Phát triển và ứng dụng năng lượng nguyên tử ở Việt Nam

E-mail | Bản in | Lưu xem sau

Phát minh ra năng lượng nguyên tử (NLNT) là một thành tựu vĩ đại của nhân loại. Từ một phát minh thuần tuý của vật lý cơ bản, ngày nay NLNT đã được ứng dụng phổ biến trong đời sống kinh tế - xã hội (KT-XH) của loài người. ở Việt Nam mặc dù phát triển NLNT có hơi muộn song đã có những ứng dụng trên nhiều lĩnh vực và mang lại kết quả khá cao. Điều này phần nào khẳng định ngành NLNT Việt Nam đang có bước tiến mới và sẽ trở thành một ngành quan trọng trong chiến lược phát triển KT-XH đất nước.
   

Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt

Năng lượng nguyên tử có 2 loại ứng dụng chính là ứng dụng bức xạ và đồng vị phóng xạ trong các ngành KT-XH (loại ứng dụng phi năng lượng) và điện hạt nhân (loại ứng dụng năng lượng).

Điện hạt nhân

Ngay từ những năm đầu thập niên 80 các nghiên cứu đã tập trung về quy hoạch và lựa chọn địa điểm cho phát triển. Sau đó được mở rộng trong khuôn khổ Chương trình 50B và KC-09 để làm rõ các vấn đề khoa học công nghệ và KT-XH đối với việc phát triển điện hạt nhân ở Việt Nam và chuẩn bị nguồn lực cho chương trình phát triển điện hạt nhât dài hạn của đất nước. Sau đổi mới và cho đến nay, nhu cầu phát triển điện hạt nhân càng trở nên cấp bách. Vì thế đã có nhiều văn bản của Chính phủ chỉ đạo về nghiên cứu, phát triển và ứng dụng NLNT, trong đó tiêu biểu là Quyết định số 01/2006/QĐ-TTg ban hành Chiến lược ứng dụng NLNT vì mục đích hoà bình đến năm 2020. Bên cạnh đó tháng 6 năm 2008, Quốc hội đã thông qua Lụât NLNT, đây là văn bản pháp lý cao nhất của quốc gia về phát triển và đảm bảo an toàn NLNT. Tháng 9 năm 2008, Nhà nước đã thành lập Hội đồng thẩm định nhà nước để thẩm định báo cáo đầu tư xây dựng nhà máy điện hạt nhân đầu tiên ở Việt Nam với tổng công suất 4000 MW.

Ứng dụng bức xạ và đồng vị phóng xạ trong công nghiệp, nông nghiệp

Được ứng dụng rộng rãi hơn, trong đó 3 phương pháp phổ biến của kỹ thuật hạt nhân là NDT, NCS và TRACER đều đã được triển khai ứng dụng trong một số lĩnh vực khác nhau của công nghiệp, Kỹ thuật NDT đã được ứng dụng để kiểm tra chất lượng cọc nhồi các trụ cầu, độ chặt nền đường, nền móng nhà xưởng, chất lượng mối hàn, đường ống, bình chứa, nồi hơi,... của nhiều công trình lớn của quốc gia như cầu Mỹ Thuận, cầu Sông Gianh, cầu Việt Trì, Nhà máy nhiệt điện Phú Mỹ, khu chế xuất Tân Thuận,...

Thực hiện việc bảo dưỡng, thiết kế chế tạo các hệ điều khiển hạt nhân tự động (NCS) dùng đo mức, đo độ dày, kiểm tra chất lượng sản phẩm, báo cháy, kiểm tra nguyên liệu đầu vào... cho nhiều nhà máy công nghiệp như giấy, xi măng, phân bón, bóng đèn.

Triển khai nghiên cứu sa bồi cảng Hải Phòng và khảo sát tìm bãi đổ cát nạo vét tối ưu cho luồng tàu Nam Triệu bằng kỹ thuật đánh dấu đồng vị phóng xạ. Số liệu thực nghiệm thu nhận được cho phép đánh giá tốc độ, hướng di chuyển của trầm tích, các yếu tố ảnh hưởng của gió mùa, làm cơ sở cho việc định vị tối ưu bãi đổ cho hoạt động nạo vét cửa Cảng, luồng tàu hoặc định hướng cho các quyết định duy trì luồng tàu cũ hay mở luồng tàu mới ở cảng Hải Phòng. Các nghiên cứu tương tự cũng được triển khai cho cảng Định An, bồi lấp hồ thuỷ điện Trị An, Thác Mơ.

Tiến hành nghiên cứu bằng đánh dấu đồng vị phóng xạ quá trình thấm qua đập ngăn nước tại đập thuỷ điện Hoà Bình, đập suối Rộp và đập tràn hồ thuỷ điện Trị An để cung cấp số liệu xây dựng báo cáo phân tích an toàn đập phục vụ cho công tác đảm bảo an toàn và duy tu định kỳ của các nhà máy thuỷ điện này. Kết quả nghiên cứu cùng với các số liệu khác đã cho phép quyết định nâng mức nước của đập thuỷ điện Hoà Bình từ 115m lên 117m.

Kỹ thuật đánh dấu đã được cán bộ Việt Nam nghiên cứu và chuyển giao thành công vào áp dụng tại Liên doanh Dầu khí Việt - Xô nhằm tăng cường hiệu suất thu hồi dầu, đánh giá lượng dầu dư bão hoà ở mỏ Bạch Hổ.

Đồng thời, kỹ thuật đồng vị đánh dấu đã được sử dụng rất hiệu quả để nghiên cứu sinh lý dinh dưỡng cây trồng, nông hoá thổ nhưỡng, quan hệ đất, phân, cây trồng nhằm tối ưu hoá quá trình canh tác, tưới nước và bón phân. Tiến hành nghiên cứu khả năng cố định đạm và các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng đó của cây lạc và đậu nành trồng trên các nền đất khác nhau bằng kỹ thuật đánh dấu N-15.

Kỹ thuật đánh dấu ứng dụng để xác định nhanh vận động của nước tưới trong đất cùng với phương pháp đo độ ẩm, mật độ của đất bằng phương pháp nơtron và gamma đã được triển khai áp dụng thử nghiệm nhằm điều chỉnh chế độ tưới nước thích hợp cho cây cà phê ở tỉnh Bình Phước. Tiến hành nghiên cứu một cách hệ thống các quá trình sinh lý, dinh dưỡng của một số loại nấm quý ở vùng cao nguyên Lâm Đồng. Nghiên cứu thành công chế phẩm kích thích tăng trưởng và bảo vệ thực vật bằng kỹ thuật cắt mạch bức xạ và đã thử nghiệm thành công trên diện rộng ở các tỉnh Lâm Đồng, Bình Thuận, Quảng Nam cho kết quả khá tốt trên nhiều loại cây với năng suất tăng từ 20-30%. Chế phẩm đã được cấp phép sản xuất.

Ứng dụng bức xạ và đồng vị phóng xạ trong y học

Đã chuyển giao công nghệ, đào tạo cán bộ, cung cấp một phần thiết bị và các hỗ trợ khác để phát triển mạng lưới các cơ sở y học hạt nhân trong cả nước phục vụ nhu cầu khám chữa bệnh của nhân dân. Trước khi đưa lò phản ứng Đà Lạt vào hoạt động (3/1984) toàn quốc chỉ có 2 cơ sở y học hạt nhân, đến nay đã có trên 20 cơ sở và 10 bệnh viện có thiết bị kỹ thuật hạt nhân để điều trị bệnh đáp ứng tốt hơn nhu cầu khám và chữa bệnh ngày càng tăng của nhân dân. Sau khi có Chiến lược ứng dụng NLNT, sự phát triển ngành y học hạt nhân đã có sự tăng trưởng  nhanh chóng với việc đưa vào các kỹ thuật hiện đại của thế giới vào Việt Nam như công nghệ PET-CT sử dụng các đồng vị phóng xạ sản xuất trên máy gia tốc cyclotron (bệnh viện 108, bệnh viện Chợ Rẫy, Bệnh viện Việt-Đức).

Thường xuyên cung cấp gần 20 loại dược chất phóng xạ được sản xuất trên lò phản ứng Đà Lạt chủ yếu là các dược chất chứa đồng vị I-131, P-32, Tc-99m, Cr-51 để phục vụ cho chẩn đoán và điều trị các bệnh như bướu cổ, ung thư, tim mạch, thận, bệnh ngoài da, xét nghiệm nội tiết tố trong máu,... Trung bình mỗi năm lò phản ứng Đà Lạt sản xuất và cung cấp khoảng 150 Ci - 200 Ci các chất phóng xạ, trong khi đó trước giải phóng miền Nam con số này là 2 Ci. Tuy nhiên, hiện nay lò phản ứng Đà lạt cũng chỉ đáp ứng được khoảng 50% nhu cầu về chủng loại sản phẩm các chất phóng xạ và 40% nhu cầu số lượng chất phóng xạ đối với các chủng loại đã cung cấp. Gần đây bắt đầu phát triển công nghệ gia tốc cyclotron phục vụ sản xuất các đồng vị và dược chất phóng xạ cho y tế ở nước ta.

Số bệnh nhân được chẩn đoán và điều trị hàng năm bằng đồng vị phóng xạ của Đà Lạt lên đến hàng trăm nghìn người. Theo số liệu thống kê, hàng năm hơn 150.000 người được xét nghiệm bằng kỹ thuật hạt nhân, gần 1000 người được điều trị biếu cổ bằng đồng vị I-131, số lượng bệnh nhân được điều trị ung thư và khối u bằng xạ trị ngoại, xạ trị áp sát và xạ trị nội chiếm 1/3 tổng số bệnh nhân ung thư trong toàn quốc.

Thành công trong chế tạo và triển khai áp dụng tại Viện Quân y 103 một máy xạ trị áp sát liều cao điều trị ung thư. Nghiên cứu thành công phương pháp chế tạo màng trị bỏng từ chitosan vỏ tôm, cua bằng công nghệ bức xạ. Sản phẩm đã được thử nghiệm lâm sàng tại một số bệnh viện trong quân đội và Viện Bỏng quốc gia, đã được Viện Quân y 175 và Xí nghiệp Dược phẩm 25 xin cấp giấy phép sản xuất...

Ứng dụng bức xạ và đồng vị phóng xạ trong nghiên cứu môi trường

Đánh giá tác động môi trường của lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt và các hoạt động khai thác sử dụng Lò phản ứng là hoạt động thường xuyên của một cơ sở nghiên cứu có lò phản ứng nhằm đảm bảo sao cho các chất thải phóng xạ không gây ra liều chiếu ngoài đối với dân chúng vượt quá mức cho phép và không vượt quá giới hạn xâm nhập hàng năm qua đường hô hấp theo “Quy phạm an toàn bức xạ ion hoá  TCVN-4397-87”.

Các hoạt động nghiên cứu triển khai phục vụ việc quan trắc, đánh giá trạng thái môi trường được thực hiện ở nhiều địa phương trong cả nước. Dự án điều tra cơ bản về nhiễm bẩn phóng xạ Cs-137 trong đất trên toàn lãnh thổ Việt Nam được thực hiện đã tạo ra bộ số liệu với độ tin cậy cao về mật độ tồn lưu của Cs-137 trong đất bề mặt Việt Nam. Các số liệu này sẽ được sử dụng để nghiên cứu xói mòn đất, làm cơ sở cho chương trình tiền quan trắc các địa điểm xây dựng nhà máy điện hạt nhân và đánh giá tác động môi trường của hoạt động của các nhà máy này trong tương lai, nghiên cứu đánh giá liều tập thể cho dân chúng. Tiếp theo dự án điều tra về Cs-137, Viện NLNTVN và các cơ quan có liên quan ở trong nước đã triển khai nghiên cứu về nhiễm bẩn Pu-239 trong đất, nghiên cứu tình trạng ô nhiễm các nguyên tố kim loại nặng độc dọc theo một số kênh thoát nước lớn ở Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh nhằm đánh giá hiện trạng, tìm nguyên nhân và đề xuất các giải pháp hạn chế khắc phục.

Điều tra khảo sát nền phông môi trường Việt Nam, ô nhiễm bụi hô hấp có phân biệt kích thước hạt trong môi trường đô thị. Ngoài ra cũng đã tiến hành nghiên cứu khả năng làm giảm một số kim loại nặng độc trong nước thải công nghiệp bằng vật liệu hấp thụ tạo ra từ công nghệ bức xạ...

Nhiên vật liệu hạt nhân

Nghiên cứu xây dựng được chế độ công nghệ thích hợp xử lý quặng uran có hàm lượng thấp (0,05-0,15%) tạo được sản phẩm uran kỹ thuật đạt tiêu chuẩn uran kỹ thuật của thế giới. Chế độ hoà tách tĩnh làm cơ sở cho việc xử lý tại chỗ quặng uran hàm lượng tương tự ở nhiều vùng của miền Trung Việt Nam. Từ uran kỹ thuật thông qua thực hiện các đề tài về tinh chế và điều chế bột ADU đã điều chế được hợp chất uran gần đạt độ sạch hạt nhân thông qua kỹ thuật khống chế hàm lượng của gần 20 tạp chất.

Các nghiên cứu về điều chế bột UO2 đã được xem là công đoạn công nghệ rất quan trọng trong đó đặc biệt đưa ra các chế độ công nghệ về hoàn nguyên sao cho tạo được UO2 với tỷ lệ oxy/uran gần giá trị 2. Một đặc trưng quan trọng khác là kích thước hạt bột UO2 cũng được nghiên cứu và xây dựng chế độ công nghệ có cấp hạt theo tiêu chuẩn quốc tế.

Từ bột UO2 đã xây dựng được chế độ công nghệ ép - hoá hạt - ép - thiêu kết để cuối cùng tạo gốm UO2 có tỷ trọng cao (trên 10,5 g/cm3). Sản phẩm nghiên cứu quan trọng nhất là viên gốm UO2 có tính năng cơ lý, tỷ trọng gần đạt tiêu chuẩn gốm nhiên liệu đã được chế tạo tại phòng thí nghiệm của Viện NLNTVN.

An toàn bức xạ, an toàn hạt nhân và quản lý chất thải phóng xạ

Đã xây dựng được 02 phòng thí nghiệm xác định liều bức xạ chiếu ngoài đạt trình độ quốc tế có khả năng phục vụ cho hàng nghìn nhân viên bức xạ. Hai phòng thí nghiệm này đã được uỷ quyền tiến hành theo dõi liều bức xạ nghề nghiệp cho cả nước. Điều này cho phép kết hợp hài hoà hai nhiệm vụ phát triển nghiên cứu khoa học và đảm bảo dịch vụ kỹ thuật về an toàn bức xạ cho các cơ sở trong cả nước.

Bước đầu đã xây dựng phòng thí nghiệm xác định liều bức xạ chiếu trong dựa trên phương pháp phân tích nước tiểu. Xác định liều bức xạ chiếu trong là một hướng trọng điểm cần được phát triển.

Bên cạnh đó đã xây dựng hệ thống phòng chuẩn liều bức xạ ion hoá. Hiện nay, phòng chuẩn I-VILAS-17 của Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân đã được IAEA đưa vào danh sách các phòng chuẩn cấp II trên thế giới. Tuy nhiên vẫn còn thiếu nhiều thiết bị chuyên dụng cho phòng chuẩn cấp II. Hiện nay phòng chuẩn cấp II này  đã có khả năng kiểm chuẩn các thiết bị bức xạ dùng trong y tế. Điều này mở ra bước tiến quan trọng trong việc nâng cao chất lượng điều trị và chuẩn đoán bệnh sử dụng các kỹ thuật hạt nhân và bức xạ phục vụ chăm sóc sức khoẻ cộng đồng.

Tính đến nay, Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt đã được vận hành an toàn trong 25 năm phục vụ sản xuất đồng vị phóng xạ, phân tích kích hoạt và đào tạo cán bộ. Thông qua các hoạt động thực tiễn vận hành và bảo dưỡng lò phản ứng đã đào tạo được một đội ngũ cán bộ vận hành, bảo dưỡng có kinh nghiệm, nhiều người trong số này có thể được đào tạo để trở thành các kỹ sư trưởng và cán bộ vận hành của các nhà máy điện hạt nhân trong tương lai. Thông qua việc quản lý và cấp phép vận hành lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt đã đào tạo được một đội ngũ các cán bộ về an toàn hạt nhân.

Hiện nay, Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt là một cơ sở có khả năng quản lý và xử lý thải phóng xạ lớn nhất Việt Nam. Hàng năm, tại đây đã xử lý: Chất thải lỏng: từ 120m3 đến 180m3. Chất thải rắn: trung bình khoảng 5m3/năm.

Có thể nói, ngành NLNT ở Việt Nam đang có những bước tiến vượt bậc và đóng góp không nhỏ vào KT cũng như đời sống XH. Tuy nhiên việc quản lý an toàn hạt nhân và các hoạt động phát triển ứng dụng NLNT thì chưa có các văn bản pháp lý điều tiết, đặc biệt các quy định về việc xây dựng nhà máy điện hạt nhân. Vì thế ngành NLNT rất cần Chính phủ xây dựng hệ thống văn bản quy phạm pháp luật để tạo hành lang pháp lý đầy đủ cho ngành NLNT có điều kiện hoạt động và phát triển./.
    

(PGS.TS. Vương Hữu Tấn - Tạp chí kinh tế và dự báo)