Đẩy mạnh các ứng dụng công nghệ hạt nhân

Là nơi có Lò phản ứng hạt nhân duy nhất của Việt Nam, đến nay, Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt trong nhiều năm đã đẩy mạnh các hoạt động nghiên cứu khoa học lẫn ứng dụng công nghệ hạt nhân để phát triển kinh tế - xã hội trong nước.

Hệ thống phân tích mẫu bằng các thiết bị hiện đại tại Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt

Trong nghiên cứu khoa học, một trong những hoạt động nổi bật nhất thời gian qua, theo ông Lương Bá Viên, Phó Giám đốc Viện, chính là việc tham gia thực hiện thành công chương trình giảm độ giàu nhiên liệu cho Lò phản ứng và chuyển trả nhiên liệu có độ giàu cao trở lại Nga.

Tính đến thời điểm tháng 11/2006, với sự hỗ trợ của Nga, vùng hoạt của Lò phản ứng hoạt động với 106 bó nhiên liệu có độ giàu cao (HEU) do Nga cung cấp. Để thực hiện dự án chuyển đổi toàn bộ vùng hoạt từ nhiên liệu HEU sang các bó nhiên liệu có độ giàu thấp (LEU), cán bộ của Viện đã thực hiện các tính toán cho công tác chuyển đổi. Đến tháng 8/2011, Viện đã tháo dỡ tất cả các bó nhiên liệu HEU ra khỏi vùng hoạt và thay vào đó là các bó LEU. Tháng 11/2011, Viện khởi động Lò phản ứng trở lại và đạt trạng thái tới hạn lần đầu với 72 bó nhiên liệu LEU. Trong 4 tháng sau đó, có thêm 20 bó nhiên liệu LEU tiếp tục đưa vào vùng hoạt và hiện nay, Lò phản ứng của Viện đang hoạt động với 92 bó nhiên liệu LEU. Toàn bộ các bó HEU thay thế ra đã được vận chuyển bằng đường bộ về sân bay Biên Hòa và sau đó được chuyển trả về Nga trong năm 2013. Viện đến nay đã nâng cấp và thay thế hệ điều khiển Lò phản ứng qua nhiều đợt, thay thế toàn bộ hệ đo neutron, hệ thu nhận dữ liệu, hệ điều khiển và bảo vệ lò…

Trong nghiên cứu và ứng dụng kênh ngang của Lò phản ứng, Viện đã phát triển kỹ thuật phin lọc cho phép tạo dòng neutron gần đơn năng; tiến hành nghiên cứu thực nghiệm đo tiết diện tương tác neutron của hạt nhân và dùng ứng dụng này phân tích chỉ số hydro trong các mẫu dầu thô và đá mỏng trong công nghệ hóa dầu.

Một trong những ứng dụng lớn nhất của Lò phản ứng lâu nay, theo ông Viên, là việc nghiên cứu điều chế các đồng vị phóng xạ. Điển hình như các sản phẩm I-131 gồm dung dịch và viên nang; máy phát Tc-99m từ Mo-99m; P-32 tấm áp và dung dịch; kỹ thuật in-vitro miễn dịch học phóng xạ bằng các kít RIA T3 và T4; sản xuất các đồng vị Sc-46, Ir- 192… ứng dụng trong công nghệ đánh dấu phóng xạ. Cho đến nay, Viện trung bình mỗi năm sản xuất khoảng 250 Ci chất đồng vị phóng xạ cùng khoảng 3.000 chai kit in-vivo từ Lò phản ứng để cung cấp cho 23 khoa y học hạt nhân trong nước phục vụ chẩn đoán và điều trị ung thư cho trên 30 nghìn bệnh nhân mỗi năm.

Viện cũng đẩy mạnh các nghiên cứu phát triển các kỹ thuật phân tích hạt nhân và liên quan đến hạt nhân. Chẳng hạn như các kỹ thuật kích hoạt neutron dung cụ; kích hoạt có xử lý hóa phóng xạ; kích hoạt neutron gamma tức thời, kỹ thuật huỳnh quang tia X, kỹ thuật đo hoạt độ phóng xạ thấp… Các ứng dụng này được phục vụ trong các ngành địa chất, dầu khí, nông nghiệp, sinh học, môi trường…

Bên cạnh đó là việc đẩy mạnh việc phân tích hóa lý như phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS); phân tích sắc ký lỏng cao áp (HPLC); phân tích sắc ký khí, sắc ký ion; phân tích cực phổ, huỳnh quang kế… Những kỹ thuật này cho phép Viện phân tích đến 70 nguyên tố và các chỉ tiêu khác nhau, trung bình mỗi năm Viện NCHN Đà Lạt phân tích khoảng 4.000 mẫu cho khách hàng trong cả nước.

Đồng thời, đơn vị cũng phát triển một số hướng nghiên cứu khác có sử dụng Lò phản ứng. Cụ thể như nghiên cứu chiếu xạ tạo màu các loại đá bán quý (topaz); nghiên cứu chiếu xạ các linh kiện và thiết bị điện tử để khảo sát khả năng chịu bức xạ của linh kiện. Với kỹ thuật đánh dấu, nhiều đồng vị phóng xạ sản xuất tại lò như Sc - 46, Ir - 192 , Au - 198 được dùng để nghiên cứu các quá trình động học trầm tích, bồi lấp và vận chuyển sa bồi lớp đáy các con sông như tại luồng tàu cảng Hải Phòng; cảng Định An - Cần Thơ. Viện cũng phát triển kỹ thuật sử dụng đồng vị phóng xạ môi trường Be - 7, Pb - 210, Cs - 137… để nghiên cứu, khảo sát các quá trình trầm tích và bồi lắng của các hồ chứa nước tại Lâm Đồng, Thủy điện Trị An (Đồng Nai), Thủy điện Thác Mơ (Bình Dương)…, nghiên cứu quá trình xói mòn và mất dinh dưỡng của đất bề mặt nhiều địa phương.

Đặc biệt, trong quan trắc và nghiên cứu môi trường, từ năm 1997 đến nay, các trạm quan trắc môi trường do Viện quản lý được công nhận thuộc mạng lưới quan trắc môi trường quốc gia. Trong khoảng 10 năm gần đây, Viện NCHN Đà Lạt đã thực hiện việc quan trắc môi trường biển. “Kinh nghiệm nghiên cứu của Viện đang và sẽ đóng một vai trò quan trọng vào nhiệm vụ đánh giá tác động môi trường của các vị trí xây dựng nhà máy điện nguyên tử tại Ninh Thuận” - ông Viên cho biết.

Trong an toàn bức xạ, Viện phát triển việc định liều bức xạ ion hóa bằng các phương pháp vật lý, hóa học và sinh học với các loại bức xạ khác nhau nhằm đo liều cá nhân cho trên 8.000 nhân viên bức xạ của trên 1.200 cơ sở bức xạ trong nước. Viện NCHN đã thiết kế và chế tạo các thiết bị hạt nhân như các hệ phân tích biên độ một kênh và đa kênh, máy đo đếm và cảnh báo phóng xạ, hệ phân tích gamma hiện trường; các kỹ thuật xử lý tín hiệu số. Viện đến nay đã cung cấp cho khách hàng trong nước các bộ phân tích hàm lượng vàng và định tuổi vàng…

Trong công nghệ bức xạ, Viện đang thực hiện các nghiên cứu sử dụng bức xạ gamma để khử trùng, bảo quản thực phẩm, gia vị và nông sản, biến tính vật liệu và sản xuất các chế phẩm mới. Nhiều chế phẩm được đơn vị nghiên cứu và điều chế được dùng rộng rãi như kích thích tăng trưởng thực vật, polymer trương nước để bón cho cây trồng vùng bị hạn, polymer bức xạ A-806 có độ bền nhiệt và môi trường nước biển dùng làm chất bơm ép để tăng hệ số thu hồi dầu mỏ...

Trong sinh học phóng xạ và công nghệ sinh học, Viện đã nghiên cứu và ứng dụng khá thành công việc dùng bức xạ ion hóa để kích thích hoặc tạo đột biến trên giống cây trồng bằng kỹ thuật nuôi cấy tế bào in-vitro trên các loại cây lương thực, các loại rau, hoa và cây thân gỗ.

Theo ông Viên, trong thời gian đến, bên cạnh các nghiên cứu cơ bản và đẩy mạnh các ứng dụng như lâu nay, Viện đang hướng đến việc xây dựng một trung tâm phân tích và kiểm định khu vực tại đây; mở rộng số lượng và chủng loại các đồng vị phóng xạ sản xuất trên Lò phản ứng, đặc biệt là các loại KIT xuất khẩu được, nghiên cứu thiết lập các quy trình tạo các chế phẩm mới phục vụ công - nông nghiệp; chú ý đến các lĩnh vực ứng dụng sinh học môi trường, công nghệ vi sinh tạo chọn giống cây trồng.

VIẾT TRỌNG