Thành tựu phát triển, ứng dụng năng lượng nguyên tử ở Việt Nam

Năng lượng nguyên tử ngày càng được ứng dụng rộng rãi ở các lĩnh vực: điện hạt nhân, sản xuất đồng vị phóng xạ phục vụ y tế, công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, hàng không vũ trụ, chế biến thực phẩm... Trong một số lĩnh vực kinh tế, xã hội, năng lượng nguyên tử (NLNT) đã chứng tỏ vai trò, vị trí đặc biệt quan trọng. 

Quản lý, vận hành Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt hiệu quả mang lại nhiều thành tựu to lớn trong phát triển ứng dụng NLNT ở Việt Nam trong 40 năm qua

Tính đến tháng 4/2024, toàn thế giới có 436 lò phản ứng hạt nhân tại 32 quốc gia phục vụ nhà máy sản xuất điện hạt nhân, nhiều nhất là các nước Mỹ (93 lò), Pháp (56 lò), Trung Quốc (55 lò), Nga (37 lò), Nhật (33 lò). Năng lượng hạt nhân cung cấp 10% điện năng trên thế giới với tổng công suất đạt trên 371 GWh. Có 57 lò phản ứng đang xây dựng, trong đó Trung Quốc 21 lò, nhiều nước đang có kế hoạch xây dựng thêm nhiều lò phản ứng hạt nhân mới (Nga 25 lò, Trung Quốc 45 lò). Khoảng 220 lò phản ứng hạt nhân phục vụ nghiên cứu, đào tạo và sản xuất đồng vị phóng xạ đang hoạt động tại hơn 50 quốc gia; nhiều lò nghiên cứu khác cũng đang được xây dựng. Ngoài ra, hơn 160 tàu biển, chủ yếu là tàu ngầm, được vận hành bởi khoảng 200 lò phản ứng hạt nhân.

Việc ứng dụng đồng vị phóng xạ trong chẩn đoán và điều trị bệnh cho con người ngày càng trở thành yếu tố không thể thiếu trong y học hạt nhân. 80% lượng đồng vị sản xuất trên toàn thế giới phục vụ cho y tế. Trong nông nghiệp, NLNT được ứng dụng trong công nghệ chiếu xạ bảo quản thực phẩm; ứng dụng trong nhân giống đột biến thực vật bằng kỹ thuật chiếu xạ gamma hoặc neutron để tạo ra các dòng di truyền mới có khả năng kháng sâu bệnh tốt hơn và thích nghi với điều kiện khí hậu khắc nghiệt. Trong ngành công nghiệp, đồng vị phóng xạ được sử dụng với nhiều mục đích như đánh dấu đồng vị trong dầu khí, theo dõi dòng chảy, phát hiện rò rỉ, đo độ mài mòn và ăn mòn của động cơ, kiểm tra mối hàn, kiểm tra tính chất vật liệu, đo bề dày… Các ứng dụng này không ngừng phát triển và chưa thể thay thế trong một số ngành công nghiệp.

Trong lĩnh vực môi trường, đồng vị phóng xạ có vai trò quan trọng trong việc phát hiện, phân tích các chất gây ô nhiễm, điều tra các vấn đề ô nhiễm, kỹ thuật thủy văn, xác định chính xác phạm vi, đặc tính, trữ lượng tài nguyên nước ngầm, lập kế hoạch quản lý bền vững các nguồn nước. Kỹ thuật hạt nhân có thể cung cấp thông tin về rò rỉ qua đập và kênh tưới tiêu, tốc độ dòng chảy, lưu lượng sông và tốc độ lắng đọng. Năng lượng hạt nhân còn được ứng dụng carbon phóng xạ trong khảo cổ học để xác định niên đại cổ vật, đất đá; trong khử trùng vật liệu, dụng cụ y tế, vô trùng côn trùng, bảo tồn thiên nhiên, tối ưu sử phân bón cho cây trồng…

Ở Việt Nam, với 1 lò phản ứng hạt nhân nghiên cứu duy nhất tại Đà Lạt, NLNT đã ứng dụng sâu rộng phục vụ phát triển kinh tế, xã hội và đạt được nhiều thành tựu, đặc biệt là trong chẩn đoán và điều trị bệnh, chọn tạo giống cây trồng đột biến, trong công nghiệp, tài nguyên, môi trường… Thành tựu nổi bật nhất là trong y tế với việc phát triển mạng lưới các cơ sở y học hạt nhân và xạ trị, X-quang trong cả nước phục vụ chẩn đoán và điều trị bệnh với các kỹ thuật cao như chẩn đoán CT, xạ trị dùng máy gia tốc chùm điện tử, xạ phẫu dùng nguồn phóng xạ. Hiện cả nước có 41 cơ sở y học hạt nhân, trong đó 37 cơ sở có thiết bị xạ hình. Ứng dụng công nghệ y học hạt nhân phát triển nhanh chóng, đứng thứ 3 các nước khu vực Đông Nam Á. Nhiều chủng loại đồng vị và dược chất phóng xạ sản xuất trong nước từ lò phản ứng Đà Lạt đáp ứng ngày càng tốt hơn nhu cầu khám, chữa bệnh của người dân. Hiện nay, lượng dược chất và đồng vị phóng xạ sản xuất trong nước khoảng 800Ci/năm đáp ứng trên 50% nhu cầu chẩn đoán và điều trị, còn lại là nhập khẩu.

Việt Nam cũng đã chọn và đưa vào sản xuất 80 giống cây trồng đột biến, đa số sử dụng bức xạ gamma gồm 55 giống lúa, 15 giống đậu tương, 3 giống hoa, 2 giống ngô… Các giống lúa được chọn tạo bằng phương pháp đột biến chỉ giữ lại những tính năng ưu việt (năng suất, chất lượng) đã mang lại hiệu quả kinh tế to lớn, góp phần đưa Việt Nam trở thành nước xuất khẩu lương thực thứ 2 thế giới. Trong đó, giống lúa ST25 được vinh danh là gạo ngon nhất thế giới trong cuộc thi gạo toàn cầu 2019 tổ chức tại Philippines. Thành quả nghiên cứu trong suốt 40 năm của các nhà khoa học đã đưa Việt Nam vào top 8 nước đứng đầu thế giới về chọn tạo giống đột biến, góp phần đảm bảo an ninh lương thực, phát triển nông nghiệp bền vững.

Công nghệ chiếu xạ đã hỗ trợ xuất khẩu nhiều mặt hàng nông sản, thủy hải sản, dược phẩm, dụng cụ y tế của Việt Nam vào các thị trường khó tính đòi hỏi sản phẩm chất lượng cao, tăng kim ngạch xuất khẩu hàng năm. Cả nước hiện có 9 cơ sở chiếu xạ với 12 thiết bị chiếu xạ quy mô công nghiệp được trang bị. Các kỹ thuật kiểm tra từ bên ngoài, kiểm tra không phá hủy dựa trên hệ điều khiển hạt nhân và kỹ thuật đồng vị phóng xạ đã được ứng dụng hiệu quả trong nhiều ngành công nghiệp về hóa dầu, hải quan, khai thác… Công nghệ bức xạ đã tạo ra nhiều chế phẩm phục vụ sản xuất và đời sống, thân thiện môi trường như chế phẩm kích thích tăng trưởng và bảo vệ thực vật, thức ăn nuôi tôm, chế tạo các vật liệu mới bằng cắt mạch, khâu mạch bức xạ. Quan trắc và cảnh báo sớm phóng xạ môi trường, phát hiện dị thường, đánh giá mức độ ô nhiễm, xác định quá trình phát tán ô nhiễm.

ThS.Mai Xuân Phong - Phó Giám đốc Trung tâm Đào tạo, Viện Nghiên cứu Hạt nhân cho biết: Xu hướng phát triển ứng dụng NLNT thời gian tới là phát triển nguồn năng lược sạch, an toàn; chẩn đoán và điều trị bệnh bằng y học hạt nhân; ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong đảm bảo an toàn bức xạ và hạt nhân; phát triển vật liệu bán dẫn trong các lò phải ứng, các thiết bị; quản lý chất thải hạt nhân. Nước ta đến năm 2030, tầm nhìn 2050 sẽ hướng đến mục tiêu phát triển tiềm lực khoa học, công nghệ hạt nhân, đào tạo nguồn nhân lực, đảm bảo an ninh, an toàn; phát triển ứng dụng bức xạ và đồng vị phóng xạ trong các ngành, các lĩnh vực: y tế, tài nguyên môi trường, nông nghiệp, công nghiệp…; tăng cường hợp tác quốc tế nhằm nâng cao hiệu quả ứng dụng NLNT.