NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ, LỘ
TRÌNH VÀ GIẢI PHÁP KIỆN TOÀN VÀ NÂNG CAO NĂNG
LỰC QUẢN LÝ NHÀ NƯỚC PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU,
TRIỂN KHAI VÀ PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG BỨC XẠ VÀ
ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ Ở VIỆT NAM
I. TỔNG QUAN
Năng lượng nguyên tử (NLNT) được tạo ra do các biến đổi trạng thái của nguyên tử và
hạt nhân có hai dạng là năng lượng bức xạ và năng lượng phân hạch, các dạng năng lượng này
đã được ứng dụng trong đời sống kinh tế - xã hội.
Ngày nay bức xạ và đồng vị phóng xạ được ứng dụng có hiệu quả vào nhiều lĩnh vực
khác nhau của đời sống xã hội, có thể kể đến như sản xuất đồng vị và điều chế dược chất phóng
xạ phục vụ chẩn đoán và điều trị bệnh; sử dụng kỹ thuật nguồn kín để xây dựng các hệ đo đạc
hạt nhân như đo mức chất lỏng, đo độ dày, độ ẩm của vật liệu; trong các dây chuyền tự động
hóa của các nhà máy công nghiệp; phát triển các kỹ thuật phân tích hạt nhân để tham gia vào
các chương trình thăm dò, khai thác tài nguyên khoáng sản và nghiên cứu, bảo vệ môi trường;
sử dụng các đồng vị tự nhiên và nhân tạo để đánh giá một số quá trình trong tự nhiên như hiện
tượng bồi lấp, xói mòn; sử dụng các nguồn bức xạ cường độ cao để khử trùng các dụng cụ, chế
phẩm và bảo quản thực phẩm, dược phẩm; ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong nông nghiệp và
sinh học...
Việc phát triển năng lượng nguyên tử bao gồm ứng dụng bức xạ, đồng vị phóng xạ và
phát triển điện hạt nhân sẽ góp phần thúc đẩy sự phát triển các ngành kinh tế - xã hội của đất
nước, đồng thời đáp ứng về cơ bản nhu cầu sử dụng điện năng ngày càng tăng, bảo đảm an
ninh năng lượng và dự trữ nguồn tài nguyên của đất nước.
Phát triển, ứng dụng bức xạ và đồng vị phóng xạ là một lĩnh vực bao trùm hầu hết mọi
mặt của đời sống xã hội do đó đòi hỏi một chiến lược năng lượng dài hạn và lập trường vững
vàng do những đặc thù riêng của nó. Để có thể ứng dụng có hiệu quả bức xạ và đồng vị phóng
xạ mà vẫn nằm trong tầm kiểm soát và đảm bảo an toàn thì vai trò quản lý nhà nước hết sức cần
thiết và mang tính quyết định. Do quy mô mang tính bao quát rộng trên mọi mặt đời sống xã
hội nhằm ứng dụng bức xạ và đồng vị phóng xạ, yêu cầu cấp thiết là phải có hệ thống quản lý
nhà nước rõ ràng, minh bạch làm nền tảng cho việc phát triển ứng dụng bức xạ và đồng vị
phóng xạ ở Việt Nam.
Trong phạm vi chuyên đề này sẽ tập trung vào việc nghiên cứu, đề xuất mục tiêu, nhiệm
vụ, lộ trình và giải pháp kiện toàn và nâng cao năng lực quản lý nhà nước phục vụ nghiên cứu,
triển khai và phát triển ứng dụng bức xạ và đồng vị phóng xạ ở Việt Nam nhằm kiện toàn và
nâng cao năng lực quản lý trong lĩnh vực này.
II. THỰC TRẠNG, XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG BỨC XẠ
TRÊN THẾ GIỚI
I.1. Kỹ thuật kiểm tra không phá hủy (NDT)
Trên thế giới, Hoa Kỳ, Nga và Trung Quốc là những nước dẫn đầu về ứng
dụng NDT. Hoa Kỳ hiện chiếm khoảng 40% thị trường, với doanh số năm 2002
đạt xấp xỉ 840 triệu USD. Riêng ngành điện Hoa Kỳ chi khoảng 20 triệu USD
mỗi năm cho hoạt động NDT. Nga rất chú trọng nghiên cứu phát triển trong lĩnh
vực NDT, hằng năm có khoảng 400 bằng sáng chế về NDT. Nga có 34 cơ quan
cấp chứng chỉ độc lập và khoảng 100 trung tâm kiểm tra; cấp 17.100 chứng chỉ
bậc 1, bậc 2 và 220 chứng chỉ bậc 3 mỗi năm. Trung Quốc hiện có 255.400
chứng chỉ bậc 1, bậc 2 và 8.700 chứng chỉ bậc 3. Năm 2007, thị trường Trung
Quốc đã tiêu thụ 4.300 thiết bị NDT với doanh thu ước đạt 62 triệu USD. Trung
Quốc hiện có 25 nhà sản xuất máy X-quang, 4 nhà sản xuất máy phát tia
gamma, 2 nhà sản xuất nguồn gamma, 2 nhà sản xuất máy gia tốc phát tia X, 2
nhà sản xuất phim phóng xạ và 4 nhà sản xuất NDT kỹ thuật số.
Trong số các nước châu Á có quan hệ kinh tế nhiều mặt với Việt Nam, có
thể kể đến Ấn Độ và Thái Lan là những nước có nhiều ứng dụng NDT. Ấn Độ
có khoảng 350 tổ chức sử dụng 1.100 thiết bị, cung cấp dịch vụ NDT cho 500 cơ
sở công nghiệp. Ấn Độ phát triển việc sử dụng kỹ thuật quét gamma tháp công
nghiệp, xử lý hơn 200 tháp đường kính khác nhau (có loại đường kính tới 9,5
m). Kỹ thuật này đã giúp tiết kiệm được hàng triệu USD. Thái Lan sử dụng
NDT trong nhiều ngành công nghiệp (xem bảng dưới đây).
TT Khu vực công nghiệp Kiểm tra
1 Công nghiệp hóa dầu Sản xuất và lắp ghép đường ống, ống dẫn, ống lò hơi, bể
áp lực, bồn chứa, kết cấu thép
2 Công nghiệp hàng không Bảo trì các bộ phận máy bay
3 Công nghiệp dự án lớn Cấu trúc cầu, các nhà máy điện, xưởng, các tòa nhà,
kho liên hợp
4 Các ngành công nghiệp khác Phụ tùng xe, sản phẩm nông nghiệp, chất lượng sản
phẩm và vật liệu trong y tế và công nghiệp sản xuất
Các nước đều chú trọng phát triển các cơ sở hỗ trợ kỹ thuật NDT cho hoạt động đăng kiểm.
Một số nước công nghiệp phát triển sử dụng dịch vụ của các cơ sở tư nhân trong nhiều lĩnh vực
quan trọng. Ví dụ: Hoa Kỳ sử dụng dịch vụ đăng kiểm tư nhân kiểm định tàu ngầm, sử dụng
dịch vụ NDT tư nhân kiểm tra tàu con thoi…
I.2. NCS
Ở các nước phát triển Tây Âu và Nhật Bản, NCS bắt đầu được sử dụng từ
đầu những năm 1960, số lượng tăng dần và đạt mức bão hòa vào khoảng những
năm 1995-2000 (ở mỗi nước có khoảng 6000-6.500 hệ NCS). Trung Quốc là
một nước tiến hành nội địa hóa rất mạnh trong lĩnh vực NCS; năm 2000, sản
xuất khoảng 50.000 hệ NCS. Ấn Độ hiện có 5.200 NCS sử dụng trong dầu khí,
hoá chất và nhiều ngành công nghiệp khác.
Hiện tại, trên toàn thế giới có khoảng 250.000 hệ NCS. Về số lượng,
không có sự thay đổi nhiều từ giữa thập kỷ 1970 đến nay; nhưng về chất lượng,
thì đã có sự thay đổi rất lớn.
I.3. Chiếu xạ công nghiệp
Chiếu xạ được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và các nhành kinh tế -
kỹ thuật
- Trong công nghiệp: chế tạo vật liệu co nhiệt, cáp điện chịu nhiệt, vỏ xe (sợi cacbon),
vật liệu polyme, vật liệu xốp; xử lý bề mặt vật liệu, chế tạo silic…
- Trong nông nghiệp: chế tạo sản phẩm sinh học để chống bệnh, tăng trưởng cho cây
trồng; chế tạo chất siêu hấp phụ nước dùng cho điều hòa độ ẩm, vật liệu che phủ, bao gói; chiếu
xạ củ, trái cây nhằm đáp ứng các yêu cầu về kiểm dịch trong xuất khẩu; chiếu xạ chống nảy
mầm, chống hư hỏng, hãm chín các loại củ, trái cây; chiếu xạ diệt vi sinh vật gây bệnh trong
thực phẩm...
- Trong y tế: khử trùng vật phẩm y tế như kim tiêm, ống nhựa, lọ nhỏ, găng tay, khẩu
trang, quần áo mổ...
Hoa Kỳ hiện có khoảng 50 cơ sở chiếu xạ, phần lớn được sử dụng trong
khử trùng vật phẩm y tế và các mặt hàng phi thực phẩm khác. Trong chiếu xạ
thực phẩm, tổng sản phẩm chiếu xạ của Hoa Kỳ là 92.000 tấn, trong đó, thịt và
gia cầm là 8.000 tấn, các sản phẩm trái cây và rau là 4.000 tấn, các loại gia vị là
80.000 tấn. Tổng giá trị kinh tế ước đạt 7.316 triệu USD (thịt: 94 triệu USD, rau
và trái cây: 22 triệu USD, gia vị: 7.200 triệu USD). Theo Trung tâm phòng tránh
và kiểm soát bệnh tật của Hoa Kỳ, hằng năm, chỉ với 50% các loại thịt sống
được chiếu xạ đã giúp tránh được khoảng 900.000 nghìn ca ngộ độc, 8.500 ca
phải nằm viện và 404 trường hợp tử vong. Năm 2005, ước tính có 80.000 tấn gia
vị được chiếu xạ bằng 1/3 tổng sản lượng gia vị được sản xuất tại Hoa Kỳ. Hoa
Kỳ có tỉ lệ gia tăng khoảng 7% các sản phẩm chiếu xạ khử trùng mỗi năm và giá
trị kinh tế vượt 2 tỉ USD vào năm 2008.
Nga chiếu xạ 40% vật phẩm y tế trong tổng số 1,5 tỉ đơn vị với trên 80
loại khác nhau được sản xuất hằng năm. Nhật Bản chú trong chiếu xạ biến tính
vật liệu sử dụng trong công nghiệp. Hiện nay, hơn 90% lốp xe ô tô được sản
xuất bằng cao su chiếu xạ bằng máy gia tốc để biến đổi cấu trúc liên kết. Hầu
hết các ứng dụng mới đều xuất phát từ Nhật Bản với trình độ khoa học và công
nghệ rất cao: chế tạo dây cáp điện, chế tạo vật liệu co nhiệt, chế tạo vật liệu xốp,
chế tạo vỏ xe và chế tạo chất bán dẫn. Trong lĩnh vực chiếu xạ thực phẩm, năm
2005, tổng sản lượng khoai tây chiếu xạ của Nhật Bản đạt khoảng 8.100 tấn, giá
trị kinh tế ước đạt 12,5 triệu USD.
Năm 2001-2005, Hàn Quốc đầu tư khoảng 455 triệu USD để xây dựng
viện nghiên cứu đầu ngành về công nghệ bức xạ. Trong lĩnh vực chiếu xạ thực
phẩm, năm 2005, tổng sản lượng thực phẩm chiếu xạ của Hàn Quốc đạt khoảng
5.400 tấn, giá trị ước đạt 160 triệu UCD. Tổng giá trị thực phẩm chiếu xạ của
Trung Quốc năm 2005 ước đạt khoảng 600 triệu USD (tăng rất nhanh về khối
lượng: năm 2001: 80.000 tấn, năm 2002: 100.000 tấn, năm 2004: 120.000 tấn,
đến năm 2005: 146.000 tấn). Năm 2000, tổng thị trường vật phẩm y tế của
Trung Quốc vào khoảng 3,24 tỉ USD, chiếm 3% thị trường vật phẩm y tế toàn
cầu, tăng trưởng trung bình 15% mỗi năm. Năm 2005, Ấn Độ chiếu xạ 100 tấn
hành, 1.500 tấn ớt đỏ và các gia vị khác, tổng giá trị kinh tế ước đạt 8 triệu USD.
Cơ sở chiếu xạ suất liều cao sử dụng nguồn Co-60 của Ấn Độ có công suất
chiếu xạ mỗi ngày 30 tấn gia vị và rau khô, cơ sở chiếu xạ suất liều thấp có công
suất chiếu xạ mỗi ngày 10 tấn hành, ngũ cốc và hoa quả.
Trong số các nước Đông Nam Á có thể kể đến Malaysia, Indonesia và
Thái Lan. Năm 2006, Malaysia chiếu xạ 630 tấn sản phẩm các loại. Malaysia
đặc biệt quan tâm đến chiếu xạ xử lý vật liệu composit từ polyme tổng hợp và tự
nhiên; vật liệu kích thước micro và nano; xử lý bề mặt; biến tính vật liệu polyme
tự nhiên áp dụng trong y tế, mỹ phẩm và một số ngành công nghiệp; chiếu xạ
khử trùng. Indonesia phát triển các cơ sở chiếu xạ biến đổi màu đá quý và hiện
đã đạt được quy mô thương mại trong lĩnh vực này. Năm 2006, Indonesia chiếu
xạ hơn 2.500 tấn thực phẩm, bao gồm thực phẩm dành cho trẻ em, bột ca cao,
gia vị, rau quả khô và thực phẩm đông lạnh. Năm 2005, sản lượng thực phẩm
chiếu xạ của Thái Lan là 3.000 tấn, giá trị kinh tế ước đạt 19 triệu USD.
I.4. Kỹ thuật đánh dấu
Trong lĩnh vực ứng dụng kỹ thuật đánh dấu, Hoa Kỳ và Nga là hai nước
đứng đầu về tỷ suất lợi nhuận trên vốn đầu tư. Trung Quốc và Ấn Độ cũng có
phát triển rất mạnh kỹ thuật này trong công nghiệp dầu khí. Tỷ lệ lợi nhuận trên
vốn đầu tư ở Hoa Kỳ là 1/50, có trường hợp đến 1/1000 (Theo báo cáo của dự
án IAEA RAS/8/099, năm 2005). Ở Nga, nghiên cứu động học liên quan giữa
các tầng chứa dầu đã giúp cho việc xây dựng kế hoạch chính xác, phù hợp khi
cần mở rộng quy mô khai thác, giảm đáng kể số lượng giếng khoan. Năm 1987,
ước tính ngành dầu khí của Nga tiết kiệm được hơn 1/3 số giếng khoan trị giá
khoảng 15 triệu USD. Trung Quốc tiến hành kỹ thuật đánh dấu ở hầu hết các
giếng dầu, tăng cường sử dụng kỹ thuật đánh dấu hạt đơn lẻ cho nghiên cứu xúc
tác. Ứng dụng đầu tiên thành công của Ấn Độ về kỹ thuật đánh dấu đồng vị
phóng xạ được thực hiện tại liên doanh công nghiệp dầu Ấn Độ M/S trong tinh
luyện dầu mỏ.
II. THỰC TRẠNG PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG BỨC XẠ Ở VIỆT NAM
Số liệu về thực trạng phát triển ứng dụng bức xạ ở Việt Nam chủ yếu
được trích dẫn và tổng hợp từ “Hệ thống thông tin quốc gia về an toàn bức xạ,
an toàn hạt nhân” do Cục An toàn bức xạ và hạt nhân (ATBXHN) xây dựng và
cập nhật.
II.1. Kỹ thuật kiểm tra không phá hủy (NDT)
NDT được sử dụng lần đầu tiên tại Việt Nam cách đây 20 năm, với thiết
bị kỹ thuật được IAEA trang bị thông qua các dự án viện trợ. Đến nay, thị trường
ứng dụng NDT trải rộng trên phạm vi toàn quốc, trong hầu hết các ngành công
nghiệp, từ xây dựng, cơ khí đến giao thông vận tải…; nhiều nhất là kiểm tra mối
hàn, kiểm tra nhằm phát hiện khuyết tật của bê tông; trở thành kỹ thuật không
thể thay thế trong nhiều lĩnh vực. Một số công trình xây dựng và sản phẩm công
nghiệp như đóng tàu, cơ khí, chế tạo máy đã có yêu cầu bắt buộc phải sử dụng
NDT.
Cả nước hiện có 47 cơ sở được cấp giấy phép tiến hành dịch vụ NDT,
tổng cộng 22 thiết bị X-quang, 93 nguồn phóng xạ phát gamma (trong đó có 3
nguồn Cs-137, 5 nguồn Se-75, còn hầu hết là nguồn Ir-192). Các cơ sở NDT sử
dụng nhiều nguồn là: Lilama, Apave, Anpha, Vilam, Trung tâm Đánh giá không
phá hủy (NDE) thuộc Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam, Xí nghiệp liên
doanh dầu khí VietsovPetro (VSP), Trung tâm An toàn và Môi trường dầu khí
(CPSE).
Là một công ty 100% vốn nước ngoài hoạt động trong lĩnh vực NDT, vào
Việt Nam từ năm 1993, Công ty Apave có mức tăng trưởng hằng năm đến 30%
và đạt doanh thu năm 2007 là 6 triệu USD. Công ty đã tham gia nhiều công trình
lớn như: nhà máy khí hóa lỏng (Dinh Cố), nhiệt điện (Cao Ngạn, Sêsan 3,
Nahang), nhà máy đóng tàu (Nam Triệu, Hạ Long, Sông Cấm), Trung tâm Hội
nghị quốc tế, Khách sạn Metropole, Khách sạn Opera Hilton…
Hiện nay có nhiều cơ sở NDT trực thuộc các cơ sở lớn như: Tổng Công ty
cơ khí xây dựng (COMA), Viện Nghiên cứu cơ khí (NARIME), Tổng Công ty
dầu khí Việt Nam (Petro Vietnam), Tổng Công ty hàng không Việt Nam (VAC),
Tập đoàn Công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam (VINASHIN)...