Научният свят има своите героини – жени, които със страст, упоритост и визия не просто изследват, а променят бъдещето ни към по-добро. През 2025 г. отбелязахме 15 години от създаването на програмата на L’Oréal и ЮНЕСКО „За жените в науката“ в България – инициатива, която досега е подкрепила 42 изключителни българки, отличени за своите научни проекти в ключови научни области като физика, химия, биология, медицина, астрофизика, екология, информатика и инженерни науки.

Химията е в основата на технологичния прогрес – чиста енергия, чиста вода и радиационна безопасност. Представяме ви три изследователки - Йорданка Каракирова, Нина Кънева-Добрeвска и Елка Кралева, които разработват нови молекули и методи, с които да отговорим на предизвикателствата на бъдещето.

Йорданка Каракирова: ЕПР методът може да се използва в областта на дозиметрията, както и за идентифициране на радиационно третирани храни, определяне на нитрати и нитрити в плодове, зеленчуци, млечни и месни продукти, в археологията за датиране на археологически обекти и др.

Йорданка Каракирова е носителка на отличието „За жените в науката“ през 2016. Нейната професионална област е химията – изследва как радиацията влияе на различни материали и прилага електронно-парамагнитна резонансна (ЕПР) дозиметрия за оценка на радиационни дози. Работата ѝ е важна за медицината, ядрената енергетика и радиационната безопасност.

Какво е предимството на новите дозиметри, които разработвате, в сравнение с приетите дозиметрични материали – и защо това е важно за области като медицината и ядрената безопасност?

През последните години все по-широко приложение намира т.нар. дозиметрия с твърдо тяло, използваща метод на електронен парамагнитен резонанс (ЕПР). Това е утвърден метод, одобрен от Международната организация по стандартизация, който се базира на вещество, наречено L-аланин. Макар и надежден и чувствителен, аланинът има и своите недостатъци, затова учените продължават да търсят нови, по-ефективни материали. Точно върху това беше фокусиран и моят проект по програмата „За жените в науката“ – създаване на нов тип дозиметър, направен от захароза (обикновена захар). Захарта има няколко интересни предимства. Освен че е лесно достъпна и евтина, тя може да се използва както при облъчване с гама лъчи, така и с тежки заредени частици – последните се използват например в модерната лъчетерапия за лечение на рак. Още нещо любопитно: при облъчване захарозата променя цвета си – от бяла става кафява, и това оцветяване остава дори след като се разтвори във вода. Така тя може да се използва за измерване на погълнатата доза радиация не само с уникална апаратура като ЕПР спектрометър, но и с по-достъпни методи, като спектрофотометър. Освен това, захарозата е тъкано еквивалентна, което я прави подходяща както за ретроспективна, така и за аварийна дозиметрия.

Спектроскопията на електронния парамагнитен резонанс звучи сложно – как бихте я обяснили на човек без научна подготовка и защо е толкова ценен този метод?

Електронният парамагнитен резонанс е метод, който учените използват, за да „надникнат“ в света на много малки неща — атоми и молекули, които имат несдвоени електрони. Тези електрони са като миниатюрни компасни стрелки и реагират на магнитно поле. При изследване с ЕПР ние ги поставяме в силно магнитно поле и ги облъчваме с микровълнова енергия с подходяща честота. Когато честотата на вълните съвпадне с техния „естествен ритъм“ на въртене, електроните поглъщат енергия. Точно това поглъщане се регистрира и дава информация. ЕПР е изключително чувствителен метод — може да открие неща, които други методи пропускат, особено когато става дума за много малко количество вещество. По формата на сигнала може да се разбере в каква „среда“ е електронът: дали е близо до определени атоми, в какъв тип химична връзка участва‚ или да проследим химични реакции — включително много бързи. Както обичам да казвам: „ЕПР открива игла в купа сено“.

В кои други области – извън радиационната защита – виждате бъдеще за приложението на ЕПР методите, върху които работите?

Спектроскопията на Електронния парамагнитен резонанс намира широко приложение в много области от човешката дейност. Освен в областта на дозиметрията, ЕПР методът може да се използва за идентифициране на радиационно третирани храни, определяне съдържанието на сажди и полициклични въглеводороди в аерозоли във въздуха, определяне съдържанието на азотни оксиди във въздуха, определяне на нитрати и нитрити в плодове, зеленчуци, млечни и месни продукти, в археологията за датиране на археологически обекти и др. По отношение на приложението на ЕПР за идентифициране на облъчени храни в Европейския съюз са създадени редица стандарти за идентифициране на радиационно третиране. Пет от тези стандарти са основни, като три от тях се базират на метода на ЕПР спектроскопията. Те се отнасят за месо с кости, храни от растителен произход, съдържащи целулоза и сушени плодове, съдържащи кристална захар. Имайки предвид, че облъчването на хранителни продукти с високоенергетично лъчение е евтин, бърз и сигурен метод за стерилизация, нуждата от използване на ЕПР спектроскопия в практиката ще расте. Разработването на т. нар. „портативни“ ЕПР спектрометри в последните години значително улеснява това.