Những ứng dụng điển hình của năng lượng hạt nhân

1. ỨNG DỤNG TRONG Y TẾ

Các nguồn bức xạ Co-60 hoạt độ cao dùng trong xạ trị được sử dụng tại một số bệnh viện trong nước từ những năm 1960. Năm 1971, Khoa Y học hạt nhân được hình thành với một số thiết bị đo và chuẩn đoán bệnh đơn giản. Từ  tháng 3/1984, Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt được đưa vào hoạt động, cho phép sản xuất các chất đồng vị và dược chất phóng xạ thì số lượng các Khoa Y học hạt nhân tăng nhanh và đến nay, trong cả nước trên 30 khoa được hình thành, nhiều thiết bị hiện đại được trang bị như máy hiện hình Gamma Camera, máy chụp cắt lát CT. Trung bình hàng tháng khoảng 100 bệnh nhân đối với các khoa có quy mô nhỏ và gần 1.000 bệnh nhân với các khoa có quy mô lớn được chẩn đoán và điều trị bệnh.

Các loại đồng vị chính được sản xuất tại Lò phản ứng hạt nhân là tấm áp P-32 để điều trị các bệnh ngoài da; dung dịch I-131 dưới dạng tiêm hoặc uống để chẩn đoán và điều trị bệnh tuyến giáp; Tc-99m và các dược chất dưới dạng kit in-vivo đánh dấu với Tc-99m để hiện hình tìm các khối u bất thường trong não, chẩn đoán chức năng và bệnh lý các cơ quan nội tạng của cơ thể như thận, gan, phổi, hệ tiêu hóa. Các kit in-vitro miễn dịch học phóng xạ T3, T4 cũng được sản xuất và sử dụng tại một số bệnh viện. Hàng năm, khoảng 150Ci chất phóng xạ các loại được sản xuất tại Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt, cung cấp cho ngành Y tế.

2. ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP

Sử dụng các nguồn phóng xạ và các thiết bị hạt nhân để xây dựng các hệ đo và tự động hóa trong các dây chuyền sản xuất của các nhà máy như đo mức của các bể đựng phối liệu của các nhà máy xi măng và nhà máy giấy; xác định mức trong các hộp bia và nước giải khát; xác định độ ẩm và mật độ giấy trong các nhà máy giấy; các hệ đo phóng xạ trong các giếng khoan của công nghiệp dầu khí... Ưu điểm của phương pháp hạt nhân là không làm ảnh hưởng đến quá trình làm việc của các hệ công nghệ, cho phép đo trong điều kiện nhiệt độ, áp suất cao và với các dung dịch hóa chất độc hại. Kỹ thuật đồng vị xạ đánh dấu cũng được sử dụng phổ biến, chẳng hạn, việc tối ưu hóa quy trình và thời gian pha trộn phế liệu trong các dây chuyền của các nhà máy. Trong lĩnh vực khai thác dầu khí, kỹ thuật đánh dấu phóng xạ được sử dụng để xác định mặt cắt nước bơm ép trong các giếng bơm ép, hiện tượng ngập lụt trong các giếng khai thác của mỏ dầu Bạch Hổ.

Kỹ thuật kiểm tra không phá hủy mẫu cũng là một trong các hướng đặc thù, chẳng hạn sử dụng phương pháp bức xạ truyền qua để chụp kiểm tra chất lượng mối hàn các đường ống kim loại, kiểm tra đánh giá tình trạng bên trong của các tháp công nghiệp với đường kính đến 4m và chiều cao đến 30m, kiểm tra chất lượng các cọc nhồi của các công trình xây dựng; sử dụng phương pháp bức xạ tán xạ ngược để xác định chất lượng của các công trình đường giao thông...

3. ỨNG DỤNG KỸ THUẬT HẠT NHÂN TRONG NÔNG NGHIỆP

Nghiên cứu sử dụng bức xạ Gamma kết hợp với những tác nhân khác để cải tạo giống cây trồng, sử dụng đồng vị đánh dấu để nghiên cứu các quá trình sinh học như vấn đề dinh dưỡng cây, con được ngành Hạt nhân kết hợp với các ngành khác thực hiện từ nhiều năm qua. Các nghiên cứu chiếu xạ một số giống cây (ngô, khoai, lúa, một số loài hoa, dâu tằm,...) ở liều kích thích hoặc đột biến để tạo giống có năng suất cao hơn hoặc thích hợp hơn với điều kiện môi trường khắc nghiệt, nghiên cứu quy trình nhân giống vô tính in-vitro, nuôi cấy tế bào một số loài hoa, cây đặc sản và cây rừng quý hiếm cũng được tiến hành.

Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong công nghệ nuôi trồng nấm là một thành quả có ý nghĩa thực tế. Từ các kết quả nghiên cứu, cho phép tuyển chọn, nuôi trồng và chuyển giao công nghệ trồng các loại nấm quý như linh chi, bào ngư,... cho nông dân nhằm tận thu nguồn phụ phế liệu xơ - sợi nông nghiệp. Ngoài ra, sử dụng kỹ thuật hạt nhân để xử lý rác thải nông nghiệp như rơm rạ, bã mía để làm thức ăn cho động vật hoặc cơ chất cho phân bón vi sinh cũng được áp dụng vào thực tế.

4. SỬ DỤNG KỸ THUẬT HẠT NHÂN ĐỂ NGHIÊN CỨU CÁC QUÁ TRÌNH TRONG TỰ NHIÊN

Sử dụng phóng xạ môi trường kết hợp với kỹ thuật đánh dấu phóng xạ để nghiên cứu diễn biến các quá trình sa bồi, bồi lấp, xói mòn và rò rỉ, chẳng hạn như xác định quá trình di chuyển của sa bồi lớp đáy tại luồng tàu cảng Hải Phòng để xác định hướng, tốc độ và độ dày lớp sa bồi di chuyển nhằm giúp cho các nhà quản lý thực hiện việc duy tu, nạo vét hợp lý; đánh giá tốc độ và nguồn gốc bồi lấp của các lòng hồ trên địa bàn tỉnh Lâm Đồng như Tuyền Lâm, Đạ Hàm, Đạ Tẻh, tây Di Linh, Chiến Thắng, Pró; xác định vị trí và tốc độ rò rỉ của các hồ chứa nước và các đập thủy điện Hòa Bình, Trị An, Đa Nhim; xác định các nguồn nước ngầm và nghiên cứu đánh giá khả năng nhiễm bẩn các nguồn nước sinh hoạt trên địa bàn một số tỉnh phía Nam.

5. KỸ THUẬT HẠT NHÂN TRONG NGHIÊN CỨU VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG

Nghiên cứu ô nhiễm môi trường sử dụng các kỹ thuật phân tích hạt nhân và liên quan cho phép theo dõi biến động của phóng xạ và tình trạng ô nhiễm môi trường không khí, đất, nước và biển trên một số địa bàn trong nước.

Hiện nay cả nước ta đã có 3 trạm quan trắc môi trường phóng xạ thuộc mạng lưới của 18 trạm quan trắc môi trường quốc gia cho phép theo dõi thường xuyên tình trạng phóng xạ môi trường của một số địa dư điển hình trong nước. Bên cạnh đó, các nghiên cứu khảo sát nồng độ các nhân phóng xạ nhân tạo Cs-137 sinh ra do các vụ thử vũ khí và sự cố hạt nhân trên thế giới ảnh hưởng đến Việt Nam cũng được thực hiện trong thời gian qua.

6. ỨNG DỤNG KỸ THUẬT HẠT NHÂN TRONG KHỬ TRÙNG, BẢO QUẢN VÀ BIẾN TÍNH VẬT LIỆU

Sử dụng bức xạ Gamma cường độ cao cho các mục đích khử trùng, biến tính vật liệu, bảo quản thực phẩm và nông sản, cải tạo sinh khối, chế tạo một số chế phẩm bằng bức xạ,... được nghiên cứu và triển khai thành công trong ngành Hạt nhân. Nước ta hiện có 3 nguồn Co-60 với hoạt độ khác nhau (16.5kCi tại Đà Lạt; 110kCi tại Hà Nội và 400kCi tại thành phố Hồ Chí Minh).

Kỹ thuật chiếu xạ liều cao để cắt mạch các polymer tự nhiên để tạo ra các chế phẩm mới là một hướng ứng dụng tiên tiến. Chế phẩm kích thích tăng trưởng thực vật T&D của Viện Nghiên cứu Hạt nhân đã được đăng ký vào danh mục thuốc bảo vệ thực vật của Việt Nam. Màng điều trị vết thương bỏng được chế tạo từ PVP và chitosan vỏ tôm cua cho kết quả thử nghiệm lâm sàng tốt.

7. PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN PHỤC VỤ CÔNG NGHIỆP HÓA, HIỆN ĐẠI HÓA ĐẤT NƯỚC

Chính sách phát triển năng lượng bền vững mà nội dung cơ bản là đa dạng hóa các nguồn năng lượng được Đảng và Nhà nước ta quan tâm. Ngành Hạt nhân đã tham gia nghiên cứu xây dựng nhà máy điện nguyên tử trong quy hoạch dài hạn. Trên cơ sở phân tích một cách khoa học và đã khẳng định rằng Việt Nam hoàn toàn có đủ điều kiện để thực thi chương trình điện hạt nhân trong những năm đầu của thế kỷ 21...

Sau gần 25 năm hình thành và phát triển, ngành Hạt nhân nước ta đang phấn đấu để bước sang một giai đoạn mới. Với khả năng và tiềm lực hiện có, với nhu cầu của đất nước đối với khoa học kỹ thuật hạt nhân ngày càng cao; trong tương lai ngành Hạt nhân nước ta sẽ có đóng góp ngày càng hữu hiệu và thiết thực vào công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.

Theo TS. NGUYỄN NHỊ ĐIỀN

Viện trưởng Viện NCHN Đà Lạt (Cục An toàn bức xạ và hạt nhân)