Hội thảo Ứng dụng của các hạt nhân đồng vị bền và các nghiên cứu tính toán an toàn hạt nhân

509

Hướng tới tuần lễ chào mừng ngày Khoa học và Công nghệ Việt Nam (18/5/2014 – 18/5/2018), Trung tâm Đào tạo hạt nhân đã tổ chức buổi Hội thảo khoa học với chủ đề “Ứng dụng của các hạt nhân đồng vị bền và các nghiên cứu tính toán an toàn hạt nhân,” vào ngày 11/5/2018 tại Trung tâm Đào tạo hạt nhân, 140 Nguyễn Tuân, Thanh Xuân, Hà Nội.

 

Tới tham dự buổi Hội thảo có các cán bộ chuyên môn đến từ Trung tâm Năng lượng hạt nhân thuộc Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân, Trung tâm Phân tích thuộc Viện Công nghệ xạ hiếm, và các cán bộ của Trung tâm Đào tạo hạt nhân.

 

Trình bày tại Hội thảo là cán bộ chuyên môn của Trung tâm Đào tạo hạt nhân với các nội dung liên quan đến các hướng nghiên cứu đang thực hiện tại Trung tâm, cụ thể là các bài trình bày của TS. Trịnh Anh Đức về chủ đề “Ứng dụng các đồng vị bền trong nghiên cứu nông nghiệp, môi trường, khí hậu học, và đánh giá nguồn nước”; ThS. Lê Đại Diễn với chủ đề “Đánh giá số hạng nguồn trong sự cố nhà máy điện hạt nhân”; và ThS. Đoàn Mạnh Long với chủ đề “Nghiên cứu biện pháp IVR trong diễn biến sự cố nghiêm trọng dưới điều kiện áp suất cao cho lò VVER1000/V320”; cùng với đó là bài trình bày giới thiệu về “Khả năng áp dụng trí tuệ nhân tạo trong an toàn hạt nhân” của TS. Trương Văn Khánh Nhật, Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam – khách mời của buổi Hội thảo.

 

TS.Trịnh Anh Đức trình bày về các ứng dụng của đồng vị hạt nhân bền

 

Xác định/truy xuất nguồn gốc của thực phẩm hay xét nghiệm kiểm tra các vận động viên thể thao có sử dụng các chất kích thích (doping) để tăng cường sức mạnh cơ bắp hay không… là các thông tin mà trong mỗi chúng ta đã từng nghe, đọc một hoặc nhiều lần. Vậy thì bằng phương pháp nào mà có thể thực hiện các công việc trên? Câu hỏi này được giải đáp trong bài trình bày mở đầu buổi Hội thảo của TS.Trịnh Anh Đức với chủ đề “Ứng dụng các đồng vị bền trong nghiên cứu nông nghiệp, môi trường, khí hậu học, và đánh giá nguồn nước”. Các đồng vị bền của một nguyên tố là các nguyên tử có số khối khác nhau do khác nhau về số neutron nhưng không bị phân rã theo thời gian như các đồng vị không bền. Các đồng vị bền tồn tại một cách tự nhiên và khác nhau qua từng vị trí địa lý, khác trong trong từng cơ thể sinh vật sống vì vậy mà các đồng vị bền sẽ cung cấp các thông tin về xuất xứ/nguồn gốc liên quan đến các mẫu vật kiểm tra. Các đồng vị bền thường được dùng để phân tích truy xuất và xác định nguồn gốc của các hợp chất hữu cơ trong môi trường và trong thực phẩm như 2H/1H, 18O/16O, 13C/12C, 15N/14N… Bên cạnh các giới thiệu về các ứng dụng của đồng vị bền, TS. Trịnh Anh Đức đã trình bày cơ bản về một số nghiên cứu chuyên môn mà TS đã thực hiện như: nghiên cứu sử dụng phương pháp đồng vị kép (NO3) để xác định nguồn tác động và nhận biến các quá trình sinh địa hóa chủ đạo trong hệ thống sông Cầu chảy qua Hải Dương, nghiên cứu nguồn gốc khí CO2 trong các hang động đá vôi và nghiên cứu xác định nguồn gốc và tỷ lệ của nước bề mặt thông qua đồng vị bền của phân tử nước H12.

 

ThS. Lê Đại Diễn trình bày về vấn đề số hạng nguồn

 

Tiếp theo câu chuyện ứng dụng của hạt nhân bền là vấn đề liên quan ứng dụng của hạt nhân phóng xạ. Nhà máy điện hạt nhân là một trong những cơ sở ứng dụng của hạt nhân đồng vị phóng xạ, mà cụ thể ở đây là sử dụng hạt nhân U235 để sản xuất ra điện năng. Tuy nhiên, trong quá trình phân hạch, các hạt nhân U235 sinh ra rất nhiều các đồng vị phóng xạ khác, trong điều kiện hoạt động bình thường thì các đồng vị phóng xạ này được giữ lại bên trong thanh liệu, nhưng trong trường xảy ra sự cố dẫn tới phá hủy vỏ thanh liệu, các đồng vị phóng xạ (chủ yếu là ở dạng khí) sẽ phát tán vào không gian bên trong tòa nhà lò và sau đó có thể là phát tán ra môi trường xung quanh (theo gió hoặc nguồn nước), sẽ gây ra sự phơi nhiễm phóng xạ đối với dân chúng ở gần và ở xa khu vực nhà máy. Vậy làm thế nào để đánh giá được mực độ phát thải và mức độ phơi nhiễm phóng xạ gây bởi các đồng vị phóng xạ này? Với chủ đề “Đánh giá số hạng nguồn trong sự cố nhà máy điện hạt nhân,” của ThS. Lê Đại Diễn, đã cung cấp các kiến thức cơ bản để giải đáp cho câu hỏi trên. Số hạng nguồn (Source term) có thể được hiểu đơn giản là sự rò rỉ hoặc thoát ra khỏi thanh nhiên liệu của các sản phẩm phân hạch được sinh ra quá trình hoạt động của lò phản ứng hạt nhân, vào trong tòa nhà lò phản ứng và sau đó ra môi trường bên ngoài. Số hạng nguồn đề cập đến số lượng, thời gian, lịch sử, và các dạng hóa học và vật lý của hạt nhân phóng xạ phát tán ra môi trường, hoặc có mặt trong môi trường nhà lò, trong quá trình xảy ra tai nạn. Bên cạnh đó, ThS. Lê Đại Diễn cũng giới thiệu các biện pháp và hệ thống để hạn chế hoặc suy giảm số hạng nguồn thoát ra môi trường bên ngoài ở các nhà máy điện hạt nhân như sử dụng hệ thống lọc phóng xạ, hệ thống phun nước để làm lắng đọng đồng vị phóng xạ…

 

ThS.Đoàn Mạnh Long trình bày về biện pháp IVR

 

Một trong những biện pháp để ngăn chăn sự phát thải một số lượng lớn các đồng vị phóng xạ vào bên trong tòa nhà lò đó là đảm bảo tính toàn vẹn của vỏ đáy thùng lò phản ứng trong điều kiện xảy ra sự cố nghiêm trọng. Hiện nay, một số công nghệ lò phản ứng, đã và đang nghiên cứu áp dụng thiết kế an toàn cho phép làm mát vỏ thùng lò phản ứng từ bề mặt ngoài bằng nước thông qua việc đưa nước vào làm ngập hầm lò phản ứng, biện pháp này được gọi là biện pháp giữ nhiên vật liệu nóng chảy bên trong thùng lò phản ứng thông qua việc làm mát bề mặt ngoài vỏ thùng lò phản ứng, có tên tiếng anh là In-Vessel Melt Retention through External Reactor Vessel Cooling (IVMR/ERVC), được gọi tắt là biện pháp IVR. Đây cũng là nội dung trình bày của ThS. Đoàn Mạnh Long, với chủ đề “Nghiên cứu biện pháp biện pháp IVR trong điều kiện diễn biến sự cố nghiêm trọng dưới điều kiện áp suất cao cho lò VVER1000/V320.” Bên cạnh việc giới thiệu về biện pháp IVR, ThS. Đoàn Mạnh Long đã trình bày một số kết quả nghiên cứu áp dụng biện pháp IVR cho lò phản ứng VVER1000/V320 bằng chương trình tính toán và mô phỏng sự cố MELCOR (Method for Estimation of Leakage and Consequences of Release), cho thấy rằng một trong những điều kiện cần để đảm bảo thực hiện thành công biện pháp IVR cho lò VVER1000/V320 là cần phải thực hiện giảm áp suất cho lò phản ứng.

 

TS.Trương Văn Khánh Nhật trình bày về ứng dụng AI trong an toàn hạt nhân

 

Với chủ đề “Ứng dụng trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence -AI) trong an toàn hạt nhân,” TS. Trương Văn Khánh Nhật đã mang tới một chủ đề thú vị và nhiều hứu hẹn. Ứng dụng của trí tuệ nhân tạo đang được áp dụng mạnh mẽ trong đời sống xã hội, như trong việc điều trị y học, thương mại điện tử, điều khiển rôbốt… và hiện nay trí tuệ nhân tạo đang được nghiên cứu và áp dụng trong vấn đề an toàn hạt nhân. AI được sử dụng trong các hoạt động điều khiển nhà máy điện hạt nhân để giảm thiểu sai số và cải thiện độ an toàn và tin cậy cho nhà máy điện hạt nhân, hay được sử dụng để phân tích, nhận biết các kịch bản sự cố xảy ra dựa vào các tín hiệu bất thường đầu vào từ đó đưa các hành động ứng phó kịp thời.  Tuy nhiên, một trong những khó khăn của việc ứng dụng AI trong an toàn hạt nhân đó là cần phải một khối lượng dữ liệu lớn, hơn nữa các dữ liệu trong an toàn hạt nhân hầu hết đều dựa vào quá trình mô phỏng không có nhiều số liệu thực tế, do vậy mà sẽ có sự bất định trong dữ liệu đầu vào cho AI.

 

Với không khí trao đổi cởi mở, thẳng thắn, sôi nổi đến từ các cán bộ nghiên cứu chuyên môn trẻ. Buổi Hội thảo đã thành công tốt đẹp, mang lại nhiều kiến thức chuyên môn về các vấn đề ứng dụng đồng vị hạt nhân bên trong đời sống xã hội cũng như các nghiên cứu phân tích an toàn hạt nhân.

 

Đoàn Mạnh Long – Trung tâm Đào tạo hạt nhân