган,
Компания General Electric, Сунол, Калифорния
Университет штата Айдахо, Покателло, ID
Университет штата Канзас, Манхэттен, KS
Массачусетский технологический институт, Кембридж, Массачусетс,
Национальный институт стандартов и технологий, Гейтерсбург, Мэриленд,
Государственный университет Северной Каролины, Роли, Северная Каролина,
Университет штата Огайо, Колумбус, Огайо,
Университет штата Орегон, Корваллис, OR
Пенсильванский государственный университет, Юниверсити-Парк, Пенсильвания,
Университет Пердью, Западный Лафайет, IN
Рид-колледж, Портленд, OR
Политехнический институт Ренсселера, Скенектади, Нью-Йорк,
Комиссия по атомной энергии Род-Айленда, Наррангансетт, Род-Айленд,
Техасский университет A&M, Колледж-Стейшн, Техас (два реактора)
Калифорнийский университет в Дэвисе, Сакраменто, Калифорния
Калифорнийский университет в Ирвине, Калифорния
Университет Флориды, Гейнсвилл, Флорида
Университет Мэриленда, Колледж-Парк, Мэриленд,
Массачусетский университет, Лоуэлл, Массачусетс,
Университет Миссури, Колумбия, Миссури,
Университет Миссури, Ролла, Миссури,
Университет Нью-Мексико, Альбукерке, NM
Техасский университет, Остин, TX
Университет Юты, Солт-Лейк-Сити, UT
Университет Висконсина, Мэдисон, Висконсин,
У.S. Геологическая служба, Денвер, CO
Университет штата Вашингтон, Пуллман, Вашингтон,

Дополнительная информация доступна на нашем сайте.

май 2020 г.

Страница Последнее рассмотрение/обновление Четверг, 30 декабря 2021 г.

Транспорт молекул между ядром и цитозолем — Молекулярная биология клетки

Ядерная оболочка окружает ДНК и определяет ядерный компартмент .Эта оболочка состоит из двух концентрических мембран, пронизанных комплексами ядерных пор (). Хотя внутренняя и внешняя ядерные мембраны непрерывны, они сохраняют различные белковые составы. Внутренняя ядерная мембрана содержит специфические белки, которые действуют как сайты связывания хроматина и белковой сети ядерной пластинки , которая обеспечивает структурную поддержку этой мембраны. Внутренняя мембрана окружена внешней ядерной мембраной, которая является продолжением мембраны ЭПР.Подобно мембране ЭПР, которая будет описана далее в этой главе, внешняя ядерная мембрана усеяна рибосомами, участвующими в синтезе белка. Белки, образующиеся на этих рибосомах, транспортируются в пространство между внутренней и внешней ядерными мембранами (периядерное пространство ), которое является продолжением просвета ЭПР (см. Рис. 1).

Рисунок 12-9

Ядерная оболочка. Двойная мембранная оболочка пронизана комплексами ядерных пор и переходит в эндоплазматический ретикулум.Рибосомы, которые в норме связаны с цитозольной поверхностью мембраны ЭР и внешней ядерной мембраной, представляют собой (подробнее…)

Двунаправленный обмен происходит непрерывно между цитозолем и ядром. Многие белки, функционирующие в ядре, включая гистоны, ДНК- и РНК-полимеразы, регуляторные белки генов и белки процессинга РНК, избирательно импортируются в ядерный компартмент из цитозоля, где они производятся. В то же время тРНК и мРНК синтезируются в ядерном компартменте, а затем экспортируются в цитозоль.Как и процесс импорта, процесс экспорта является избирательным; мРНК, например, экспортируются только после того, как они должным образом модифицированы реакциями процессинга РНК в ядре. В некоторых случаях транспортный процесс сложен: например, рибосомные белки образуются в цитозоле, импортируются в ядро, где они собираются вместе с новообразованной рибосомной РНК в частицы, а затем снова экспортируются в цитозоль как часть рибосомного белка. субъединица. Каждый из этих шагов требует селективного транспорта через ядерную оболочку.

Комплексы ядерных пор перфорируют ядерную оболочку

Ядерная оболочка всех эукариот перфорирована крупными сложными структурами, известными как комплексы ядерных пор . В клетках животных каждый комплекс имеет расчетную молекулярную массу около 125 миллионов и, как полагают, состоит из более чем 50 различных белков, называемых нуклеопоринами, которые расположены с поразительной октагональной симметрией.

Рисунок 12-10

Расположение комплексов ядерных пор в ядерной оболочке.(A) Небольшая область ядерной оболочки. В поперечном сечении комплекс ядерных пор, по-видимому, имеет четыре структурных строительных блока: столбчатые субъединицы, которые образуют основную часть стенки поры; (подробнее…)

В целом, чем более активно ядро ​​транскрипционно, тем больше поровых комплексов содержит его оболочка. Ядерная оболочка типичной клетки млекопитающих содержит 3000–4000 комплексов пор. Если клетка синтезирует ДНК, ей необходимо импортировать около 10 6 молекул гистонов из цитозоля каждые 3 минуты, чтобы упаковать новообразованную ДНК в хроматин, а это означает, что в среднем каждый комплекс пор должен транспортировать около 100 молекул гистонов. в минуту.Если клетка быстро растет, каждому комплексу также необходимо транспортировать около 6 вновь собранных больших и малых рибосомных субъединиц в минуту из ядра, где они образуются, в цитозоль, где они используются. И это лишь очень малая часть всего трафика, проходящего через поровые комплексы.

Каждый комплекс пор содержит один или несколько открытых водных каналов, через которые могут пассивно диффундировать небольшие водорастворимые молекулы. Эффективный размер этих каналов был определен путем введения меченых водорастворимых молекул разного размера в цитозоль и последующего измерения скорости их диффузии в ядро.Небольшие молекулы (5000 дальтон и менее) диффундируют внутрь настолько быстро, что ядерную оболочку можно считать свободно проницаемой для них. Белку массой 17 000 дальтон требуется 2 минуты, чтобы уравновеситься между цитозолем и ядром, в то время как белки массой более 60 000 дальтон едва ли вообще могут проникнуть в ядро. Количественный анализ таких данных позволяет предположить, что комплекс ядерных пор содержит путь для свободной диффузии, эквивалентный заполненному водой цилиндрическому каналу диаметром около 9 нм и длиной 15 нм; такой канал занимал бы лишь малую часть всего объема порового комплекса ().

Рисунок 12-11

Возможные пути свободной диффузии через комплекс ядерных пор. На этом рисунке показана гипотетическая диафрагма (серая) , вставленная в пору, чтобы ограничить размер открытого канала до 9 нм, размер пор оценивается на основе измерений диффузии. Девять нанометров (подробнее…)

Поскольку многие клеточные белки слишком велики, чтобы проходить путем диффузии через комплексы ядерных пор, ядерная оболочка позволяет ядерному компартменту и цитозолю поддерживать различные белковые комплементы.Зрелые цитозольные рибосомы, например, имеют диаметр около 30 нм и поэтому не могут диффундировать через каналы диаметром 9 нм; их исключение из ядра гарантирует, что синтез белка ограничивается цитозолем. Но как ядро ​​экспортирует новообразованные рибосомные субъединицы или импортирует большие молекулы, такие как ДНК- и РНК-полимеразы, молекулярные массы субъединиц которых составляют 100 000–200 000 дальтон? Как мы обсудим далее, эти и многие другие молекулы белков и РНК связываются со специфическими рецепторными белками, которые активно переносят их через комплексы ядерных пор.

Сигналы ядерной локализации направляют ядерные белки в ядро ​​

Когда белки экспериментально извлекаются из ядра и повторно вводятся в цитозоль (например, через экспериментально индуцированные перфорации в плазматической мембране), даже очень большие белки эффективно реаккумулируются в ядре. Селективность этого процесса ядерного импорта заключается в сигналах ядерной локализации (NLSs) , которые присутствуют только в ядерных белках. Сигналы были точно определены в многочисленных ядерных белках с использованием технологии рекомбинантной ДНК (14).Как упоминалось ранее, они могут быть либо сигнальными последовательностями, либо сигнальными патчами. Во многих ядерных белках они состоят из одной или двух коротких последовательностей, богатых положительно заряженными аминокислотами лизином и аргинином (см. табл. 12.3, стр. 667), причем точная последовательность различается для разных ядерных белков. Другие ядерные белки содержат разные сигналы, некоторые из которых еще не охарактеризованы.

Рисунок 12-12

Функция сигнала ядерной локализации. Иммунофлюоресцентные микрофотографии, показывающие клеточное расположение Т-антигена вируса SV40, содержащего или не содержащего короткий пептид, который служит сигналом ядерной локализации.(A) Нормальный белок Т-антигена содержит (подробнее…)

Сигналы, охарактеризованные до сих пор, могут быть расположены почти в любом месте аминокислотной последовательности и, как считается, образуют петли или пятна на поверхности белка. Многие функционируют, даже будучи связанными в виде коротких пептидов с боковыми цепями лизина на поверхности цитозольного белка, это указывает на то, что точное расположение сигнала в аминокислотной последовательности ядерного белка не имеет значения.

Транспорт ядерных белков через комплексы ядерных пор можно непосредственно визуализировать, покрывая частицы золота сигналом ядерной локализации, вводя частицы в цитозоль и затем следя за их судьбой с помощью электронной микроскопии ().Исследования с различными размерами золотых шариков показывают, что отверстие может расширяться примерно до 26 нм в диаметре в процессе транспортировки. Структура в центре комплекса ядерных пор, по-видимому, функционирует как плотно прилегающая диафрагма, которая открывается ровно настолько, чтобы пропускать транспортные субстраты (см. ). Молекулярная основа механизма ворот остается загадкой.

Рисунок 12-13

Визуализация активного импорта через ядерные поры. Эта серия электронных микрофотографий показывает коллоидные золотые сферы (стрелки) , покрытые пептидами, содержащими сигналы ядерной локализации, поступающие в ядро ​​посредством комплексов ядерных пор.Частицы золота (подробнее…)

Механизм транспорта макромолекул через комплексы ядерных пор принципиально отличается от механизмов транспорта белков через мембраны других органелл, так как он происходит через большую водную пору, а не через белок транспортер, охватывающий один или несколько липидных бислоев. По этой причине ядерные белки могут транспортироваться через комплекс пор, пока они находятся в полностью свернутой конформации. Точно так же новообразованная субъединица рибосомы транспортируется из ядра в виде собранной частицы.Напротив, белки должны быть экстенсивно развернуты во время их транспорта в большинство других органелл, как мы обсудим позже. Однако в электронном микроскопе очень большие частицы, пересекающие поры, кажутся суженными, когда они протискиваются через комплекс ядерной поры, что указывает на то, что по крайней мере некоторые из них должны претерпевать реструктуризацию во время транспорта. Это было наиболее тщательно изучено для экспорта некоторых очень больших мРНК, как обсуждалось в главе 6 (см.).

Рецепторы ядерного импорта связывают сигналы ядерной локализации и нуклеопорины

Для инициации импорта ядер большинство сигналов ядерной локализации должны распознаваться рецепторами импорта ядер , которые кодируются семейством родственных генов.Каждый член семейства кодирует рецепторный белок, который специализируется на транспорте группы ядерных белков, имеющих сходные по структуре сигналы ядерной локализации (4).

Рисунок 12-14

Реципиенты импорта ядерных материалов. (A) Многие ядерные рецепторы импорта связываются как с нуклеопоринами, так и с сигналом ядерной локализации грузовых белков, которые они транспортируют. Грузовые белки 1, 2 и 3 в этом примере содержат разные сигналы ядерной локализации, (подробнее…)

Рецепторы импорта представляют собой растворимые цитозольные белки, которые связываются как с сигналом ядерной локализации на транспортируемом белке, так и с нуклеопоринами, некоторые из них образуют щупальцеподобные фибриллы, которые простираются в цитозоль от края комплексов ядерных пор.Фибриллы и многие другие нуклеопорины содержат большое количество коротких аминокислотных повторов, содержащих фенилаланин и глицин, и поэтому называются FG-повторами (по однобуквенному коду аминокислот, обсуждаемому в главе 5). FG-повторы служат сайтами связывания для рецепторов импорта. Считается, что они выстилают путь через комплексы ядерных пор, принимаемый рецепторами импорта и связанными с ними белками-грузами. Эти белковые комплексы перемещаются по пути, многократно связываясь, диссоциируя, а затем повторно связываясь с соседними повторяющимися последовательностями.Оказавшись в ядре, рецепторы импорта отделяются от своего груза и возвращаются в цитозоль.

Ядерные рецепторы импорта не всегда напрямую связываются с ядерными белками. Иногда используются дополнительные адапторные белки, которые соединяют рецепторы импорта и сигналы ядерной локализации на белках, подлежащих транспортировке. Удивительно, но адапторные белки структурно родственны ядерным рецепторам импорта, указывая на общее эволюционное происхождение. Комбинированное использование импортных рецепторов и адаптеров позволяет клетке распознавать широкий репертуар сигналов ядерной локализации, которые отображаются на ядерных белках.

Ядерный экспорт работает так же, как ядерный импорт, но наоборот

Ядерный экспорт больших молекул, таких как новые рибосомные субъединицы и молекулы РНК, также происходит через комплексы ядерных пор и зависит от избирательной транспортной системы. Транспортная система опирается на сигналы ядерного экспорта макромолекул, которые должны быть экспортированы, а также на комплементарные рецепторы ядерного экспорта . Эти рецепторы связывают как экспортный сигнал, так и нуклеопорины, чтобы направлять их груз через комплекс пор в цитозоль.

Ядерные рецепторы экспорта структурно родственны ядерным рецепторам импорта и кодируются одним и тем же семейством генов ядерных транспортных рецепторов или кариоферинов. У дрожжей имеется 14 генов, кодирующих членов этого семейства; в клетках животных их число значительно больше. Только по их аминокислотной последовательности часто невозможно отличить, работает ли конкретный член семейства как ядерный импортный или ядерный экспортный рецептор. Поэтому неудивительно, что транспортные системы импорта и экспорта работают сходным образом, но в противоположных направлениях: рецепторы импорта связывают свои грузовые молекулы в цитозоле, высвобождают их в ядре, а затем экспортируют в цитозоль для повторного использования. , тогда как экспортные рецепторы функционируют наоборот.

Если золотые сферы, подобные тем, которые использовались в экспериментах, показанных в, покрыты малыми молекулами РНК (тРНК или рибосомной 5S РНК) и введены в ядро ​​культивируемой клетки, они быстро транспортируются через комплексы ядерных пор в цитозоль. Используя два размера золотых частиц, одна из которых покрыта РНК и введена в ядро, а другая покрыта сигналами ядерной локализации и введена в цитозоль, можно показать, что единый комплекс пор проводит движение в обоих направлениях.Как комплекс пор координирует двунаправленный поток макромолекул, чтобы избежать скопления и лобовых столкновений, неизвестно.

ГТФаза Ran обеспечивает направленный транспорт через комплексы ядерных пор

Импорт ядерных белков через комплекс пор приводит к концентрации специфических белков в ядре, тем самым повышая порядок в клетке, которая должна потреблять энергию (обсуждается в главе 2). Считается, что энергия обеспечивается гидролизом GTP мономерной GTPase Ran.Ran находится как в цитозоле, так и в ядре, и он необходим как для систем ядерного импорта, так и для экспортных систем.

Как и другие GTPases, Ran представляет собой молекулярный переключатель, который может существовать в двух конформационных состояниях, в зависимости от того, связана ли GDP или GTP (обсуждается в главе 3). Преобразование между двумя состояниями запускается двумя специфическими для Ran регуляторными белками: цитозольным белком , активирующим GTPase (GAP) , который запускает гидролиз GTP и, таким образом, превращает Ran-GTP в Ran-GDP, и ядерным фактором обмена гуанина (GEF). ) , который способствует обмену GDP на GTP и, таким образом, преобразует Ran-GDP в Ran-GTP.Поскольку Ran-GAP расположен в цитозоле, а Ran-GEF расположен в ядре, цитозоль в основном содержит Ran-GDP, а ядро ​​​​в основном содержит Ran-GTP (10).

Рисунок 12-15

Компартментализация Ran-GDP и Ran-GTP. Локализация Ran-GDP в цитозоле и Ran-GTP в ядре является результатом локализации двух регуляторных белков Ran: белка Ran, активирующего GTPase (Ran-GAP), расположенного в цитозоле, и белка Ran (подробнее…)

Этот градиент двух конформационных форм Ran управляет ядерным транспортом в соответствующем направлении (1).Стыковка ядерных рецепторов импорта с FG-повторами на цитозольной стороне комплекса ядерной поры, например, происходит только тогда, когда эти рецепторы загружены соответствующим грузом. Затем рецепторы импорта со своим связанным грузом перемещаются по дорожкам, выровненным последовательностями FG-повторов, пока не достигают ядерной стороны порового комплекса, где связывание Ran-GTP заставляет рецепторы импорта высвобождать свой груз (14). Способствуя зависимой от груза загрузке рецепторов импорта на треке FG-repeat в цитозоле и зависимому от Ran-GTP высвобождению груза в ядре, ядерная локализация Ran-GTP навязывает направленность.

Рисунок 12-16

Модель того, как гидролиз GTP с помощью Ran обеспечивает направленность ядерного транспорта. Движение через комплекс пор загруженных ядерных транспортных рецепторов может происходить за счет направленной диффузии вдоль FG-повторов, отображаемых нуклеопоринами. Дифференциал (подробнее…)

Рисунок 12-17

Модель того, как связывание Ran-GTP может заставить ядерные рецепторы импорта высвобождать свой груз. (A) Ядерные транспортные рецепторы состоят из повторяющихся α-спиральных мотивов, которые складываются либо в большие арки, либо в улиткообразные спирали, в зависимости от (больше…)

Выгрузив свой груз в ядре, пустой рецептор импорта со связанным Ran-GTP транспортируется обратно через поровый комплекс в цитозоль. Там два цитозольных белка, Ran Binding Protein и Ran-GAP, взаимодействуют для преобразования Ran-GTP в Ran-GDP. Ran-связывающий белок сначала вытесняет Ran-GTP из рецептора импорта, что позволяет Ran-GAP запускать Ran для гидролиза связанного с ним GTP. Затем Ran-GDP отделяется от Ran-связывающего белка и повторно импортируется в ядро, тем самым завершая цикл.

Ядерный экспорт происходит по аналогичному механизму, за исключением того, что Ran-GTP в ядре способствует связыванию груза с экспортным рецептором и связыванию загруженного рецептора с ядерной стороной порового комплекса. Оказавшись в цитозоле, Ran сталкивается с Ran-GAP и связывающим Ran белком и гидролизует связанный с ним GTP. Экспортный рецептор затем высвобождает как свой груз, так и Ran-GDP в цитозоле и диссоциирует от порового комплекса, а свободные экспортные рецепторы возвращаются в ядро ​​для завершения цикла (see).

Транспорт между ядром и цитозолем можно регулировать, контролируя доступ к транспортному механизму

Некоторые белки, например те, которые связывают новообразованные мРНК в ядре, содержат сигналы как ядерной локализации, так и ядерного экспорта. Эти белки постоянно перемещаются между ядром и цитозолем. Стационарная локализация таких челночных белков определяется относительной скоростью их импорта и экспорта. Если скорость импорта превышает скорость экспорта, белок будет располагаться преимущественно в ядре.Наоборот, если скорость экспорта превышает скорость импорта, белок будет находиться преимущественно в цитозоле. Таким образом, изменение скорости импорта, экспорта или того и другого может изменить местоположение белка.

Некоторые челночные белки непрерывно перемещаются в ядро ​​и из него. Однако в других случаях перевозки строго контролируются. Как обсуждалось в главе 7, активность некоторых белков, регулирующих гены, контролируется путем удержания их вне ядерного компартмента до тех пор, пока они там не потребуются.Во многих случаях этот контроль зависит от регуляции ядерной локализации и экспортных сигналов; они могут быть включены или выключены, часто путем фосфорилирования соседних аминокислот (14).

Рисунок 12-18

Контроль развития эмбрионов мух с помощью ядерного транспорта. Регуляторный белок дорсального гена экспрессируется равномерно во всем этом раннем эмбрионе дрозофилы , что показано на поперечном сечении. Он активен только в клетках на вентральной стороне (внизу) (подробнее…)

Рисунок 12-19

Контроль импорта ядер при активации Т-клеток. Ядерный фактор активированных Т-клеток (NF-AT) представляет собой белок, регулирующий гены, который в покоящихся Т-клетках находится в цитозоле в фосфорилированном состоянии. При активации Т-клеток внутриклеточные (далее…)

Белки, регулирующие другие гены, связываются с ингибиторными цитозольными белками, которые либо закрепляют их в цитозоле (посредством взаимодействия с цитоскелетом или со специфическими органеллами), либо маскируют их ядерную локализацию сигналов, так что они не могут взаимодействовать с ядерными рецепторами импорта.Когда клетка получает соответствующий стимул, регуляторный белок гена высвобождается из своего цитозольного якоря или маски и транспортируется в ядро. Одним из важных примеров является латентный ген регуляторного белка, который контролирует экспрессию белков, участвующих в метаболизме холестерина. Белок производится и хранится в неактивной форме в виде трансмембранного белка в ER. Лишенная холестерина клетка активирует специфические протеазы, которые расщепляют белок, высвобождая его цитозольный домен.Затем этот домен импортируется в ядро, где активирует транскрипцию генов, необходимых для импорта и синтеза холестерина.

Клетки сходным образом контролируют экспорт РНК из ядра. РНК-мессенджеры связываются с белками, которые загружаются на РНК по мере продолжения транскрипции и сплайсинга. Эти белки содержат сигналы ядерного экспорта, которые распознаются экспортными рецепторами, направляющими РНК из ядра через комплексы ядерных пор. При попадании в цитозоль белки, покрывающие РНК, отрываются и быстро возвращаются в ядро.Другие РНК, такие как snRNAs и tRNAs, экспортируются различными наборами ядерных экспортных рецепторов.

Неполностью процессированные пре-мРНК активно удерживаются в ядре, прикрепляясь к механизму ядерной транскрипции и сплайсинга, который высвобождает молекулу РНК только после завершения процессинга. Генетические исследования дрожжей показывают, что мутантная пре-мРНК, которая не может должным образом взаимодействовать с механизмом сплайсинга, неправильно экспортируется в виде несплайсированной молекулы.

Ядерная оболочка разбирается во время митоза

Ядерная пластинка представляет собой сеть взаимосвязанных белковых субъединиц, называемых ядерными пластинками.Ламины представляют собой особый класс белков промежуточных филаментов (обсуждаемых в главе 16), которые полимеризуются в двумерную решетку (10). Ядерная пластинка придает форму и стабильность ядерной оболочке, к которой она прикрепляется путем прикрепления как к комплексам ядерных пор, так и к интегральным мембранным белкам внутренней ядерной мембраны. Пластинка взаимодействует также непосредственно с хроматином, который сам взаимодействует с интегральными мембранными белками внутренней ядерной мембраны. Вместе с ламиной эти мембранные белки обеспечивают структурные связи между ДНК и ядерной оболочкой.

Рисунок 12-20

Ядерная пластинка. Электронная микрофотография части ядерной пластинки ооцита Xenopus , полученного путем лиофилизации и металлического затенения. Пластинка образована регулярной решеткой специализированных промежуточных филаментов. (Любезно предоставлено Ueli Aebi.) (подробнее…)

Когда ядро ​​распадается во время митоза, ядерная пластинка деполимеризуется. Разборка, по крайней мере частично, является следствием прямого фосфорилирования ядерных ламинов циклин-зависимой киназой, активируемой в начале митоза (обсуждается в главе 17).При этом белки внутренней ядерной мембраны фосфорилируются, а комплексы ядерных пор разбираются и диспергируются в цитозоле. Белки мембраны ядерной оболочки, больше не связанные с поровыми комплексами, ламиной или хроматином, диффундируют по всей мембране ER. Вместе эти события разрушают барьеры, которые в норме разделяют ядро ​​и цитозоль, и эти ядерные белки, не связанные с мембранами или хромосомами, полностью смешиваются с цитозолем делящейся клетки.

Рисунок 12-21

Разрушение и восстановление ядерной оболочки во время митоза. Считается, что фосфорилирование ламинов запускает разборку ядерной пластинки, что, в свою очередь, вызывает разрушение ядерной оболочки. Дефосфорилирование ламинов (подробнее…)

Позже в митозе (в поздней анафазе) ядерная оболочка восстанавливается на поверхности хромосом, поскольку белки внутренней ядерной мембраны и дефосфорилированные ламины вновь связываются с хроматином.Мембраны ER оборачиваются вокруг групп хромосом и продолжают сливаться до тех пор, пока не образуется герметичная ядерная оболочка. Во время этого процесса комплексы ядерных пор также пересобираются и начинают активно реимпортировать белки, которые содержат сигналы ядерной локализации. Поскольку ядерная оболочка изначально плотно прилегает к поверхности хромосом, новообразованное ядро ​​исключает все белки, кроме тех, которые изначально связаны с митотической хромосомой, и тех, которые избирательно импортируются через комплексы ядерных пор.Таким образом, все другие крупные белки не попадают в только что собранное ядро.

Сигналы ядерной локализации не отщепляются после транспортировки в ядро. Вероятно, это связано с тем, что ядерные белки необходимо многократно импортировать, один раз после каждого клеточного деления. Напротив, как только белковая молекула была импортирована в любую из других мембранных органелл, она передается из поколения в поколение внутри этого компартмента и никогда не нуждается в повторной транспортировке; сигнальная последовательность на этих молекулах часто удаляется после транслокации белка.

Резюме

Ядерная оболочка состоит из внутренней и внешней ядерной мембраны. Наружная мембрана является продолжением мембраны ЭПР, а пространство между ней и внутренней мембраной является продолжением просвета ЭПР. Молекулы РНК, образующиеся в ядре, и собирающиеся там рибосомные субъединицы экспортируются в цитозоль, а все белки, функционирующие в ядре, синтезируются в цитозоле и затем импортируются. Обширный поток материалов между ядром и цитозолем происходит через комплексы ядерных пор, которые обеспечивают прямой проход через ядерную оболочку.

Белки, содержащие сигналы ядерной локализации, активно транспортируются внутрь через комплексы ядерных пор, в то время как молекулы РНК и новообразованные субъединицы рибосом содержат сигналы ядерного экспорта, направляющие их активный транспорт наружу через комплексы пор. Некоторые белки, включая ядерные рецепторы импорта и экспорта, постоянно перемещаются между цитозолем и ядром. GTPase Ran обеспечивает направленность ядерного транспорта. Транспорт ядерных белков и молекул РНК через поровые комплексы можно регулировать, лишая эти молекулы доступа к транспортному механизму.Поскольку сигналы ядерной локализации не удаляются, ядерные белки могут многократно импортироваться, что требуется каждый раз, когда ядро ​​собирается повторно после митоза.

Атомные грехи Советского Союза живут в Казахстане

Статуи Ленина обветрились, некоторые из них покрыты граффити, но они все еще стоят в парках Семей, небольшого промышленного города, спрятанного в северо-восточной степи Казахстана. По всему городу квадратные автомобили и автобусы советской эпохи проезжают мимо высоких кирпичных многоквартирных домов и потрескавшихся пешеходных дорожек, реликвий прежнего режима.

Другие следы прошлого увидеть труднее. В историю города — в саму ДНК его жителей — вплетено наследие холодной войны. Семипалатинский испытательный полигон, расположенный примерно в 150 км к западу от Семей, был наковальней, на которой Советский Союз выковал свой ядерный арсенал. Между 1949 и 1963 годами Советы обстреляли участок земли площадью 18 500 квадратных километров, известный как Полигон, с более чем 110 надземными ядерными испытаниями. По оценкам органов здравоохранения Казахстана, радиоактивным осадкам в процессе подверглись до 1,5 миллиона человек.Подземные испытания продолжались до 1989 года.

Многое из того, что известно о влиянии радиации на здоровье, получено из исследований острого облучения — например, атомных взрывов, сровнявших с землей Хиросиму и Нагасаки в Японии, или ядерной катастрофы в Чернобыле на Украине. Исследования этих событий позволили извлечь мрачные уроки о последствиях высокоуровневого облучения, а также о длительном воздействии на окружающую среду и людей, подвергшихся облучению. Однако такая работа не нашла доказательств того, что последствия для здоровья передаются из поколения в поколение.

Люди, живущие вблизи Полигона, на протяжении десятилетий подвергались не только острым всплескам, но и малым дозам радиации (см. «Опасность ветра»). Казахстанские исследователи собирают данные о тех, кто пережил взрывы, а также об их детях и детях их детей. Эффекты не всегда очевидны или легко отслеживаются. Но теперь исследователи начинают замечать некоторые тонкие воздействия, которые сохраняются через 30 лет после закрытия Полигона. Исследования показывают повышенный риск развития рака, а одно, опубликованное в прошлом году, предполагает, что воздействие радиации на здоровье сердечно-сосудистой системы может передаваться из поколения в поколение.

Несмотря на то, что исследователи из Казахстана выясняют последствия для здоровья, им также приходится справляться со страхом, охватившим жителей, живущих в зоне радиоактивных осадков. Люди винят тесты в целом ряде проблем. Но эти ссылки не всегда подтверждаются доказательствами. Понимание темного наследия тестирования по-прежнему имеет первостепенное значение для семей, которые все еще обращаются за медицинской помощью к правительству Казахстана. Новейшие генетические технологии, такие как секвенирование следующего поколения, могут помочь в этом процессе.Кроме того, улучшая понимание рисков, связанных с долгосрочным воздействием, исследования в Казахстане могли бы помочь информировать текущие дебаты о предложениях по расширению ядерной энергетики для сокращения выбросов углерода.

«Полигонные испытания были большой трагедией, — говорит Талгат Мулдагалиев, заместитель директора НИИ радиационной медицины и экологии в г. Семей, — но мы не можем вернуться назад. Теперь нам нужно изучить последствия».

Смертельное облучение

Валентина Никончик играла на улице в Семее 12 августа 1953 года, когда услышала оглушительный гул, упала на землю и потеряла сознание.Она была свидетельницей первого взрыва на Полигоне термоядерного устройства, ядерного оружия второго поколения, выбрасывающего мощность, эквивалентную 400 килотоннам тротила, что более чем в 25 раз превышает мощность бомбы, сброшенной на Хиросиму. Ядерное испытание 1953 года считается самым разрушительным на полигоне с точки зрения воздействия на человека (см. «Взрывы из прошлого»).

К этому моменту Советская Армия уже четыре года проводила испытания на полигоне. Они сбросили бомбы с самолетов и платформ, чтобы изучить влияние взрывов на здания, мосты, транспортные средства и домашний скот.Но они либо не знали, либо были безразличны к мысли о том, что сильные ветры в незащищенных казахских степях могут разносить радиоактивные осадки в соседние общины. В 1963 году представители Советского Союза подписали Договор об ограниченном запрещении ядерных испытаний, положивший конец наземным испытаниям. Подземные испытания, которые продолжались до 1989 года, возможно, внесли свой вклад в некоторые риски облучения, но атмосферные испытания в течение первых 14 лет полигона считаются наиболее опасными с точки зрения острого облучения.

Поглощенные дозы радиации часто измеряются в грей.Высоких доз, начиная примерно с 1 грей, достаточно, чтобы убить клетки и повредить ткани. Люди, подвергшиеся облучению выше этого уровня, часто заболевают лучевой болезнью, состоянием, характеризующимся рвотой, диареей или кровотечением. В зависимости от воздействия и степени гибели клеток люди могут умереть в течение нескольких часов или недель после облучения. В августе 1956 года в результате наземного испытания на полигоне более 600 жителей промышленного города Усть-Каменогорск, примерно в 400 км к востоку от полигона, были доставлены в больницу с лучевой болезнью.Нет данных о том, сколько людей в городе погибло в результате.

Радиация также опасна для быстро делящихся клеток, например клеток развивающихся плодов. У женщин вблизи полигона, подвергшихся радиационному облучению, чаще рождались дети с хромосомными заболеваниями, в том числе с синдромом Дауна и врожденными дефектами 1 .

Но для других эффект может не проявляться годами или десятилетиями. Так было и с Никончиком. Спустя годы после того, как взрыв сбил ее с ног, она узнала, что у нее проблемы с сердцем и щитовидной железой, которые, по ее мнению, и ее врачи связаны с анализами.«Тогда, когда я была ребенком, мы не думали о влиянии этого тестирования на здоровье», — сказала она.

Изображение первого советского испытания термоядерного устройства 12 августа 1953 года. Оно высвободило примерно в 25 раз больше энергии, чем американская бомба, сброшенная на Хиросиму, Япония. Предоставлено: Институт физики им. Лебедева. (ФИАН)/Архив Халтона/Getty

После испытания в августе 1956 года, вызвавшего лучевую болезнь у жителей Усть-Каменогорска, советские военные создали сверхсекретную медицинскую клинику для оказания помощи нуждающимся и которая служила оперативной базой для исследователей, собирающих данные о здоровье тех, кто был разоблачен.Чтобы скрыть свое предназначение, армия назвала его Антибруцеллезным диспансером № 4 в честь бактериального заболевания, распространяемого сельскохозяйственными животными. Тех, кто обращался за медицинской помощью, обследовали, но так и не сказали, что именно не так.

В 1991 году, после обретения Казахстаном независимости от Советского Союза, официальные лица из Москвы направили в Семей специальную комиссию для открытия диспансера. Некоторые записи были уничтожены. Остальные секретные дела были возвращены в Москву. Даже сегодняшние исследователи не знают, что содержалось в этих записях.Диспансер был переименован в Научно-исследовательский институт радиационной медицины и экологии (ИРМЭ), который унаследовал оставшиеся засекреченные файлы данных о здоровье. Помимо продолжающихся эпидемиологических исследований воздействия ядерной радиации на здоровье человека, в ИРМЭ имеется небольшая клиника для лечения людей, члены семьи которых пострадали от испытаний, и передвижная медицинская часть.

В разные годы обращавшиеся за помощью в Диспансер № 4 или ИРМО были зарегистрированы в государственном медицинском регистре, который отслеживает состояние здоровья людей, подвергшихся испытаниям на полигоне.Люди сгруппированы по поколениям и по тому, сколько радиации они получили, в зависимости от того, где они жили. Хотя реестр не включает всех пострадавших, в какой-то момент в нем было зарегистрировано более 351 000 человек в трех поколениях. Более трети из них умерли, а многие другие мигрировали или потеряли контакт. Но, по словам Мулдагалиева, с 1962 года постоянно наблюдается около 10 000 человек. Исследователи считают реестр важным и относительно неизученным ресурсом для понимания последствий долговременного и малодозового облучения 2 .

Генетики смогли использовать эти оставшиеся записи для исследования влияния радиации на поколения. В конце 1990-х годов казахстанские исследователи отправились в Бескарагай, город на периферии полигона, подвергшийся сильному облучению. Они собрали образцы крови из 40 семей, каждая из которых охватывает три поколения, и отправили их Юрию Дуброве в Лестерский университет, Великобритания, для анализа. Дуброва, генетик, специализируется на изучении влияния факторов окружающей среды на зародышевую линию, ДНК, обнаруженную в сперме и яйцеклетках, которые могут передаваться потомству.Он был заинтригован изучением семейств Полигонов, чтобы начать выявлять появление мутаций в поколениях.

В 2002 году Дуброва и его коллеги сообщили, что уровень мутаций в зародышевых линиях тех, кто подвергался непосредственному воздействию, был почти в два раза выше, чем у контрольной группы 3 . Эффекты продолжались в последующих поколениях, которые не подвергались непосредственному воздействию взрывов. У их детей уровень мутаций зародышевой линии был на 50% выше, чем у контрольной группы. Дуброва считает, что если исследователи смогут установить характер мутаций у потомков облученных родителей, то можно будет предсказать долгосрочные риски для здоровья, передаваемые из поколения в поколение.«Это следующая задача, — говорит он. «Мы думаем, что такие методы, как секвенирование следующего поколения, потенциально могут предоставить нам реальную информацию о влиянии мутаций на человека».

Суть дела

Когда Жанар Мухамеджановой было 19 лет, она начала чувствовать слабость на работе. Ей это показалось странным — ее работа бухгалтером была не очень трудоемкой, — поэтому она пошла на обследование в районную поликлинику в Семее. Ее систолическое кровяное давление было выше 160, довольно высокое по медицинским стандартам.Хотя Мухамеджанова прожила большую часть своей взрослой жизни в городе, ранние годы она провела в Абайском районе, населенном пункте недалеко от полигона, который был одним из наиболее сильно загрязненных ядерными испытаниями. Оба ее родителя были свидетелями испытаний из первых рук; ее отец умер от инсульта в 41 год, а ее мать умерла от проблем с сердцем в 70 лет. У старшей сестры Мухамеджановой высокое кровяное давление, а у ее младшей сестры — сердечная недостаточность, состояние, при котором сердце слишком слабое, чтобы посылать достаточное количество крови по телу. .Хотя такие проблемы относительно распространены среди населения в целом, есть некоторые свидетельства того, что заболеваемость среди лиц, подвергшихся воздействию радиации, и их потомства может быть выше.

Например, в ноябре прошлого года Людмила Пивина из Семейского государственного медицинского университета и ее коллеги обнаружили, что длительное облучение в малых дозах может привести к сердечно-сосудистым заболеваниям, таким как высокое кровяное давление. Они изучили состояние здоровья примерно 1800 человек, в том числе выживших во втором и третьем поколении Полигона.Когда они сосредоточились на людях, чьи родители жили в районах, подвергшихся воздействию радиации с 1949 по 1989 год, они обнаружили, что риск гипертонии повышался в зависимости от количества радиации, полученного чьими-то родителями, — открытие, которое они сочли удивительным 4 . По словам Джима Смита, исследователя радиации из Университета Портсмута, Великобритания, этот риск сердечно-сосудистых заболеваний, связанный с несколькими поколениями, не был четко установлен для групп населения, чьи родители, бабушки и дедушки пострадали от взрывов в Хиросиме или Нагасаки.

Бетонные «гуси» с оборудованием для мониторинга до сих пор стоят на Семипалатинском испытательном полигоне, в нескольких сотнях метров от эпицентра. Фото: Фил Хэтчер-Мур

Разница может заключаться в характере воздействия. При длительном облучении в малых дозах клетки будут накапливать мутации, поскольку они постоянно пытаются восстановить повреждения, нанесенные их ДНК. Бернд Гроше, эпидемиолог-радиолог на пенсии, ранее работавший в Федеральном управлении радиационной защиты Германии в Обершлайсхайме, говорит, что именно поэтому важно изучать группы населения, подвергшиеся различным видам облучения, чтобы понять всю степень воздействия на здоровье человека.По словам Гроше, при наличии реестра в Казахстане было бы небрежно не проанализировать его.

Но изучение групп населения, подверженных воздействию окружающей среды, является сложной задачей, говорит Кари Китахара, эпидемиолог рака из Национального института рака в Бетесде, штат Мэриленд, в основном из-за необходимости собирать подробные данные о воздействии на большое количество людей. Китахара изучает влияние радиации на здоровье техников-радиологов, у которых облучение легче отследить.Другие изучают добытчиков урана и атомщиков, которые со временем подвергаются воздействию низких доз радиации. В то время как многие техники-радиологи — женщины, а большинство горняков и ядерщиков — мужчины, население Полигона примечательно тем, что представляет собой население в целом.

Одна из самых больших проблем при изучении воздействия радиации на здоровье заключается в том, что зачастую трудно связать ту или иную проблему со здоровьем исключительно с радиацией, говорит Юлия Семенова, научный сотрудник Государственного медицинского университета г. Семей, изучающая влияние полигонных тестов на поколения. .По ее словам, поскольку рак и высокое кровяное давление являются распространенными заболеваниями, когортные исследования, которые обычно наблюдают за населением с течением времени, могут помочь выявить, какие конкретные факторы могут способствовать им. Семенова и ее коллеги планируют использовать реестр для проведения эпидемиологических исследований, которые смогут лучше прояснить связь между радиацией и болезнями.

Исследователи, изучающие популяцию Полигона, однако, еще не знают всей степени вреда, который долгосрочная и малая доза радиации может нанести здоровью человека.И чем больше времени проходит, тем труднее становится отделить воздействие радиации от воздействия других факторов окружающей среды. «У каждой катастрофы есть начало и конец, — говорит Мулдагалиев, — но в случае с радиацией этот конец пока неизвестен».

Невидимое наследие

Веселые скульптуры из автомобильных покрышек встречают посетителей двухэтажного детского дома, спрятанного в жилом районе Семее. На первом этаже находится комната со стенами кремово-оранжевого цвета, которую смотрители называют Солнечной комнатой.Внутри трехлетний мальчик по имени Артур катается по полу и медленно пробирается в кресло — он перенес три корректирующие операции, которые почти позволили ему ходить. Его старший брат, родившийся с гидроцефалией (избыток жидкости в мозгу, который увеличивает голову), был оставлен в том же приюте, но с тех пор его перевели. В соседней колыбели лежит Мария, двухлетняя девочка, которая не может ни ходить, ни ползать, ни сидеть. Она фыркает и задыхается, когда плачет, как будто пытаясь дышать. Смотрители не знают точно, что с ней не так и доживет ли она до совершеннолетия.

Дети с инвалидностью, прошедшие через это и другие учреждения в регионе, часто представляются как наглядное напоминание о наследии Полигона. Родители многих из восьми детей, попавших в ноябрьскую «Солнечную комнату», выросли в сильно облученных селах, говорит воспитательница приюта Райхан Смагулова. А некоторые врачи рекомендовали взрослым, подвергшимся радиационному облучению, воздерживаться от рождения детей. Но есть скудные доказательства и много споров о том, способствуют ли прошлые воздействия тяжелым врожденным нарушениям.По словам Мулдагалиева, этот вопрос, как и многие другие в Семее, требует дополнительных исследований, и на него будет сложно дать окончательный ответ.

Для многих жителей региона последствия, вероятно, будут менее заметны, чем врожденная инвалидность. Но они могут быть более коварными, беспокоя грядущие поколения со слабым здоровьем.

Внимание, которое другие, в том числе исследователи и кинематографисты, уделяли наследию Полигона на протяжении многих лет, является палкой о двух концах. Он привлекает международное внимание к бедственному положению тех, кто пострадал от радиации.Но это также порождает стигматизацию, говорит Семенова. Некоторых негативное внимание может удушить: Семей не столько известен как место рождения некоторых из самых известных казахстанских поэтов и художников, сколько известно своим темным прошлым.

«Это клеймо города, — говорит невропатолог детского дома Сымбат Абдыкаримова. «Мы хотим гордиться г. Семей, поскольку живем здесь. Но многие иностранные журналисты приезжают и хотят рассказать о Полигоне. Мы пытаемся избежать ситуации, когда нас знают только за это.

Ядерная медицина, общая

При визуализации в ядерной медицине используются небольшие количества радиоактивных материалов, называемых радиоактивными индикаторами, которые обычно вводят в кровоток, вдыхают или проглатывают. Радиофармпрепарат проходит через исследуемую область и выделяет энергию в виде гамма-лучей, которые регистрируются специальной камерой и компьютером для создания изображений внутренней части вашего тела. Визуализация в ядерной медицине предоставляет уникальную информацию, которую часто невозможно получить с помощью других методов визуализации, и дает возможность идентифицировать заболевание на самых ранних стадиях.

Сообщите своему врачу, если вы беременны или кормите грудью, и обсудите любые недавние заболевания, состояния здоровья, аллергии и лекарства, которые вы принимаете. В зависимости от типа исследования ваш врач заранее проинструктирует вас о том, что вы можете есть или пить, особенно если будет использоваться седация (анестезия). Оставьте украшения дома и носите свободную удобную одежду. Вас могут попросить надеть платье.

Что такое общая ядерная медицина?

В ядерной медицине используются небольшие количества радиоактивного материала, называемого радиоактивными индикаторами.Врачи используют ядерную медицину для диагностики, оценки и лечения различных заболеваний. К ним относятся рак, болезни сердца, желудочно-кишечные, эндокринные или неврологические расстройства и другие состояния. Исследования ядерной медицины точно определяют молекулярную активность. Это дает им возможность обнаружить заболевание на самых ранних стадиях. Они также могут показать, отвечаете ли вы на лечение.

Диагностика

Ядерная медицина неинвазивна. За исключением внутривенных инъекций, это обычно безболезненно.В этих тестах используются радиоактивные материалы, называемые радиофармацевтическими препаратами или радиоиндикаторами , которые помогают диагностировать и оценивать заболевания.

Радиоактивные индикаторы — это молекулы, связанные или «помеченные» небольшим количеством радиоактивного материала. Они накапливаются в опухолях или областях воспаления. Они также могут связываться со специфическими белками в организме. Наиболее распространенным радиоактивным индикатором является фтордезоксиглюкоза F-18 (ФДГ), молекула аналогична глюкозе. Раковые клетки более метаболически активны и могут поглощать глюкозу с большей скоростью.Этот более высокий показатель можно увидеть на ПЭТ-сканировании. Это позволяет вашему врачу обнаружить болезнь до того, как ее можно будет увидеть с помощью других визуализирующих тестов. ФДГ — лишь один из многих радиофармпрепаратов, которые используются или разрабатываются.

Обычно вам вводят радиофармпрепарат в виде инъекции. Или вы можете проглотить его или вдохнуть в виде газа, в зависимости от экзамена. Он накапливается в исследуемой области. Специальная камера регистрирует гамма-излучение радиофармпрепарата. Камера и компьютер производят изображения и предоставляют молекулярную информацию.

 

Многие центры визуализации сочетают изображения ядерной медицины с компьютерной томографией (КТ) или магнитно-резонансной томографией (МРТ) для получения специальных изображений. Врачи называют это слиянием изображений или совместной регистрацией. Слияние изображений позволяет врачу связать и интерпретировать информацию из двух разных исследований на одном изображении. Это приводит к более точной информации и более точному диагнозу. Аппараты однофотонной эмиссионной КТ/КТ (ОФЭКТ/КТ) и позитронно-эмиссионной томографии/КТ (ПЭТ/КТ) могут выполнять оба исследования одновременно.ПЭТ/МРТ — новая технология визуализации. В настоящее время он доступен не везде.

Терапия
Ядерная медицина также предлагает терапевтические процедуры, такие как терапия радиоактивным йодом (I-131), в которой используются небольшие количества радиоактивного материала для лечения рака и других заболеваний, затрагивающих щитовидную железу, а также для лечения других видов рака и медицинских условия.

Пациенты с неходжкинской лимфомой, которые не реагируют на химиотерапию, могут пройти курс радиоиммунотерапии (РИТ).

Радиоиммунотерапия (РИТ) — это персонализированное лечение рака, сочетающее лучевую терапию с способностью нацеливания иммунотерапии, лечения, которое имитирует клеточную активность в иммунной системе организма. Дополнительную информацию см. на странице радиоиммунотерапии (РИТ) .

к началу страницы

Каковы некоторые распространенные применения процедуры?

Врачи используют процедуры визуализации ядерной медицины для визуализации структуры и функции органа, ткани, кости или системы в организме.

У взрослых ядерная медицина используется для:

Сердце

  • визуализация кровотока и функции сердца (например, сканирование перфузии миокарда)
  • для выявления ишемической болезни сердца и степени коронарного стеноза
  • оценить повреждение сердца после сердечного приступа
  • оценить варианты лечения, такие как шунтирование сердца и ангиопластика
  • оценить результаты процедур реваскуляризации (восстановления кровотока)
  • обнаружить отторжение трансплантата сердца
  • оценить функцию сердца до и после химиотерапии (MUGA)

Легкие

  • сканирование легких на наличие проблем с дыханием и кровотоком
  • оценка дифференциальной функции легких для уменьшения легкого или операции по пересадке
  • обнаружить отторжение трансплантата легкого

Кости

  • оценка костей на наличие переломов, инфекции и артрита
  • оценка метастатического поражения костей
  • оценить болезненность протезированных суставов
  • оценить опухоли костей
  • определить места для биопсии

Мозг

  • исследовать аномалии в головном мозге у пациентов с определенными симптомами или расстройствами, такими как судороги, потеря памяти и предполагаемые нарушения кровотока
  • обнаружить раннее начало неврологических расстройств, таких как болезнь Альцгеймера
  • помочь в планировании операции и определить области мозга, которые могут вызывать приступы
  • оценка аномалий химического вещества в головном мозге, участвующего в управлении движением, у пациентов с подозрением на болезнь Паркинсона или связанные с ней двигательные расстройства
  • оценка при подозрении на рецидив опухоли головного мозга, планирование хирургического вмешательства или лучевой терапии или локализация биопсии

Прочие системы

  • для выявления воспаления или аномальной функции желчного пузыря
  • выявить кровотечение в кишечник
  • оценка послеоперационных осложнений операций на желчном пузыре
  • оценить лимфедему
  • оценка лихорадки неизвестного происхождения
  • обнаружить присутствие инфекции
  • измерение функции щитовидной железы для выявления повышенной или пониженной активности щитовидной железы
  • помогают диагностировать гипертиреоз и заболевания клеток крови
  • оценка на гиперпаратиреоз (сверхактивность паращитовидной железы)
  • оценка опорожнения желудка
  • оценка потока спинномозговой жидкости и потенциальных утечек спинномозговой жидкости

У взрослых и детей ядерная медицина также используется для:

Рак

  • стадия рака путем определения наличия или распространения рака в различных частях тела
  • локализация сигнальных лимфатических узлов перед операцией у больных раком молочной железы или опухолями кожи и мягких тканей
  • план лечения
  • оценить ответ на терапию
  • обнаружить рецидив рака
  • обнаружить редкие опухоли поджелудочной железы и надпочечников

Почечный

  • анализ кровотока и функции нативной почки и трансплантата
  • обнаружить обструкцию мочевыводящих путей
  • оценить гипертонию (высокое кровяное давление), связанную с почечными артериями
  • оценить почки на наличие инфекции по сравнению с рубцом
  • обнаружение и последующее наблюдение рефлюкса мочи

У детей ядерная медицина также используется для:

  • исследовать аномалии пищевода, такие как рефлюкс пищевода или нарушения моторики
  • оценить открытость слезных протоков
  • оценить открытость желудочковых шунтов головного мозга
  • оценить врожденный порок сердца на наличие шунтов и легочного кровотока

Методы ядерной медицины включают:

  • Терапия радиоактивным йодом (I-131), используемая для лечения некоторых причин гипертиреоза (сверхактивность щитовидной железы, например, болезнь Грейвса) и рака щитовидной железы
  • Радиоактивные антитела, используемые для лечения некоторых форм лимфомы (рака лимфатической системы)
  • Радиоактивный фосфор (P-32), используемый для лечения некоторых заболеваний крови
  • Радиоактивные материалы, используемые для лечения болезненных метастазов опухоли в кости
  • I-131 MIBG (радиоактивный йод, меченный метайодобензилгуанидином), используемый для лечения опухолей надпочечников у взрослых и опухолей надпочечников/нервной ткани у детей

к началу страницы

Как мне подготовиться?

Во время экзамена вы можете быть в халате или можете носить собственную одежду.

Женщины должны всегда сообщать своему врачу и лаборанту, если они беременны или кормят грудью. Дополнительную информацию о беременности и грудном вскармливании, связанную с визуализацией ядерной медицины, см. на странице «Безопасность при рентгенографии, интервенционной радиологии и процедурах ядерной медицины».

Сообщите врачу и лаборанту обо всех лекарствах, которые вы принимаете, включая витамины и травяные добавки. Перечислите любые аллергии, недавние болезни и другие заболевания.

Оставьте украшения и аксессуары дома или снимите их перед экзаменом. Эти предметы могут мешать процедуре.

Ваш врач расскажет вам, как подготовиться к конкретному обследованию.

В некоторых случаях определенные лекарства или процедуры могут помешать назначенному обследованию. Инструкции по подготовке к процедуре см. на странице Терапия радиоактивным йодом (I-131).

к началу страницы

Как выглядит оборудование?

В ядерной медицине используется специальная гамма-камера и однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ).

Гамма-камера записывает энергетические выбросы радиофармпрепарата в вашем теле и преобразует их в изображение. Сама гамма-камера не излучает никакого излучения. У него есть детекторы излучения, называемые головками гамма-камер. Они заключены в металл и пластик, часто имеют форму коробки и прикреплены к круглому порталу в форме пончика. Пациент лежит на столе для осмотра, который скользит между двумя параллельными головками гамма-камеры над и под пациентом. Иногда врач ориентирует головки гамма-камеры под углом 90 градусов над телом пациента.

При ОФЭКТ головки гамма-камер вращаются вокруг тела пациента, создавая подробные трехмерные изображения.

ПЭТ-сканер представляет собой большой аппарат с круглым отверстием в форме пончика посередине. Похоже на аппарат КТ или МРТ. Несколько колец детекторов внутри машины регистрируют выбросы энергии радиофармпрепарата в вашем теле.

Компьютер создает изображения, используя данные гамма-камеры.

Зонд представляет собой небольшое ручное устройство, напоминающее микрофон.Он измеряет количество радиоактивного индикатора в области вашего тела.

Во время терапии радиоактивным йодом не используется специализированное оборудование, но технолог или другой персонал, проводящий лечение, может закрывать вашу одежду и использовать свинцовые контейнеры. для защиты радиоактивного материала, который вы будете получать.

к началу страницы

Как работает процедура?

При обычных рентгенологических исследованиях рентгеновские лучи проходят через тело для создания изображения. В ядерной медицине используются радиоактивные материалы, называемые радиофармпрепаратами или радиоактивными индикаторами.Ваш врач обычно вводит этот материал в кровоток. Или вы можете проглотить его или вдохнуть в виде газа. Материал скапливается в исследуемой области, где испускает гамма-лучи. Специальные камеры улавливают эту энергию и с помощью компьютера создают изображения, в которых подробно показано, как выглядят и функционируют ваши органы и ткани.

В отличие от других методов визуализации, ядерная медицина фокусируется на процессах внутри организма. К ним относятся скорость метаболизма или уровни различных других химических активностей.Области большей интенсивности называются «горячими точками». В них могут быть обнаружены большие концентрации радиоактивного индикатора и высокий уровень химической или метаболической активности. Менее интенсивные области, или «холодные точки», указывают на меньшую концентрацию радиофармпрепарата и меньшую активность.

При терапии радиоактивным йодом (I-131) заболеваний щитовидной железы радиоактивный йод (I-131) проглатывается, всасывается в кровоток в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) и поглощается из крови щитовидной железой, где он разрушает клетки внутри этого орган.

Радиоиммунотерапия (РИТ) представляет собой комбинацию лучевой терапии и иммунотерапии. В иммунотерапии лабораторно произведенная молекула, называемая моноклональным антителом, предназначена для распознавания и связывания с поверхностью раковых клеток. Моноклональные антитела имитируют антитела, естественным образом вырабатываемые иммунной системой организма, которые атакуют вторгающиеся чужеродные вещества, такие как бактерии и вирусы.

В RIT моноклональное антитело соединяется с радиоактивным материалом. При введении в кровоток пациента антитело перемещается к раковым клеткам и связывается с ними, позволяя доставлять высокую дозу радиации непосредственно к опухоли.

При лечении нейробластомы I-131MIBG радиоактивный индикатор вводится путем инъекции в кровоток. Радиофармпрепарат связывается с раковыми клетками, позволяя доставить к опухоли высокую дозу радиации.

к началу страницы

Как выполняется процедура?

Врачи проводят ядерно-медицинские обследования амбулаторных и госпитализированных пациентов.

Вы будете лежать на столе для осмотра. При необходимости медсестра или лаборант вставит внутривенный (IV) катетер в вену на вашей руке или предплечье.

Для большинства обследований вам сделают инъекцию радиофармпрепарата. Или вы можете проглотить его или вдохнуть в виде газа.

Радиофармпрепарату может потребоваться от нескольких секунд до нескольких дней, чтобы пройти через ваше тело и накопиться в исследуемой области. Визуализация может происходить немедленно, через несколько часов или через несколько дней.

Когда начинается формирование изображения, камера или сканер делают серию изображений. Камера может вращаться вокруг вас или оставаться в одном положении. Возможно, вам придется изменить положение между изображениями.Пока камера делает снимки, вам нужно некоторое время оставаться неподвижным. В некоторых случаях камера может перемещаться очень близко к вашему телу. Это необходимо для получения изображений наилучшего качества. Сообщите лаборанту, если вы боитесь замкнутых пространств, до начала обследования.

Технолог может провести над телом небольшой ручной зонд для измерения уровня радиоактивности. Другие тесты измеряют уровни радиоактивности в крови, моче или дыхании.

Продолжительность процедур ядерной медицины сильно различается в зависимости от типа исследования.Фактическое время сканирования для ядерных исследований может составлять от 20 минут до нескольких часов и может проводиться в течение нескольких дней.

Маленьким детям может потребоваться нежное обертывание или успокоительные средства, чтобы помочь им оставаться неподвижными. Если ваш врач считает, что вашему ребенку необходима седация, вы получите конкретные инструкции относительно того, когда и можно ли кормить ребенка в день обследования. Врач или медсестра, специализирующаяся на педиатрической анестезии, будут доступны во время осмотра, чтобы обеспечить безопасность вашего ребенка, находящегося под воздействием седативных средств.Планируя обследование для маленького ребенка, спросите, доступен ли специалист по детской жизни. Специалист по детской жизни обучен делать так, чтобы ваш ребенок чувствовал себя комфортно и меньше беспокоился без седативных средств, и поможет вашему ребенку оставаться неподвижным во время осмотра.

После исследования вам, возможно, придется подождать, пока технолог не определит, нужны ли дополнительные изображения. Иногда технолог делает больше изображений, чтобы прояснить или лучше визуализировать определенные области или структуры. Необходимость в дополнительных изображениях не обязательно означает, что с исследованием возникла проблема или что-то не так.Это не должно вызывать у вас беспокойства.

Если у вас есть внутривенный (IV) катетер для процедуры, ваш лаборант обычно удаляет его. Технолог оставит его на месте, если в тот же день вам предстоит еще одна процедура, требующая внутривенного введения.

Для пациентов с заболеванием щитовидной железы, которые проходят терапию радиоактивным йодом (I-131), которая чаще всего является амбулаторной процедурой, радиоактивный йод проглатывают либо в капсуле, либо в жидкой форме.

Радиоиммунотерапия (РИТ), также обычно амбулаторная процедура, проводится посредством инъекции.

Терапия

I-131MIBG при нейробластоме вводится путем инъекции в кровоток. Дети поступают в стационар для лечения стационарно и остаются на ночь в специально подготовленной палате. Особые меры принимаются для родителей, чтобы они могли участвовать в уходе за своим ребенком во время прохождения этой терапии.

к началу страницы

Что я буду испытывать во время и после процедуры?

За исключением внутривенных инъекций, большинство процедур ядерной медицины безболезненны.Сообщения о значительном дискомфорте или побочных эффектах редки.

Вы почувствуете легкий укол булавкой, когда лаборант введет иглу в вашу вену для внутривенного катетера. Во время инъекции радиофармпрепарата вы можете почувствовать холодок, поднимающийся вверх по руке. Как правило, других побочных эффектов нет.

Радиоактивные индикаторы практически не имеют вкуса. Вдыхание радиофармпрепарата ничем не отличается от вдыхания окружающего воздуха или задержки дыхания.

При некоторых процедурах лаборант может установить катетер в мочевой пузырь.Это может вызвать временный дискомфорт.

Во время экзамена важно оставаться неподвижным. Ядерная визуализация не вызывает боли. Однако необходимость оставаться неподвижным или в одном положении в течение длительного времени может вызвать дискомфорт.

Если ваш врач не сказал вам иное, вы можете вернуться к своей обычной деятельности после обследования. Перед отъездом технолог, медсестра или врач предоставят вам все необходимые специальные инструкции.

Небольшое количество радиоактивного индикатора в вашем теле со временем потеряет свою радиоактивность в результате естественного процесса радиоактивного распада.Он также может выйти из вашего организма через мочу или стул в течение первых нескольких часов или дней после теста. Пейте много воды, чтобы помочь вымыть материал из вашего тела.

Дополнительную информацию см. в разделе Безопасность в процедурах ядерной медицины.

Вы будете проинформированы о том, как часто и когда вам нужно будет возвращаться в отделение ядерной медицины для дальнейших процедур.

к началу страницы

Кто интерпретирует результаты и как их получить?

Рентгенолог или другой врач, прошедший специальную подготовку в области ядерной медицины, расшифрует изображения и отправит отчет лечащему врачу.

к началу страницы

Каковы преимущества и риски?

Преимущества

  • Исследования ядерной медицины предоставляют уникальную информацию, которую часто невозможно получить с помощью других процедур визуализации. Эта информация может включать сведения о функциях и анатомии структур тела.
  • Ядерная медицина предоставляет наиболее полезную информацию о диагностике или лечении многих заболеваний.
  • Медицинское ядерное сканирование дешевле и может дать более точную информацию, чем исследовательская хирургия.
  • Ядерная медицина дает возможность идентифицировать болезнь на самой ранней стадии, часто до того, как появятся симптомы или отклонения от нормы могут быть обнаружены с помощью других диагностических тестов.
  • Определяя, являются ли поражения, вероятно, доброкачественными или злокачественными, сканирование ПЭТ может устранить необходимость в хирургической биопсии или определить наилучшее место для биопсии.
  • ПЭТ-сканирование
  • может предоставить дополнительную информацию, которая используется для планирования лучевой терапии.

Риски

  • Поскольку при исследованиях в области ядерной медицины используется только небольшая доза радиоактивного индикатора, они имеют относительно низкое радиационное воздействие.Это допустимо для диагностических исследований. Таким образом, потенциальные преимущества обследования перевешивают очень низкий радиационный риск.
  • Врачи используют диагностические процедуры ядерной медицины уже более шести десятилетий. Нет никаких известных долгосрочных побочных эффектов от такого воздействия низких доз.
  • Ваш врач всегда сопоставляет преимущества лечения ядерной медициной с любыми рисками. Ваш врач обсудит значительные риски до начала лечения и даст вам возможность задать вопросы.
  • Аллергические реакции на радиоактивные индикаторы крайне редки и обычно слабо выражены. Всегда сообщайте персоналу ядерной медицины о возможных аллергиях. Опишите любые проблемы, которые могли возникнуть у вас во время предыдущих экзаменов по ядерной медицине.
  • Инъекция радиоактивного индикатора может вызвать легкую боль и покраснение. Это должно быстро разрешиться.
  • Женщины должны всегда сообщать своему врачу и рентгенологу, если есть вероятность того, что они беременны или кормят грудью. Дополнительную информацию об исследованиях при беременности, грудном вскармливании и ядерной медицине см. на странице «Безопасность рентгенологических, интервенционных радиологических и ядерных медицинских процедур».

к началу страницы

Каковы ограничения общей ядерной медицины?

Процедуры ядерной медицины могут занимать много времени. Накопление радиоактивного индикатора в интересующей области может занять от нескольких часов до нескольких дней. Кроме того, выполнение визуализации может занять до нескольких часов.В некоторых случаях более новое оборудование может существенно сократить время процедуры.

Разрешение изображений ядерной медицины может быть не таким высоким, как у КТ или МРТ. Однако сканирование ядерной медицины более чувствительно по целому ряду показаний. Функциональную информацию, которую они дают, часто невозможно получить с помощью других методов визуализации.

к началу страницы

Эта страница была проверена 20 апреля 2018 г.

Жизнь продолжается в Чернобыле спустя 35 лет после самой страшной в мире ядерной аварии

Каждое 25 апреля, когда сгущается ночь, люди собираются вокруг ангела, который стоит на каменном постаменте в городе Чернобыль на севере Украины.Все тело ангела сделано из стали — в основном из арматуры, образующей резкий силуэт на фоне неба, — и он держит длинную трубу у губ. Эта скульптура представляет собой третьего ангела из Книги Откровения. Согласно Библии, когда прозвучала эта труба, с неба упала большая звезда, воды сделались горькими, и многие умерли.

В годовщину самой страшной в истории аварии на атомной электростанции люди собираются в центре города Чернобыль, чтобы почтить память этого события и тех, кто погиб.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Левый : Бывшие жители зоны отчуждения посещают могилы своих погибших родственников и друзей в Чернобыле.

Право : Встречи вызывают много эмоций, особенно весной, когда люди возвращаются в Чернобыль, чтобы отметить годовщину катастрофы.

Эта притча стала символом Чернобыльской ядерной катастрофы, которая началась в 1:24 ночи 26 апреля 1986 года, когда взрыв прогремел на четвертом реакторе Чернобыльской АЭС, всего в 11 милях от города. Несмотря на то, что после аварии были массовые эвакуации, ближайшая территория так и не была полностью освобождена от людей, да и не могла быть. Радиоактивная катастрофа такого масштаба слишком опасна, чтобы от нее отказываться. На сегодняшний день более 7000 человек живут и работают на заводе и вокруг него, и гораздо меньшее их число вернулось в близлежащие деревни, несмотря на риски.

В ночь на годовщину местные жители, рабочие и несколько приезжих собираются вместе, чтобы отметить событие настолько сложное и имеющее так много длительных последствий, что до сих пор трудно осознать 35 лет позже. Собравшиеся держат в руках тонкие свечи из пчелиного воска, которые капают им на ладони. Они слушают песни и стихи в исполнении некоторых выживших, и воздух наполнен эмоциями. Юрий Татарчук, бывший заместитель начальника управления информации о Чернобыльской зоне отчуждения, называет это «прекрасной смесью горького и сладкого.Это как День Победы на любой из войн — люди плачут и улыбаются одновременно». Даже здесь, так близко к эпицентру самой страшной в истории аварии на атомной электростанции, есть чувство общности, даже ощущение дома.

С 2016 года остатки четвертого реактора Чернобыльской АЭС перекрывает новый безопасный контейнер с закругленной крышей. Его видно из руин гостиницы «Полесье» в заброшенном городе Припять.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права.Несанкционированное использование запрещено.

В 1986 году, за несколько секунд до взрыва четвертого реактора, температура внутри активной зоны реактора достигла 4650 градусов Цельсия; поверхность солнца 5500. Сила взрыва, эквивалентная 66 тоннам тротила, сорвала крышу 20-этажного здания реактора, полностью разрушила все внутри активной зоны и выбросило в ближайшее окружение не менее 28 тонн высокорадиоактивных обломков. Это также вызвало радиоактивный пожар, который горел почти две недели и выбрасывал в атмосферу огромный шлейф радиоактивных газов и аэрозолей, который двигался на север и запад по ветру.На землю выпали десятки радиоактивных веществ, часто сносимых осадками.

Осадки включали йод-131, цезий-137 и плутоний-239, ни один из которых не встречается в природе, и все они чрезвычайно опасны для людей и других животных. Каждое вещество распадается по своему собственному графику, называемому «периодом полураспада», который представляет собой количество времени, необходимое для того, чтобы его радиоактивность уменьшилась вдвое. Для йода-131, который быстро накапливается в щитовидной железе и вызывает рак щитовидной железы, период полураспада составляет восемь дней.Для цезия-137, который сохраняется в почве и производит гамма-лучи, энергия которых в сотни тысяч раз превышает энергию солнечных лучей, период полураспада составляет около 30 лет. Плутоний-239, чрезвычайно радиотоксичен при вдыхании, имеет период полураспада 24 000 лет. Хотя основная картина выпадения радиоактивных осадков — пятнистая и непредсказуемая — была установлена ​​вскоре после аварии, радиоактивные частицы остаются в движении и по сей день, по-прежнему перемещаясь на ветру и растекаясь по воде. (По теме: Дети, рожденные выжившими в Чернобыле, не несут больше генетических мутаций. )

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Левый : Город Припять построен для тех, кто работал на атомной электростанции. Его 50 000 жителей начали эвакуацию через 36 часов после аварии.

Справа : Припять до сих пор остается городом-призраком, по-прежнему полным мелких бытовых деталей, вроде этих почтовых ящиков в заброшенном многоквартирном доме.

Владимир Вербицкий жил в этой припятской квартире со своими родителями до эвакуации города в 1986 году. Вернулся работать ликвидатором, а затем экскурсоводом.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

В то время как радиоактивные частицы распространились повсюду, усилия по очистке были сосредоточены на Чернобыльской зоне отчуждения, все в пределах 30-километрового (19-мильного) радиуса эпицентра. Эвакуация зоны началась через 36 часов после аварии, первой из них стали 50 000 жителей Припяти, города всего в двух милях от атомной электростанции, построенного для размещения ее рабочих и их семей.Припять с ее многоквартирными домами, детскими площадками и общественными памятниками до сих пор остается городом-призраком.

У подножия статуи ангела находится большая бетонная плита в форме украинской части зоны отчуждения. Во время памятного мероприятия он светится оранжевым от света множества маленьких фонариков. Длинный ряд указателей тянется от ангела через заросший деревьями бульвар. Каждый пост носит название эвакуированного украинского села, а их более 100.

Но в то время как десятки тысяч людей эвакуировались из домов, в которые они никогда не вернутся, прибывали десятки тысяч других. Большинству было приказано работать над обеззараживанием, другие прибыли для науки, а третьи игнорировали приказ держаться подальше и как можно скорее вернулись в свои деревни.

Каждый из этих знаков носит название украинского города, заброшенного после аварии. В годовщину бывшие жители зоны отчуждения возвращаются, чтобы почтить память трагедии.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Бывшие ликвидаторы и жители ждут участия в юбилейных торжествах.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Ликвидация официально называлась «Ликвидация последствий аварии на Чернобыльской АЭС», а рабочих называли ликвидаторами. У них была невыполнимая работа. Радиоактивные частицы невидимы, не имеют ни вкуса, ни запаха, а в горячих точках заразили все: от кирпичей до скота и листьев на земле.Эти частицы не могут быть уничтожены; все, что могли сделать ликвидаторы, — это интерпретировать их или попытаться как-то опечатать. Некоторые работали в деревнях, уничтожая урожай, вырубая леса и даже закапывая верхний слой земли.

Некоторые виды работ на атомной электростанции, такие как подъем высокорадиоактивного мусора или заливка бетона для герметизации реактора, были настолько опасны, что люди могли получить смертельную дозу радиации за считанные минуты. Оценки числа ликвидаторов сильно различаются, потому что нет официального реестра всех, кто принимал участие, но их число исчисляется сотнями тысяч и, вероятно, более полумиллиона.Они приехали со всего бывшего СССР, и в то время большинство из них были молодыми людьми. Возможно, процентов 10 из них до сих пор живы. По официальным советским данным, в результате аварии погиб 31 человек.

Евгений Валентей работает здесь ИТ-специалистом уже 10 лет, но беда не за горами: «Я думаю о людях, которые действительно пострадали в процессе ликвидации. В Советском Союзе метод заключался в том, чтобы покрыть все человеческими жизнями.

Жизнь в заброшенном городе

Елена Бунтова вместе с другими учеными откликнулась на зов Чернобыля совсем по другой причине, чем ликвидаторы. Как доктор биологических наук она приехала после аварии изучать влияние радиации на дикую природу. Она никогда не уходила.

«В первые годы после аварии в Чернобыль приезжали на работу лучшие ученые со всего СССР, поэтому сотрудничать с ними было очень интересно», — говорит Бунтова.Это была возможность всей жизни, а также место, где она познакомилась со своим мужем Сергеем Лапигой. Он вырос недалеко от Чернобыля, и они познакомились в кафе в зоне отчуждения.

Сергей Лапига (справа) с супругой Еленой Бунтовой на кофе-брейке в гостиной со своим другом Валерием Пастернаком. Все работают в зоне много лет.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Лапиха работала фотографом в так называемом объектном убежище — блоке содержания, который действует как саркофаг для погребения останков реактора номер четыре.На протяжении многих лет он фотографировал помещения, в том числе печально известный объект внутри здания реактора под названием «Слоновья нога». Это черная стеклообразная плита когда-то расплавленной радиоактивной лавы, которая вытекла в коридор после расплавления, прежде чем затвердеть на месте, как сталагмит размером с человека. Он настолько радиоактивный, что пять минут с ним без защиты были бы смертным приговором.

Из-за своего возраста и связи с местом Бунтова и Лапига являются частью небольшой группы переселенцев, которым правительство Украины разрешило постоянно жить в зоне.Они признают, что жить в Чернобыле рискованно и хлопотно, тем более, что детям вход воспрещен. У каждого из них были дети до того, как они встретились, но поскольку лица моложе 18 лет более восприимчивы к ионизирующему излучению, их дети никогда не могли попасть в зону. Сегодня то же самое относится и к их внукам. Тем не менее, они живут здесь более 30 лет, и теперь, когда им за 60 и они на пенсии, они не планируют никуда уезжать. На вопрос, почему, Лапига на минуту задумывается, а потом отвечает: «Я просто счастлива в Чернобыле.” 

В их маленьком кирпичном домике уютно. Такие люди, как они, годами занимали заброшенные дома и ремонтировали их. Есть из чего выбрать. Раньше в Чернобыле проживало 14 000 человек. В гостиной у них есть комнатные растения у окна, несколько удобных стульев и телевизор, а также светящийся аквариум, полный живых рыб. Во дворе они держат медоносных пчел и присматривают за четырьмя собаками, все они были спасены из зоны отчуждения. Поскольку Елена наблюдала за дикой природой в качестве ученого в Чернобыльском экологическом центре, она не хуже других знала, насколько они могут быть заражены.Балу — огромный волчий крест и самый молодой в стае. Когда Лапиха хватает собаку за морду и играет с ней, приговаривая «умный волк, умная собака», он не выглядит слишком обеспокоенным. ( Узнайте, как поживает дикая природа в Чернобыле спустя десятилетия после катастрофы. )

Марии Семенюк было 78 лет, когда это фото было сделано в 2015 году. Она умерла в следующем году в Парышеве, где прожила всю свою жизнь, и она был похоронен на местном кладбище.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права.Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Левый : Несколько человек переселились в село Куповатое, одно из многих небольших населенных пунктов в украинской части зоны отчуждения.

Справа : Жительница этого дома в Куповате умерла в 2015 году. Нередко можно увидеть такие места, где оставлен каждый предмет из чьей-то жизни.

В Чернобыле мужчина ждет у Дома культуры начала представления. Концерты, сольные концерты и конференции помогают развлекать крошечное население.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Многие из переселенцев, умерших за последние несколько лет, хотели быть похороненными в селах, где они родились. В зоне отчуждения много кладбищ; это в Опачичи.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Мало кто живет в зоне отчуждения постоянно. Тем, кто нарушил приказ об эвакуации и вернулся в свои родные села после аварии, сейчас за 70-80 лет, и многие из них умерли за последние пять лет. Те, кто остался, полагаются на пищу из своих садов и окружающего леса, в том числе на большие и обильные грибы, которые особенно хорошо поглощают цезий-137, излучающий как бета-, так и гамма-излучение. Некоторые жители жарят эти грибы в своих домах в дровяных печах.Деревья, которые они сжигают в качестве топлива, также могут быть радиоактивными, поэтому дым вызывает новые мини-выпадения поблизости. Радиация здесь постоянный спутник. В населенных пунктах фоновые уровни в целом низкие. В других они опасно высоки. Но без дозиметра или счетчика Гейгера, которых у многих нет, а иногда и не хочется иметь, измерение невозможно.

Кто остается в зоне

Из примерно 7000 человек, которые въезжают в зону и выходят из нее на работу, более 4000 работают по сменам по 15 дней в месяц или четыре дня в неделю — графики разработаны таким образом, чтобы свести к минимуму воздействие ионизирующее излучение.Это охранники, пожарные, ученые или те, кто поддерживает инфраструктуру этого уникального сообщества. Поскольку Чернобыль является их временным домом, а не постоянным местом жительства, они занимают часть комнат и квартир, эвакуированных в 1986 году. По вечерам жизнь довольно спокойна. Некоторые люди читают или смотрят фильмы. Когда станет жарко, они могут нарушить правила радиационной безопасности и пойти купаться в реке.

Персонал в диспетчерской второго реактора в обычный рабочий день.Хотя первый, второй и третий реакторы больше не производят электроэнергию, их вывод из эксплуатации потребуется до 2065 года.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Налево : Каждый посетитель должен пройти через контрольно-пропускной пункт для въезда в город Припять и предъявить необходимые разрешения. Охранники на входе работают посменно по 12 часов.

Право : Около 100 ученых работают в чернобыльских научных лабораториях для мониторинга загрязнения и изучения воздействия радиации на окружающую среду. После аварии в Чернобыль приехали атомщики со всего бывшего СССР, чтобы исследовать последствия катастрофы.

Остальная часть рабочей силы каждый день прибывает поездом для работы на атомной электростанции. Хотя электростанция больше не производит электроэнергию, вывод из эксплуатации трех оставшихся реакторов продлится как минимум до 2065 года, а в Институте проблем безопасности атомных электростанций есть целое подразделение, занимающееся контейнментом четвертого реактора.В 2016 году он получил совершенно новую камеру содержания, которая выглядит как огромная хижина Quonset, которая должна прослужить 100 лет, хотя материалы внутри будут радиоактивными в течение тысячелетий.

Зона отчуждения сегодня менее радиоактивна, чем когда-то, но Чернобыль обладает способностью искривлять время. Тридцать пять лет — это много для человеческой жизни, и это важно для таких материалов, как цезий-137 и стронций-90, период полураспада которых составляет около 30 лет. Но это почти ничего для радиоактивных материалов, которые будут распадаться тысячелетиями.Насколько хороша безопасная камера содержания, которая прослужит один век, если она защищает нас от чего-то с периодом полураспада 24 000 лет? Есть и новые угрозы, в том числе лесные пожары, которые сжигают радиоактивные деревья и могут создавать новые опасные зоны. ( См. фотографии, сделанные во время незаконных посещений мертвой зоны Чернобыля. )

По словам Бруно Шарейрона, директора лаборатории Комиссии по независимым исследованиям и информации о радиации, человечество в настоящее время не имеет технических решений или финансовых средств для управления катастрофа такая.Проще говоря, несмотря на то, что тысячи людей по-прежнему работают на месте каждый день, «чернобыльская ядерная катастрофа вообще неуправляема».

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Левый : Местный спортзал в городе Чернобыль дает возможность заниматься спортом и отдыхать, например, играть в пинг-понг после работы.

Правильно : Даже в Чернобыле есть кафе и места для отдыха с друзьями.«Все время находиться в заброшенном месте очень угнетает», — сказал Юрий Татарчук, проработавший в зоне более 20 лет.

Многие работники остаются в зоне неполный рабочий день, либо 15 дней в месяц, либо четыре дня в неделю. Здесь они живут в старых квартирах и общежитиях и приобретают необходимое в местных магазинах.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Выйдя на пенсию, Сергей Лапига добровольно идет на содержание поместной православной церкви.Его внешние стены четкие и белые, с ярко-синими арками и двумя золотыми куполами на крыше. По сравнению с заброшенными зданиями и обломками, которые ее окружают, церковь выглядит совершенно новой.

Перед ежегодным собранием у стального ангела в ночь на 25 апреля проводится вечерняя месса. После службы участники выходят на улицу и звонят в колокол памяти, который свисает с собственной арки в углу церковного двора. Они звонят в него один раз за каждый год после аварии, так что в этом году он прозвонит 35 раз.

Последствия испытаний ядерной бомбы в Казахстане

Разрушение и запустение царапают ландшафт отдаленного уголка казахской степи. Неестественные озера, образованные взрывами ядерных бомб, испещряют когда-то плоскую местность, изрытую лишь пустыми остовами зданий. Он кажется необитаемым. И все же призраки — живые и мертвые — бродят по земле, все еще обремененные последствиями программы ядерных испытаний, остановленной почти 30 лет назад.

Место, известное как Полигон, было местом почти четверти мировых ядерных испытаний во время холодной войны.Зона была выбрана как незаселенная, но по ее периметру усеяно несколько небольших сельскохозяйственных деревень. Хотя некоторых жителей вывезли на автобусах во время тестового периода, большинство осталось. Ущерб, который продолжается и сегодня, является интуитивным.

Фотограф Фил Хэтчер-Мур провел два месяца, документируя регион, и был поражен «бессмысленной тратой человеческой глупости».

Его проект «Ядерные призраки» сочетает в себе опустошенный пейзаж и интимные портреты сельских жителей, которые все еще страдают от последствий.

Цифры поразительны – около 100 000 человек в этом районе все еще страдают от радиации, которая может передаваться через пять поколений. Но своими душераздирающими картинками Мур стремился сделать абстрактные числа осязаемыми.

Рустам Джанабаев, 6 лет, лежит в своей кроватке в палате Детского центра специальных социальных услуг в Аягозе, Восточный Казахстан. Рустам родился с гипоцефалией.

Фотография Фила Хэтчера-Мура

Пожалуйста, соблюдайте авторские права.Несанкционированное использование запрещено.

(См. исторические фотографии последствий бомбардировок Хиросимы и Нагасаки.)

«Ядерное заражение — это не то, что мы обязательно можем увидеть, — говорит он. «И мы можем говорить о цифрах, но мне кажется более интересным сосредоточиться на людях, которые инкапсулируют историю».

Мур взял интервью у всех испытуемых, прежде чем взять в руки камеру и узнал, что большую часть их опыта преследовали секретность и дезинформация.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права.Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Слева : Жаксилыик Абишулий, 72 лет, сидит в своем доме в селе Сарыжал. «Я родился и вырос здесь, — говорит он. «Тестирование началось в 1949 году, когда мне было пять лет».

Справа : Капиза Муканова, которой за 80, сидит в своем доме в селе Сарыжал на востоке Казахстана. Капица потеряла троих своих детей, что она связывает с последствиями ядерных испытаний на полигоне.

Фотографии Фила Хэтчера-Мура

«[В 50-х годах] одного парня упаковали со своей палаткой и велели пожить в горах пять дней со своим стадом. Его эффективно использовали в качестве подопытного, чтобы посмотреть, что произошло», — говорит Мур. «Им никогда не говорили, что происходит, и уж точно не говорили об опасностях, в которых они могут быть».

Хотя человеческие истории были в центре внимания, Мур также задокументировал научные испытательные лаборатории, которые все еще обнаруживают ущерб. Сопоставление этих лабораторий с портретами людей, изуродованных радиацией, делает просмотр неудобным.Но эта близость преднамеренная.

«В прошлом людей использовали в качестве живых объектов, — говорит Мур. «Я хотел объединить эти идеи вместе; как люди использовались исследователями в то время и как это просачивается в повседневную жизнь — как это выглядит, что это значит».

Птицы пролетают над кладбищем на окраине Семей во время зимней бури.

Фотография Фила Хэтчера-Мура

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

В то время как некоторые из субъектов Мура сильно деформированы, многие страдают менее заметными проблемами со здоровьем, такими как рак, болезни крови или посттравматическое стрессовое расстройство. И, пожалуй, больше всего беспокоит скрытая, коварная природа этого дела. «Долгое время не было большого развития ядерной энергетики, но сейчас это очень актуальная проблема», — говорит Мур. «Но мы не говорим о том, что нужно для обновления этого оружия. Эти люди — наследие и свидетельство того, что было сделано для достижения этих целей».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.