Một số kết quả nổi bật của nhiệm vụ KH&CN cấp quốc gia, mã số KC.05.17/16-20

Nhiệm vụ thực hiện trong 34 tháng (từ tháng 7/2018 – 4/2021), với sự phối hợp nghiên cứu của các đơn vị trong và ngoài Ngành: Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân (Hà Nội), Trung tâm Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong công nghiệp (Đà Lạt), Viện Tài nguyên và Môi trường biển (Hải Phòng).

Trong gần 3 năm thực hiện, nhiệm vụ đã hoàn thành tất cả các mục tiêu đặt ra được Hội đồng nghiệm thu đánh giá với chất lượng cao. Những kết quả nổi bật của nhiệm vụ có thể tóm lược như sau:

5. Chế tạo thành công hệ thiết bị quan trắc cảnh báo tự động phóng xạ môi trường biển. Thế giới chưa có loại thiết bị kiểu thế này, kinh phí chỉ bằng 1/3 so với nhập khẩu, đảm bảo hoạt động được trong điều kiện khắc nghiệt của biển (hiện hãng GmbH, Đức sản xuất loại thiết bị quan trắc phóng xạ di động trong nước, dùng detector NaI (Tl) kích thước (3 x 3”), giới hạn phát hiện 550 Bq/m³, giá thành khoảng 6 tỷ đồng).
    

Hình tổng thể của hệ thiết bị quan trắc cảnh báo tự động phóng xạ môi trường biển

Các đặc trưng kỹ thuật chính của thiết bị:

• Detector NaI (Tl), kích thước (3 x 6”) chịu được nước biển;
• Dải năng lượng đo: 10 to 3000 keV;
• Giới hạn phát hiện: 4,4 Bq/m³ nước biển đối với đồng vị Cs-134 và Cs-137 (thấp hơn so với thiết bị quan trắc phóng xạ di động trong nước do GmbH, Đức sản xuất khoảng 120 lần);
• Giá ước tính: 2 tỷ đồng

Thiết bị hoàn toàn đáp ứng cho mục tiêu cảnh báo nhanh các sự cố phóng xạ (cấp sự cố 5, 6 và 7) từ các NMĐHN hoạt động xung quanh vịnh Bắc Bộ (như NMĐHN Phòng Thành và Xương Giang của Trung Quốc) cũng như từ các cơ sở hạt nhân khác tới môi trường biển Việt Nam.

5. Thiết lập bộ số liệu (gần 1500 số liệu) về mức phông các đồng vị phóng xạ tự nhiên (²²⁶Ra, ²³²Th và ²³⁸U) và nhân tạo (⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs, ^239,240Pu & ³H) trong các thành phần môi trường biển (nước, trầm tích, cá, sò, mực...) vịnh Bắc Bộ với mức tin cậy 95% và là lần đầu tiên được công bố trên các tạp chí khoa học chuyên ngành có uy tín trên thế giới; bộ số liệu này sẽ là cơ sở cho đánh giá tác động môi trường của việc sử dụng năng lượng hạt nhân xung quanh vịnh Bắc Bộ. Qua đây, cũng có thể nhận xét rằng: các hoạt động ứng dụng năng lượng nguyên tử phục vụ nhu cầu phát triển kinh tế – xã hội trong nước, hoạt động của các nhà máy điện hạt nhân đang vận hành xung quanh vịnh Bắc Bộ hiện tại chưa ảnh hưởng đến chất lượng môi trường biển về mặt phóng xạ của vịnh Bắc Bộ nói riêng và biển Việt Nam nói chung.
5. Biên tập 03 loại bản đồ phân bố (bản đồ số hóa (GIS); bản đồ in với tỉ lệ 1:3,000,000; bản đồ trên nền trang web có thể cập nhật trực tuyến (online)) của 4 đồng vị phóng xạ nhân tạo (¹³⁷Cs, ^239,240Pu, ⁹⁰Sr và ³H) trong môi trường nước biển và trầm tích biển cho vùng biển vịnh Bắc Bộ. Bản đồ trực tuyến được thiết kế với giao diện đơn giản, dễ sử dụng và trực quan với người dùng. Địa chỉ trang web của bản đồ trực tuyến hiện đang sử dụng là: https://nri.eraweb.biz/ với tài khoản demo@demo.com và mật khẩu là 111111 người dùng có thể xem giá trị quan trắc của các đồng vị phóng xạ nhân tạo trong môi trường biển vịnh Bắc Bộ.
5. Xây dựng thành công phương pháp mô phỏng đánh giá khả năng phát tán chất phóng xạ trong môi trường biển vịnh Bắc Bộ nói riêng và biển Việt Nam nói chung theo một số kịch bản tai nạn tương ứng với 3 cấp sự cố (5, 6, 7) từ nhà máy điện hạt nhân Phòng Thành và Xương Giang. Phương pháp tính toán mô phỏng dựa trên phần mềm DELFT-3D (phần mềm tính toán 2 và 3 chiều các yếu tố thủy động lực, chất lượng nước và sinh thái của Viện Thủy lực Delft-Hà Lan) đã mua bản quyền với độ phân giải cao khoảng 0,01⁰ (~ 1 km) được nhóm tác giả thực hiện nhiệm vụ phát triển bởi việc tích hợp khả năng tính toán phát tán phóng xạ và tính toán liều bức xạ cho con người và sinh vật vào phần mềm DELFT-3D dựa trên mô đun Quickplot chạy trên nền Matlab của DELFT-3D. Loại phóng xạ mô phỏng bước đầu áp dụng cho đồng vị ¹³⁷Cs – là đồng vị phóng xạ được hình thành từ phản ứng phân hạch hạt nhân của ²³⁵U và các đồng vị có thể phân hạch khác trong các lò phản ứng hạt nhân, có chu kỳ phân hủy khoảng 30,05 năm. Phương pháp cho phép ước tính thời gian, đường đi, phạm vi và mức độ ảnh hưởng của chất phóng xạ phát tán khi xảy ra sự cố từ các NMĐHN của Trung Quốc đến môi trường biển và con người Việt Nam, làm cơ sở xây dựng các kịch bản ứng phó sự cố cấp Quốc gia.

Các kết quả nghiên cứu đã được công bố qua 03 công trình khoa học trên các tạp chí quốc tế có chỉ số ISI và 04 công trình trên các tạp chí chuyên ngành có uy tín trong nước.

Thông qua việc thực hiện nhiệm vụ, đã đào tạo và hình thành nhóm chuyên gia có đủ năng lực đánh giá tình trạng, mức độ tác động và khả năng ứng phó đối với các sự cố gây ô nhiễm phóng xạ môi trường biển Việt Nam trong tương lai.

Sự thành công của nhiệm vụ mở ra triển vọng về chế tạo thiết bị quan trắc cảnh báo tự động phóng xạ môi trường biển phục vụ nhu cầu của các Trạm quan trắc phóng xạ môi trường biển trong Mạng lưới Quan trắc môi trường Quốc gia; đồng thời, mở ra khả năng áp dụng kỹ thuật mô phỏng để đánh giá sự phát tán và lan truyền chất phóng xạ khi xảy ra sự cố từ các cơ sở hạt nhân của Trung Quốc cũng như trên thế giới ảnh hưởng đến môi trường biển và con người Việt Nam.

Để đạt được các kết quả này, Ban Chủ nhiệm nhiệm vụ xin trân trọng gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Lãnh đạo và Chuyên viên của Bộ KH&CN, Chương trình KH&CN trọng điểm cấp Quốc gia, Chương trình KC.05/16-20, Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam, Viện Nghiên cứu hạt nhân, Viện Tài nguyên và Môi trường biển, Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân, Trung tâm Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong công nghiệp, Bộ Chỉ huy Bộ đội biên phòng các tỉnh Quảng Ninh, Hà Tĩnh và thành phố Hải Phòng; đặc biệt là các thành viên tham gia thực hiện nhiệm vụ đã hỗ trợ, hợp tác, phối hợp thực hiện, không nề hà mọi gian khổ hiểm nguy kể cả trong tình hình dịch bệnh covid-19 có thể ảnh hưởng tới tính mạng để hoàn thành nhiệm vụ đặt ra đúng tiến độ và với hàm lượng khoa học cao.