Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong bảo tồn, phát huy các giá trị văn hóa lịch sử tại Lâm Đồng

Kỹ thuật hạt nhân ngày càng được ứng dụng rộng rãi trên nhiều lĩnh vực, góp phần to lớn vào sự phát triển kinh tế - xã hội; với lĩnh vực bảo tồn và phát huy giá trị văn hóa, lịch sử, kỹ thuật hạt nhân đóng vai trò ngày càng quan trọng.

Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân bảo tồn Di tích khảo cổ Cát Tiên

Đóng chân trên địa bàn Đà Lạt, những năm qua, Viện Nghiên cứu Hạt nhân đã ưu tiên một số ứng dụng của kỹ thuật hạt nhân trong bảo tồn và phát huy giá trị văn hóa, lịch sử tại Lâm Đồng. Có thể kể các kỹ thuật như phân tích kích hoạt neutron (NAA), định tuổi hiện vật bằng nhiệt phát quang (TLD), và chiếu xạ gamma, tia X đã đóng góp quan trọng trong việc xác định niên đại và bảo tồn di sản văn hóa. Các phương pháp phân tích hạt nhân đã mang lại những bước tiến lớn trong việc phân tích và bảo tồn các di sản văn hóa, giúp khám phá các thông tin ẩn chứa trong các hiện vật cổ mà các phương pháp truyền thống không thể đạt được.

Theo ThS. Trần Quang Thiện - Viện Nghiên cứu hạt nhân, phương pháp phân tích kích hoạt neutron cho phép xác định thành phần hóa học của các hiện vật, phân loại và phân nhóm cổ vật; kỹ thuật định tuổi hiện vật bằng nhiệt phát quang hỗ trợ định tuổi các hiện vật không hữu cơ như kiến trúc gạch; chiếu xạ gamma và tia X năng lượng thấp giúp bảo quản hiện vật bằng cách tiêu diệt vi sinh vật gây hại mà không dùng hóa chất. Các kỹ thuật hạt nhân này đã được áp dụng thành công tại các khu di tích như Cát Tiên, Óc Eo và được thử nghiệm tại Trung tâm Lưu trữ Quốc gia IV, góp phần nâng cao giá trị lịch sử và văn hóa của khu di tích, trung tâm lưu trữ. Việc kết hợp các công nghệ hạt nhân không chỉ giúp giải mã nhiều bí ẩn trong quá khứ mà còn bảo vệ lâu dài di sản quý báu cho các thế hệ tương lai.

Cụ thể những ứng dụng của kỹ thuật hạt nhân trong khảo cổ và bảo tồn có thể kể: Ứng dụng phân tích kích hoạt neutron trong việc đặc trưng hóa và phân tích các mẫu vật lịch sử Khu di tích Cát Tiên. Đây là phương pháp phân tích không phá hủy, rất hữu hiệu trong việc nghiên cứu các mẫu vật lịch sử, nhất là trong lĩnh vực khảo cổ học, giúp các nhà nghiên cứu xác định chính xác thành phần hóa học của các hiện vật mà không làm hỏng chúng. Ứng dụng kỹ thuật này cho phép nghiên cứu các mẫu hiện vật từ các khu di tích khảo cổ, qua đó các nhà khoa học có thể nhận diện và phân loại nguồn gốc, đánh giá mức độ giao lưu văn hóa giữa các khu vực khác nhau.

Mặc dù Di tích Cát Tiên và Di tích Óc Eo (An Giang) đều có ảnh hưởng mạnh mẽ từ văn hóa Ấn Độ, có nhiều điểm tương đồng về phong cách nghệ thuật, kiến trúc, nhưng qua phân tích không có sự tương đồng về thành phần trong gốm, gạch bản địa. Phân tích kích hoạt neutron cho thấy các mẫu hiện vật gốm Cát Tiên chứa nhiều Silic hơn, chỉ ra rằng nguyên liệu để sản xuất gạch và gốm tại đây có nguồn gốc từ các mỏ sét gần sông Đồng Nai và ít có sự xuất hiện của đồ gốm ngoại nhập. Điều này cho thấy, vào thời kỳ ấy, khu vực Cát Tiên có kinh tế tự cung tự cấp và ít có sự giao thoa nguyên liệu trực tiếp. Phương pháp phân tích kích hoạt neutron cho thấy rằng sự giao lưu văn hóa giữa hai khu vực này không diễn ra mạnh mẽ như dự đoán; mà phát triển độc lập, mỗi khu vực phát triển các phương pháp sản xuất và tài nguyên riêng.

Phân tích kích hoạt neutron không chỉ giúp nhận diện sự khác biệt về thành phần hóa học giữa các mẫu vật, mà còn mở ra những cơ hội để hiểu rõ hơn về quá trình phát triển và sự tương tác văn hóa giữa các khu vực. Việc phát hiện ra những điểm khác biệt này giúp làm sáng tỏ các khía cạnh mới về sự giao lưu văn hóa và kinh tế trong khu vực Đông Nam Á cổ đại. 

Một trong những thách thức lớn nhất trong nghiên cứu khảo cổ là việc xác định niên đại chính xác của các công trình kiến trúc bằng gạch và đá. Phương pháp xác định niên đại bằng nhiệt phát quang (TLD) đã được sử dụng như một giải pháp tối ưu, đây là phương pháp đo lường ánh sáng phát quang từ các hạt electron bị kích thích bởi bức xạ trong môi trường. Khi các hạt electron bị giữ lại trong các "bẫy" năng lượng của các tinh thể gạch và đá, chúng có thể lưu giữ thông tin về lượng bức xạ mà mẫu vật đã hấp thụ qua thời gian. Khi mẫu được nung nóng trong phòng thí nghiệm, các electron sẽ phát ra ánh sáng phát quang, và cường độ ánh sáng này sẽ cho phép các nhà nghiên cứu xác định niên đại của mẫu.

Tại Cát Tiên, qua phân tích các lớp nền có thể xác định được rằng một số khu vực tại Cát Tiên có thể đã trải qua nhiều giai đoạn xây dựng và cải tạo. Điều này giúp làm sáng tỏ quá trình phát triển văn hóa và kỹ thuật xây dựng của cư dân tại khu vực này, từ những giai đoạn ban đầu đến các giai đoạn phát triển rực rỡ hơn. Phương pháp TLD cũng cho thấy tiềm năng trong việc giải mã các bí ẩn về niên đại của các công trình kiến trúc chưa được nghiên cứu kỹ lưỡng, nhiều khu vực vẫn còn ẩn giấu những lớp kiến trúc chưa được khai quật hoàn toàn. Việc áp dụng TLD có thể cung cấp thông tin quan trọng để xác định niên đại của các lớp này của di tích Cát Tiên một cách chính xác.

Với hàng chục ngàn tấm bản khắc bằng gỗ, chứa đựng các tư liệu quan trọng về lịch sử, văn hóa và chính trị của triều đại nhà Nguyễn hiện đang được lưu trữ tại Trung tâm Lưu trữ Quốc gia IV (Đà Lạt), việc bảo tồn đang đối mặt với nhiều thách thức lớn, đặc biệt là sự phá hủy do mối mọt và nấm mốc gây ra. Việc thử nghiệm bảo tồn bằng phương pháp chiếu xạ gamma và tia X năng lượng thấp đã chứng minh là phương pháp bảo tồn hiện đại và hiệu quả. So với các phương pháp sử dụng hóa chất truyền thống, việc sử dụng chiếu xạ gamma và tia X có nhiều ưu điểm nổi bật trong việc bảo vệ di sản gỗ khỏi các mối mọt, nấm mốc gây hại như: không để lại dư lượng hóa chất trên bề mặt hiện vật, không làm thay đổi màu sắc hay cấu trúc tự nhiên của gỗ, có thể tiêu diệt hoàn toàn các vi sinh vật gây hại mà không cần phải làm sạch lại hiện vật, giúp tiết kiệm thời gian và công sức trong quá trình bảo quản. Chiếu xạ gamma và tia X có khả năng thâm nhập sâu vào cấu trúc gỗ, mà không gây ra bất kỳ tổn hại nào đến tính toàn vẹn của các mộc bản, đảm bảo rằng không chỉ bề mặt mà cả bên trong của hiện vật cũng được bảo vệ.

Để bảo vệ những di sản quý báu của tỉnh trường tồn rất cần sự tham gia của nhiều ngành nghề, nhiều lĩnh vực khác nhau; trong đó, việc áp dụng các kỹ thuật hạt nhân trở thành một giải pháp khả thi và hiệu quả. Sự hợp tác giữa các nhà khoa học, nhà bảo tồn, bảo tàng cùng với việc tăng cường nghiên cứu, ứng dụng và phát triển các dự án đa lĩnh vực bảo tồn di sản văn hóa, lịch sử sẽ giúp Lâm Đồng tiếp cận với các công nghệ mới và phương pháp bảo tồn tiên tiến.