QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ LÒ PHẢN ỨNG VVER

Thông tin

Khoa
học
&Công nghệ
VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM

QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ LÒ PHẢN ỨNG VVER
VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM
Website:
Email:

SỐ 43
06/2015


Số 43
06/2015

BAN BIÊN TẬP

THÔNG TIN
KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN
NỘI DUNG

TS. Trần Chí Thành - Trưởng ban
TS. Cao Đình Thanh - Phó Trưởng ban
PGS. TS Nguyễn Nhị Điền - Phó Trưởng ban
TS. Trần Ngọc Toàn - Ủy viên
ThS. Nguyễn Thanh Bình - Ủy viên
TS. Trịnh Văn Giáp - Ủy viên

TS. Đặng Quang Thiệu - Ủy viên
TS. Hoàng Sỹ Thân - Ủy viên
TS. Thân Văn Liên - Ủy viên
TS. Trần Quốc Dũng - Ủy viên
ThS. Trần Khắc Ân - Ủy viên
KS. Nguyễn Hữu Quang - Ủy viên
KS. Vũ Tiến Hà - Ủy viên
ThS. Bùi Đăng Hạnh - Ủy viên

01. LÊ VĂN HỒNG
Quá trình phát triển công nghệ Lò phản ứng VVER

Thư ký:
CN. Lê Thúy Mai

31. TRẦN MINH HUÂN
10 nước sản xuất Uranium lớn nhất thế giới trong năm 2014

10. CAO CHI
Giới thiệu máy tính lượng tử Tô-pô
18. TRẦN MINH HUÂN
Cặp nhật ứng dụng đồng vị phóng xạ trong công nghiệp
24. ĐOÀN MẠNH LONG
Hội thảo nghiên cứu và phát triển nguồn nhân lực công nghệ
hạt nhân Việt Nam – Nhật Bản lần thứ 4
27. ĐẶNG ĐỨC NHẬN, VÕ TƯỜNG HẠNH
Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong các thiết bị kiểm tra chất lượng

TIN TRONG NƯỚC VÀ QUỐC TẾ
34. Bế giảng chương trình đào tạo “Ghi đo bức xạ môi trường”

cho các thực tập sinh Angola
35. Tổ chức thực tập trên lò phản ứng hạt nhân
cho sinh viên các trường Đại học
36. Seminar “Quan trắc thành phần đồng vị
trong nước mưa ở Đồng bằng Nam bộ”
37. Chương trình làm việc, giảng dạy và đào tạo
Dược chất phóng xạ

Địa chỉ liên hệ:
Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam
59 Lý Thường Kiệt, Hoàn Kiếm, Hà Nội
ĐT: 04. 3942 0463
Fax: 04. 3942 2625
Email:
Giấy phép xuất bản số: 57/CP-XBBT
Cấp ngày 26/12/2003

38. Phiên họp thứ ba của hội đồng phát triển,
ứng dụng năng lượng nguyên tử Quốc gia
40. Trọng tâm phát triển Điện hạt nhân dần dịch chuyển về châu Á
41. Nhật Bản chuẩn bị tái khởi động những lò phản ứng đầu tiên
42. Giới nghiên cứu Iran hoan nghênh thỏa thuận hạt nhân


THÔNG
TIN KHOA
VÀ CÔNG
NGHỆ
THÔNG
TIN KHOA

HỌCHỌC
VÀ CÔNG
NGHỆ
HẠTHẠT
NHÂN

QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ
LÒ PHẢN ỨNG VVER


Công nghệ điện hạt nhân (ĐHN) đã được nghiên cứu, phát triển và khai thác, sử dụng trong
suốt hơn một nửa thế kỷ qua kể từ ngày 27 tháng 6 năm 1954, khi Liên Xô (cũ) đã đưa vào vận hành
thương mại thành công lò phản ứng hạt nhân năng lượng đầu tiên trên thế giới tại thành phố Obninsk. Sau hơn 50 năm phát triển và trưởng thành, ĐHN đã chứng minh được tính khả thi về mặt kỹ
thuật, tính cạnh tranh về mặt kinh tế và khả năng góp phần giảm thiểu phát thải khí nhà kính vào môi
trường. Chính vì vậy, ĐHN đã khẳng định được vai trò, vị trí của mình trong cán cân cung cấp điện
năng toàn cầu. Hiện nay, trên thế giới có 440 lò phản ứng năng lượng hạt nhân đang hoạt động tại
32 quốc gia và vùng lãnh thổ, đáp ứng hơn 15% tổng nhu cầu điện năng của nhân loại.
1. Quá trình phát triển các thế hệ công và phong phú. Đã có trên 10 loại lò đang được
nghệ điện hạt nhân
nghiên cứu phát triển và sử dụng thử nghiệm.
Đối với một số quốc gia, ĐHN đã trở Tuy nhiên, cho đến nay, thực chất chỉ mới có
thành cứu cánh và là một trong những nguồn điện ba loại được thừa nhận là những công nghệ đã
chủ lực đảm bảo cung cấp năng lượng ổn định, rẻ được kiểm chứng và được phát triển nhiều nhất,
tiền, thúc đẩy kinh tế các quốc gia này phát triển đó là lò phản ứng nước áp lực (Pressurired Water
trong thời gian dài và có hiệu quả. Tuy nhiên, qua Reactor – PWR+VVER), lò phản ứng nước sôi
sự cố Three Mile Island ở Mỹ năm 1979, tai nạn (Boiling Water Reactor – BWR) và lò nước nặng
Chernobyl ở Liên xô cũ năm 1986, đặc biệt là kiểu CANDU (Pressurired Heavy Water Reacthảm hoạ Fukushima ở Nhật ngày 11/3/2011 đã tor – PHWR). Tỷ phần của các loại công nghệ
chứng tỏ rằng, ĐHN chỉ hiệu quả khi nó được này như sau: dẫn đầu là lò phản ứng nước áp lực:
đảm bảo an toàn. Chính vì vậy, quá trình phát 61%, kế theo đó là lò phản ứng nước sôi: 21%
triển công nghệ ĐHN là quá trình nghiên cứu, cải và cuối cùng là lò nước nặng kiểu CANDU: 7%,

tiến không ngừng nghỉ để nâng cao độ an toàn phần còn lại là các loại lò khác.
của nhà máy, nâng cao độ tin cậy của thiết bị và
Xét về mặt thế hệ, cho đến nay, đã có 3
nâng cao tính kinh tế của ĐHN.
thế hệ công nghệ được xây dựng và khai thác sử
Công nghệ lò phản ứng phát triển đa dạng dụng. Các nhà máy điện hạt nhân hiện đang hoạt

Số 43 - Tháng 6/2015

1


THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN

động trên thế giới, tuyệt đại đa số thuộc thế hệ
thứ II. Đối với các dự án ĐHN đang hoặc có kế
hoạch xây dựng, hầu hết các quốc gia, đặc điệt là
các nước nhập công nghệ đều chọn giải pháp xây
dựng các NMĐHN với lò thế hệ III hoặc thế hệ
III+. Gần đây nhất, tại châu Âu, Phần Lan đã chọn
và đang xây dựng lò EPR của Pháp, Ukraina và
Bungari mới hoàn thành đấu thầu NMĐHN năm
2008 và đã chọn lò VVER-1000 thế hệ III của
Nga. Tại châu Á, Ấn Độ, Iran cũng chọn VVER1000 thế hệ III của Nga, Trung Quốc chọn EPR
của Pháp và AP-1000 của Hoa Kỳ.

surized light Water Reactor - PWR) được các
chuyên gia Liên Xô nghiên cứu thiết kế chế tạo.
Các lò phản ứng VVER ở thời điểm ban đầu, khá
giống với với PWR, tuy nhiên hiện nay chúng

phát triển theo con đường riêng, với nhiều đổi
mới về tính năng an toàn. Những nguyên bản đầu
tiên của lò phản ứng loại này được xây dựng từ
những năm 60 của thế kỷ trước. Sau đó, các lò
phản ứng VVER-440 và VVER-1000 được thiết
kế và xây dựng ở Liên bang Xô-viết, một số nước
Đông Âu và Phần Lan.
Khoa học kỹ thuật về năng lượng nguyên
tử ở Nga đã phát triển với trên 50 năm với những
thành tựu nổi trội và kinh nghiệm phong phú
trong quá trình xây dựng các lò phản ứng VVER
ở Nga và ở nước ngoài (Bulgaria, Phần Lan,
Hungary, Cộng hòa Séc, Slovakia, Trung Quốc,
Ukraina,…). Việc khai thác, vận hành các nhà
máy điện hạt nhân (NM ĐHN) sử dụng lò phản
ứng VVER đã trải qua hơn 1500 lò-năm kinh
nghiệm, trong đó:

Các lò phản ứng thế hệ III và III+ đã kế
thừa các đặc tính thiết kế ưu việt của thế hệ thứ
II, vận dụng các kinh nghiệm vận hành và xây
dựng các NMĐHN hiện hành cùng với các tiến
bộ khoa học công nghệ trong các ngành mũi nhọn
như công nghệ thông tin, điều khiển tự động,
khoa học vật liệu .v.v. Khác biệt lớn nhất so với
các thiết kế hiện thời (thế hệ II) là các nhà máy
ĐHN thế hệ mới (thế hệ III và III+) tích hợp được
đặc điểm an toàn thụ động nội tại, không đòi hỏi
- NM ĐHN sử dụng VVER-440 có hơn
sự kiểm soát chủ động của con người hay sự can

1000 lò-năm kinh nghiệm;
thiệp của nhân viên vận hành để tránh tai nạn khi
- NM ĐHN sử dụng VVER-1000 có hơn
có trục trặc.
500 lò-năm kinh nghiệm;
Các loại lò thế hệ mới - thế hệ IV có tính
Những đặc điểm chính của công nghệ lò
cách mạng với mục tiêu: an toàn hơn, kinh tế
hơn, giảm nguy cơ phổ biến vũ khí hạt nhân và VVER là:
góp phần giải quyết vấn đề chất thải phóng xạ
- Lò phản ứng nước nhẹ áp lực;
còn đang trong giai đoạn nghiên cứu, thiết kế và
- Hệ thống làm mát theo nhánh (nhiều
thử nghiệm. Chúng có thể được thương mại hoá
loop-vòng lặp);
vào những năm sau 2030.
- Các lối vào và ra thùng lò có 2 mức (2
2. Quá trình phát triển các thế hệ công
độ cao khác nhau);
nghệ lò VVER
- Không có các ống dẫn vào/ra ở phía
VVER - Vodo-Vodyanoi Energetichesky
dưới lối vào thùng lò;
Reactor (Water-cooled Water-Moderated Power
- Các bình sinh hơi nằm ngang;
Reactor) là loại lò phản ứng nước áp lực (Pres-

2

Số 43 - Tháng 6/2015

THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN

- Các bó nhiên liệu hình lục lăng.
2.1. Lò phản ứng loại VVER-440

V-213 đang hoạt động [1].
2.2. Lò phản ứng loại VVER-1000

Công nghệ lò phản ứng nước áp lực loại
VVER được Viện thiết kế OKB Gidropress (trực
thuộc Tập đoàn Năng lượng nguyên tử Quốc gia
Liên bang Nga - RosAtom) bắt đầu nghiên cứu
và phát triển từ năm 1955. Lò phản ứng đầu tiên
công suất 210 MWe (VVER-210) đã được vận
hành tại tổ máy số 1 của NM ĐHN Novovoronezh, Liên bang Nga vào năm 1964. Tổ máy số 2
công suất 365 MWe (VVER-365) đã được đưa
vào vận hành năm 1969. Những tổ lò phản ứng
đầu tiên này được thiết kế cho vòng đời 20 năm

Công nghệ lò phản ứng VVER-1000 đã
được OKB Gidropress khởi động nghiên cứu,
thiết kế từ năm 1966. Đến năm 1980, tổ lò VVER1000 đầu tiên (phiên bản V-187) đã vận hành
tại tổ máy số 5, nhà máy ĐHN Novovoronezh.
Trong giai đoạn 1976-1987, những cải tiến trong
thiết kế đã cho đời của lò VVER-1000, phiên bản
V-302 và phiên bản V-338, vận hành tại tổ máy
số 1&2, nhà máy ĐHN Nam-Ukraina và tổ máy
số 1& 2, nhà máy ĐHN Kalinin. Các phiên bản

thiết kế này chỉ có 4 tổ máy được xây dựng và

và đã cho ngừng hoạt động vào các năm 1984
và 1990. Tiếp theo, vào năm 1971, tổ lò VVER440 đầu tiên (phiên bản V-179), với công suất
440 MWe, được vận hành tại tổ máy số 3 và năm
1972 tổ lò VVER-440 thứ hai được vận hành tại
tổ máy số 4 của nhà máy điện hạt nhân Novovoronezh.

vận hành nên được gọi là “small series”.

Cùng với thời gian, các thế hệ lò phản
ứng VVER tiếp theo với những cải tiến nâng cao
tính năng an toàn và hiệu suất được thiết kế và
xây dựng. Trong giai đoạn này, tổ lò VVER-440
phiên bản V-230 với hệ thống an toàn có độ dư
gấp đôi, tai nạn thiết kế cơ bản lớn nhất là vỡ
đường ống dẫn chất tải nhiệt có đường kính 100
mm cùng với mất điện hoàn toàn đã ra đời. Tất
cả có 14 tổ máy VVER-440 phiên bản V-320 đã
được xây dựng và vận hành. Bước tiếp theo là
thiết kế tổ lò VVER-440 phiên bản V-213 với hệ
thống an toàn có độ dư gấp ba và được thiết kế
để đối phó với vỡ ống tải nhiệt có đường kính
500 mm với mất điện hoàn toàn. Hai tổ máy đầu

Từ năm 1978, OKB Gidropress bắt đầu
triển khai nghiên cứu, thiết kế công nghệ lò
VVER-1000 tiêu chuẩn với phiên bản V-320, dự
kiến sẽ triển khai xây dựng hàng loạt và được gọi
là “large series”. Thiết kế này có những cải tiến

như: tối ưu hóa số lượng các thanh điều khiển,
cải tiến thiết kế bó thanh nhiên liệu, nâng cao tính
ổn định trong địa chấn,…nhằm tăng cường hiệu
quả kinh tế và an toàn trong việc xây dựng và
vận hành nhà máy điện hạt nhân, phù hợp với các
văn bản pháp quy đưa ra vào thời điểm đó. Nó
có thể đối phó với sự cố xảy ra cùng một lúc vỡ
ống đường kính lớn 850 mm, động đất theo thiết
kế cơ bản và mất điện hoàn toàn. Từ năm 1985
đến nay, đã có 28 tổ máy sử dụng lò VVER-1000,
phiên bản V-320 được xây dựng và vẫn đang hoạt
động tại các nhà máy ĐHN. Tất cả các thiết kế
này đều thuộc loại lò VVER thế hệ thứ II [1].
Lò phản ứng VVER-1000 thuộc loại lò
nước áp lực thân đứng. Thân lò hình trụ đứng chịu

tiên của phiên bản này đã được xây dựng tại NM
áp lực cao, trên nắp đậy có bộ phận đấu nối đệm
ĐHN Lovisa, Phần Lan năm 1977 và 1980. Đến
gioăng kín và các đầu ống chờ để lắp ghép các
nay, có cả thảy 16 tổ máy VVER-440 phiên bản
đường ống vận chuyển chất tải nhiệt vào và ra.

Số 43 - Tháng 6/2015

3


THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN

Ở bên trong có giếng lò là điểm tựa và chứa toàn
bộ vùng hoạt; đây cũng là nơi phân luồng dòng
chảy chất tải nhiệt. Chất tải nhiệt được bơm vào
lò phản ứng theo đường ống, chảy xuống dưới
qua khe biên giữa giếng lò và thân lò dẫn dòng
hướng đáy, sau đó qua các lỗ có sẵn trên giá đỡ
giếng lò chảy ngược lên theo các hộp chứa thanh
nhiên liệu. Chất tải nhiệt được đốt nóng từ nguồn
năng lượng phân hạch, sau đó đi qua các lỗ sàng
của giếng lò và theo đường ống dẫn ra khỏi lò
phản ứng. Sơ đồ lò phản ứng VVER-1000, phiên
bản V-320 được nêu trong hình 1.

xảy ra.
Nhằm đáp ứng các yêu cầu mới về an toàn,
các chuyên gia Viện thiết kế của St. Peterburg,
Viện thiết kế thực nghiệm Gidropress và Công ty
Phần Lan Imatran International Ltd (hiện nay là
Công ty Forturn Engineering) bắt tay nghiên cứu
thiết kế NM ĐHN với nguyên mẫu là lò VVER1000, phiên bản V-320. Kết quả là cho ra đời
bản thiết kế lò lò VVER-1000, phiên bản V-428
[2]. Bản thiết kế này kế tục và phát huy những
thành quả đạt được trong quá trình cải tiến độ an
toàn, phù hợp với trình độ phát triển của ngành
năng lượng hạt nhân hiện đại. NM ĐHN dùng
lò VVER-1000, phiên bản V-428 (hay còn gọi là
AES-91) là một thiết kế mới được cải tiến dựa
trên kinh nghiệm thiết kế, xây dựng và vận hành
một loạt các tổ lò VVER-1000/V-320, có tiếp thu
các công nghệ từ lò áp lực PWR của Tây Âu, tuân

theo các yêu cầu quốc tế hiện tại trong lĩnh vực an
toàn bức xạ và hạt nhân. Nhà máy cũng sử dụng
hệ thống I&C kỹ thuật số tích hợp của Siemens,
Đức. Tổ máy số 1&2 của NM ĐHN Điền Loan,
Trung Quốc được xây dựng theo phiên bản thiết
kế này, được khởi công vào năm 2000 và đưa vào
vận hành từ năm 2007 [1,2,3].

Hình 1 Lò phản ứng VVER-1000, phiên bản
Theo Gidropress, những cải thiện về độ
V-320; 1-Khối đỉnh; 2-Khối ống bảo vệ; 3-Giếng
lò; 4-Vách ngăn; 5-Vùng hoạt (tâm lò); 6-Vỏ lò tin cậy, an toàn và các đặc tính kinh tế của AES91 được thực hiện theo các yêu cầu của khách
(thùng lò phản ứng chịu áp lực)
hàng trên cơ sở:
Tai nạn tại các nhà máy ĐHN Three Miles
- Mở rộng phổ thiết kế, có so sánh với
Island năm 1978 và Chernobyl năm 1986 đã chỉ
ra sự cần thiết phải tính đến những khả năng xảy các tổ máy được sử dụng để tham chiếu (thiết kế
ra sự cố ngoài thiết kế cơ bản (Beyond Design V-320) và trong thiết kế có xem xét đến các tai
Basis Accidents - BDBAs) trong quá trình thiết nạn vượt quá sự cố thiết kế cơ bản;
kế và vận hành. Các văn bản pháp quy mới đã
- Lắp đặt bẫy corium để giảm thiểu hậu
được ban hành với các yêu cầu mới về đảm bảo quả khi có sự cố nóng chảy vùng hoạt;
an toàn nhằm ngăn chặn khả năng xảy ra các sự
- Áp dụng các hệ thống điều khiển I&C
cố ngoài thiết kế và giảm thiểu hậu quả nếu sự cố

4

Số 43 - Tháng 6/2015

THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN

mới, tiên tiến;

- Dẫn thoát nhiệt dư lâu dài và duy trì
trạng thái an toàn, ổn định của lò phản ứng bằng
- Nâng cao khả năng kháng chấn;
cách sử dụng các hệ thống an toàn chủ động và
- Sử dụng boong-ke nhà lò 2 lớp …
thụ động, không cần có tác động của nhân viên
Vào năm 1988, một dự án thiết kế lò vận hành cũng như những nguồn cấp điện từ bên
VVER-1000 mới, phiên bản V-392 (hay còn gọi ngoài;
là AES-92) được triển khai thực hiện, nhằm nâng
- Sử dụng boong-ke nhà lò 2 lớp để giam
cao độ an toàn, đáp ứng các yêu cầu mới của các giữ các sản phẩm khi sự cố: lớp bên trong – dự
văn bản pháp quy LB Nga và các yêu cầu tiêu ứng lực, lớp bên ngoài - nguyên khối, được thiết
chuẩn quốc tế. Các cải tiến trong thiết kế mới này kế để đảm bảo an toàn trong các trường hợp xảy
tập trung vào nghiên cứu sử dụng các hệ thống ra sự cố bên trong và ngoài nhà máy.
an toàn chủ động và thụ động, đặt bẫy corium, sử
2.3 Lò phản ứng loại VVER-1200
dụng boong-ke nhà lò 2 lớp... Với các giải pháp
kỹ thuật trình độ cao của thiết kế và những đặc
Trên cơ sở phân tích, đánh giá và đúc kết
tính an toàn đặc biệt, AES-92 đã đảm bảo thỏa kinh nghiệm thiết kế, xây dựng, vận hành của
mãn yêu cầu của Các tổ chức vận hành điện lực các các NM ĐHN dùng lò VVER-1000 phiên
châu Âu (EUR).
bản V-320, V-428 và V-392, Viện thiết kế OKB
Gidropress đã rút ra những kết luận về khả năng

Các phương án thiết kế chính của lò
chuyển đổi về chất mức độ an toàn bằng cách
VVER-1000, phiên bản V-392 được áp dụng
nghiên cứu và áp dụng công nghệ an toàn thụ
đối với các phiên bản V-412, V-446 và V-466B.
động, từ đó đã đưa ra một thiết kế mới, thuộc thế
Phiên bản V-412 đang được triển khai xây dựng
hệ III+, đó là AES-2006 [9]. Các cải tiến của thiết
tổ máy số 1&2 của NM ĐHN Kudankulam, Ấn
kế AES-2006 sử dụng lò phản ứng VVER-1200
Độ [1,4,5], phiên bản V-446 được sử dụng tại NM
là:
ĐHN Busher của Iran [2] và phiên bản V-466B
[2,6] đã được Chính phủ Bungari lựa chọn xây
- Tối ưu cấu trúc của các hệ thống và kết
dựng tại NM ĐHN Belene (dự án này đã bị dừng, hợp 2 nguyên tắc đảm bảo an toàn thụ động và
không thực hiện). Các thiết kế AES-92 dùng lò chủ động;
VVER-1000, phiên bản V-392, V-412, V-446 và
- Tối ưu các thông số vận hành;
V-466B thuộc thế hệ lò thứ III [1] và đã được
- Tăng áp suất thứ cấp của bình sinh hơi;
Liên minh châu Âu cấp chứng chỉ chính thức vào
năm 2007 [7].
- Cải tiến các loại vật liệu sử dụng để chế
Những khác biệt chủ yếu của AES-92 so tạo các thiết bị chính, cho phép thời gian vận
với các dự án ĐHN sử dụng lò phản ứng VVER- hành của các thiết bị lên đến 60 năm;
1000 thế hệ trước là:
- Cải tiến chu trình nhiên liệu với chu
- Dập phản ứng phân hạch một cách trình thay đảo lên đến 24 tháng;
nhanh chóng nhờ sử dụng 2 hệ thống kiểm soát

- Độ cháy cực đại trong bó nhiên liệu là
độ phản ứng độc lập;
70 MW*ngày/kgU;

Số 43 - Tháng 6/2015

5


THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN

Việc sử dụng hài hòa các hệ thống an toàn ứng được những quy định về an toàn bức xạ và
chủ động và thụ động, thực hiện độc lập các chức hạt nhân cũng như những vấn đề liên quan đến
năng an toàn là đặc điểm khác biệt quan trọng của môi trường của LB Nga, châu Âu và quốc tế.
thiết kế AES-2006. Có 2 thiết kế khác biệt của
Dự án VVER-TOI được thực hiện dựa
AES-2006 đó là:
trên kinh nghiệm xây dựng và vận hành các nhà
- Viện thiết kế của St. Peterburg: AES- máy VVER ở trong và ngoài nước Nga. Những
2006, VVER-1200/V-491.
giải pháp được sử dụng trong thiết kế giúp tối ưu
và tối thiểu hóa những sai hỏng phát sinh trong
- Viện thiết kế của Moscow: AES-2006,
một tổ lò.
VVER-1200/V392M.
Dự án VVER-TOI sử dụng mô hình đảm
Tại Liêng bang Nga, AES-2006 đang được
bảo an toàn dựa trên 2 kênh an toàn chủ động,
xây dựng và sắp đưa vào vận hành ở NM ĐHN
và 4 kênh an toàn thụ động. Việc kết hợp các hệ

Novovoronezh II và Leningrad II. Cộng hòa Bethống an toàn chủ động và thụ động giúp dự án
larusia đã chọn và đang xây dựng lò VVER-1200
VVER-TOI đảm bảo rằng vùng hoạt sẽ không bị
loại AES-2006 và Cộng hòa Séc cũng đang xem
phá hủy tối thiểu trong vòng 72 giờ tính từ khi
xét hồ sơ dự thầu loại AES-2006.
sự cố ngoài thiết kế khởi phát, trong tình huống
nghiêm trọng nhất.
Các giải pháp kỹ thuật đảm bảo rằng lò
phản ứng sẽ được đưa tới trạng thái an toàn khi
xảy ra bất cứ một sự kiện khởi phát nào (do tự
nhiên hoặc con người) làm mất toàn bộ nguồn
điện cung cấp cho các thiết bị. Điều này tăng
đáng kể tính cạnh tranh của dự án ở cả thị trường
trong nước và quốc tế.
Hình 2 Tổ hợp thiết bị hệ thống vòng sơ cấp lò
phản ứng VVER-1200, phiên bản V-491
2.4. Lò phản ứng loại VVER-TOI
Hiện tại, Tập đoàn nguyên tử RosAtom
đang chỉ đạo triển khai thực hiện dự án VVERTOI (typical optimized informative-advanced
project) nhằm đưa ra một thiết kế VVER tiêu
chuẩn thế hệ III+ với việc tăng cường sử dụng
công nghệ thông tin [11].
VVER-TOI là nhà máy điện hạt nhân với Hình 3 Tổ hợp thiết bị hệ thống vòng sơ cấp lò
phản ứng VVER-1200, phiên bản VVER-TOI
2 tổ lò VVER-1200/V-510 loại nước áp lực, đáp

6

Số 43 - Tháng 6/2014

THÔNG
THÔNG
TIN KHOA
TIN KHOA
HỌC VÀ
HỌC
CÔNG
VÀ CÔNG
NGHỆNGHỆ
HẠT NHÂN
HẠT

3. Một số dự án nhà máy điện hạt nhân
loại AES-91, AES-92 và AES-2006
Dự án dự án nhà máy điện hạt nhân loại
AES-91 tại Trung Quốc

AES-92 với hai lò phản ứng VVER-1000/V412.
Năm 2002, Công ty AtomStroyExport đã ký một
loạt hợp đồng với Tập đoàn Năng lượng nguyên
tử Ấn Độ về lập hồ sơ thi công, lắp ráp, chạy thử,
hiệu chỉnh; sản xuất và cung cấp thiết bị, vật tư
cho tổ hợp lò phản ứng, tổ hợp tuốc bin – máy
phát và các công trình phụ trợ khác. Ngoài ra, hai
bên còn ký các hợp đồng đào tạo cán bộ cho Ấn
Độ, cử chuyên gia Nga sang Ấn Độ tham gia xây
dựng và hỗ trợ kỹ thuật [2].

Năm 1992, LB Nga và CHDCND Trung
Hoa ký hiệp định liên chính phủ về hợp tác xây
dựng NMĐHN tại Trung quốc. Năm 1997, hai
bên ký hợp đồng tổng thể về xây dựng NMĐHN
Điền Loan – một trong những công trình hợp tác
kinh tế lớn nhất giữa hai bên [2]. Nhiệm vụ thiết
Tổ máy số 1 đã vận hành vào ngày
kế, cung cấp thiết bị và vật tư, đưa nhà máy vào
vận hành, đào tạo cán bộ cho phía Trung Quốc 13/7/2013. Dự kiến tổ máy số 2 sẽ vận hành sau
được giao cho Công ty cổ phần AtomStroyExport. tổ máy số 1 khoảng 8 tháng.
Nhà máy điện hạt nhân Điền Loan giai
đoạn 1 được xây dựng tại thành phố Lianyungang, thuộc tỉnh Giang Tô. Đây là nhà máy loại
AES-91 với hai lò phản ứng VVER-1000/V428.
Tổ máy đầu tiên hòa vào lưới điện vào năm 2006
và đưa vào vận hành thương mại vào năm 2007.
Tổ máy thứ hai được nối lưới điện vào tháng
5/2007. Tuổi thọ của nhà máy này theo thiết kế
là 40 năm.
Nhà máy điện hạt nhân Điền Loan giai
đoạn 2 đã được Trung Quốc ký kết sơ bộ với
Công ty Atomstroyexport của Nga vào tháng
10/2006. Giai đoạn 2 xây dựng thêm hai tổ máy 3
và 4 sử dụng công nghệ AES-91. Hợp đồng EPC
xây dựng đã được ký kết trong tháng 10/2011 và
mẻ bê tông đầu tiên cho tổ máy số 3 đã được đổ
vào tháng 12/2012. Dự kiến 2 tổ máy này sẽ hoạt
động thương mại lần lượt vào năm 2018 và 2019.
Dự án dự án nhà máy điện hạt nhân loại
AES-92 tại Ấn Độ

Dự án dự án nhà máy điện hạt nhân loại
AES-92 tại Iran
Nhà máy điện hạt nhân Bushehr cách
thành phố Bushehr khoảng 17 km về phía phía
đông bắc. Việc xây dựng nhà máy được tiến
hành vào năm 1975 bởi một công ty của Đức.
Tuy nhiên dự án đã bị dừng lại vào năm 1979
sau cuộc đảo chính Islamic của Iran. Sau đấy vào
năm 1995, một hợp đồng xây dựng lại nhà máy
đã được ký kết giữa Iran và Bộ năng lượng Nga
(Russian Ministry for Atomic Energy), với nhà
thầu chính là Công ty Atomstroyexport. Công
việc xây dựng đã bị chậm một vài năm do lý do
kỹ thuật và tình hình tài chính, cũng như do sức
ép về mặt chính trị của phương Tây. Chính phủ
Iran đã đồng ý bồi thường việc tăng giá và lạm
phát sau khi nhà máy được xây dựng xong. Do
đó, việc xây dựng nhà máy đã được khôi phục lại
vào năm 2007. Ngày 3/9/2011, nhà máy đã chính
thức phát điện vào hệ thống lưới điện quốc gia
của Iran. Đây là nhà máy loại AES-92 với dùng

Nhà máy ĐHN Kudankulam được xây lò phản ứng VVER-1000/V446 [2].
dựng theo hiệp định liên chính phủ về hợp tác xây
Dự án dự án nhà máy điện hạt nhân loại
dựng NM ĐHN tại Ấn Độ. Đây là nhà máy loại
AES-92 tại Bungaria

Số 43 - Tháng 6/2015

7


THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN

Ngày 31/10/2006, Công ty điện lực Bungaria chính thức thông báo Công ty AtomStroyExport đã thắng thầu xây dựng NM ĐHN Belene.
Đây là nhà máy loại AES-92 với dùng lò phản
ứng VVER-1000/V466B [2]. Thiết kế của nhà
máy này đã tăng tuổi thọ thiết bị chính lên tới 60
năm; tăng cường khả năng chịu lực va đập của
lớp boongke nhà lò, kể cả máy bay hành khách
lớn rơi trúng lò phản ứng. NM ĐHN Belene có
sự kết hợp độc đáo giữa hệ thống an toàn chủ
động và thụ động. Tuy nhiên, ngày 11/6/2010,
Chính phủ Bulgaria tuyên bố sẽ đóng băng việc
kế hoạch xây dựng nhà máy điện hạt nhân Belene
vô thời hạn vì không đảm bảo được tài chính đầu
tư vào dự án.
Dự án dự án nhà máy điện hạt nhân loại
AES-2006 tại Belarusia
Belarus có dự định xây dựng dựng nhà
máy điện hạt nhân từ những năm 1980, tuy nhiên
sau sự cố Chernobyl, mọi kế hoạch bị dừng lại.
Năm 2006, Chính phủ Belarus phê duyệt kế hoạch
xây dựng nhà máy điện hạt nhân 2000 MWe với
công nghệ lò nước áp lực. Sau đó, Belarus đã mời
các công ty nước ngoài vào đấu thầu và tháng
8/2008 họ đã nhận được chào hàng của các công
ty lớn trên thế giới là công ty Atom StroyExport
của Nga, Westinghouse-Toshiba của Hoa Kỳ và

Nhật Bản, cũng như AREVA của Pháp. Đối với
Hoa Kỳ, mọi hợp tác về xây dựng nhà máy cần
Hiệp định Liên Chính phủ (Hiệp định 123), đây
là trở ngại lớn cho Belarus vì quan hệ chính trị và
thương mại giữa 2 nước không tiến triển nhiều
năm qua. Với tổ máy của AREVA (EPR1600),
do công suất quá lớn không thể phù hợp với hệ
thống điện của Belarus. Do đó, hợp tác với Nga
có các điều kiện thuận lợi hơn cả.
Năm 2009, Belarus thông báo sẽ xây

8

Số 43 - Tháng 6/2015

dựng nhà 2 tổ máy điện hạt nhân Ostrovets với
công ty ASE của Nga là nhà thầu chính cùng
các nhà thầu phụ Nga và Belarus. Hiệp định cấp
vốn vay cho dự án được ký kết tháng 8/2009.
Hiệp định Liên Chính phủ về xây dựng nhà máy
được ký kết tháng 3/2011, ASE sẽ xây 2 tổ máy
VVER với thiết kế AES-2006 sử dụng lò VVER1200/V-491 (Viện Thiết kế năng lượng nguyên tử
St. Peterburg là đơn vị thiết kế), công suất mỗi tổ
máy 1200 MWe. Tổ máy thứ nhất khởi công năm
2013, vận hành năm 2019, tổ máy thứ 2 khởi công
năm 2014, vận hành năm 2020. Tổng mức đầu
tư cả cơ sở hạ tầng dự toán khoảng 9.4 tỷ USD.
Dự án dự án nhà máy điện hạt nhân loại
AES-2006 tại Thổ Nhĩ Kỳ
Thổ Nhĩ Kỳ đang có kế hoạch xây dựng 4

tổ máy VVER thiết kế AES-2006, công suất 1200
MWe tại Akkuyu với công ty AtomStroyExport ASE (Nga). Giá thành xây dựng ban đầu khoảng
18,7 tỷ USD. Sau quá trình đàm phán, Nga tuyên
bố hỗ trợ tài chính toàn bộ nhà máy và tổng mức
đầu tư tăng lên đến 22 tỷ USD. Tuy nhiên vào
giữa năm 2012, Rosatom đã nói rằng tổng mức
đầu tư có thể tăng lên tới 25 tỷ USD.
Tháng 12/2011, đơn vị quản lý dự án đã
nộp đơn xin giấy phép xây dựng và xác định
Công ty AtomStroyExport làm tổng thầu xây
dựng. Giấy phép xây dựng nhà máy dự kiến sẽ
được cấp vào giữa năm 2014. Như vậy việc xây
dựng nhà máy có thể bắt đầu vào năm 2015 hoặc
tháng 1/2016. Tổ máy số 1 dự kiến vận hành vào
năm 2021. Đây sẽ là nhà máy điện hạt nhân đầu
tiên của nước này.
TS. Lê Văn Hồng
Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam


THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN

Tài liệu tham khảo
1. Sergei B. Ryzhov, Victor A. Mokhov,
Mikhail P. Nikitenko, George G. Bessalov, Alexander K. Podshibyakin, Dmitry A. Anufriev,
Janos Gado, Ulrich Rohde, VVER-Type Reactors of Russian Design, Volume 4: Reactors of
Generations III and IV, Handbook of Nuclear Engineering, © Springer Science+Business Media
LLC 2010.
2. AtomStroyExport –ASE - RosAtom

11. VVER-TOI Project, AtomEnergoProekt, RosAtom.
12. Technical Information NPP-92, AtomEnergoProekt.
13. Design AES-91: Concept solution by
the example of Tianwan NPP, Saint-Peterburg
Reaserch and Design Institute, AtomEnergoProekt.
14. />Country-ProfilesPower/

3. />Nuclear_Power_Plant
4. S.K. Agrawal, Ashok Chauhan, Alok
Mishra, The VVERs at KudanKulam, Nuclear
Engineering and Design 236 (2006) 812–835.
5. />6. AES-92 for Belene: The Mystery Reactor, Antonia Wenisch, Austrian Institute of Ecology, Vienna, , Vienna, February 2007.
7. Yury Ermakov, RosEnergoAtom, Olivier Rousselot, EDF, EUR volume 3 AES 92
subset, EUR seminar 2007, Nice, May 15 2007.
8. Nuclear Power Technology Consideration. Project Science and Engineering Document,
RISK ENGINEERING LTD, Reference Number
REL-885-A2-0, December, 2012.
9. The AES-2006 reactor plant – a strategic choice, Experimental and Design Organization Gdropress.
10. Design AES-2006: Concept solutions
by the example of Liningrad NPP-2, AtomEnergoProekt, Saint-Peterburg, 2011.

Số 43 - Tháng 6/2015

9


GIỚI THIỆU MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ TÔ-PÔ
(PHẦN I và II)

Máy tính lượng tử tô-pô (MTLTTP) sẽ là một sản phẩm kỳ diệu của khoa học lượng tử, toán học và

công nghệ của thế kỷ 21. MTLTTP sử dụng việc tết (braid) những quỹ đạo tô-pô của các hạt anyon.
Chế tạo ra được MTLTTP sẽ làm thay đổi bộ mặt của khoa học, công nghệ hiện tại, tạo cơ sở cho
nhiều lĩnh vực ranh giới tiền tiêu của nhận thức con người như lý thuyết mật mã, trí tuệ nhân tạo,…
MTLTTP sẽ làm được những gì mà máy tính (MT) thông thường hiện nay không làm được. MTLTTP
liên quan đến nhiều lĩnh vực: toán học, vật lý lượng tử, vật lý chất rắn.
Vì bài viết dài nên tác giả xin phép được chia bài viết làm 3 phần:
Phần thứ nhất: Đại cương về MTLT,
Phần thứ hai: Các cơ sở vật lý của MTLTTP,
Phần thứ ba: MTLTTP.
Các công thức toán học đưa vào là những công thức cần thiết nhất nhằm tránh mọi giải thích quá
dài.

Phần I Đại cương về MTLT
trong các máy tính lượng tử dẫn đến một gia tốc
rất lớn nhiều bậc cho quá trình tính toán. Đây là

Sức mạnh của máy tính lượng tử ở đâu?
ưu thế tuyệt đối của máy tính lượng tử so với máy

Bước cơ bản trong tính toán lượng tử là tính cổ điển thông dụng hiện nay.
phép toán unita U trên trạng thái chồng chất L
Một đặc tính của các trạng thái lượng
qubit gồm L qubit (quantum bit-bit lượng tử).
tử, khác biệt với các trạng thái cổ điển là hiện
Phép toán U được thực hiện song song đối với tất
tượng liên đới lượng tử (entanglement), theo đó
cả 2L biên độ phức. Trong máy tính cổ điển một
sự tương tác giữa các qubit làm phát sinh một
phép toán như vậy đòi hỏi 2L bước tính cơ bản
sự chồng chất liên kết (giao thoa) các trạng thái

cho mỗi biên độ.
lượng tử. Sự chồng chất này không thể đưa về

Chính tính chất song song lượng tử này tích của các qubit riêng lẻ. Ví dụ khi kết hợp 2

10

Số 43 - Tháng 6/2015


THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN

qubit, ta không có một tích trực tiếp:

mà có những dạng như sau :

Các trạng thái

gọi là các trạng thái Bell, hoặc trạng thái EPR
hoặc cặp EPR, đặt theo chữ cái đầu tiên của tên
các tác giả Einstein, Podolsky & Rosen là những
người đầu tiên phát hiện ra các tính chất kỳ lạ của
những trạng thái đó.
Nhiều tác giả còn dùng ký hiệu sau:
biểu diễn hàm sóng của hai hạt ,nếu xét đặc
trưng lượng tử là hình chiếu Sz của spin chẳng
hạn xuống trục z: thì m là hình chiếu của hạt thứ
nhất, còn n là hình chiếu của hạt thứ hai. Khi m
& n = 0 ta có µ z = 1/2, spin hướng lên trên, khi m
& n = 1 ta có µ z = -1/2, spin hướng xuống dưới).

Ngoài cũng có một dạng ký hiệu nữa.
được viết là α (1).β (2) , ở đây α(1) chỉ rằng hạt
1 nằm ở trạng thái α ứng với µz = ½, còn hạt hai
nằm ở trạng thái β ứng với µz = -1 /2.


thì người ta có thể chứng minh rằng M có thể bẻ
khoá được theo thuật toán
M = Et mod c
Trong đó t là một hàm số đơn giản của p & q. Chỉ
cần giữ bí mật p & q, các đại lượng khác có thể
cho biết công khai. Nếu c đủ lớn bẻ khoá bằng
cách tìm p & q là một việc không làm nổi đối với
máy tính cổ điển hiện dùng.
Như vậy nếu dùng khóa công cộng (public key)
tức dạng E = Ms mod c thì Alice không cần bảo
cho Bob mã nào cả. Còn Bob thì hiểu rằng muốn
bẻ khóa phải tìm cho được p & q, cho nên trước cả
lúc truyền mật tin cho nhau Alice và Bob không
cần báo cho nhau mã nào cả. Alice truyền E = M
s mod c, một khóa công cộng là đủ, mọi người
đều biết nhưng chỉ một mình Bob có đủ khả năng
tìm ra p & q. Lẽ dĩ nhiên nếu ai có đủ khả năng
đó thì họ bẻ khóa được.

Các cổng logic (logic gate) trong mạch
lượng tử (quantum circuit):
Trong một mạch lượng tử người ta có thể chế tạo
những cổng logic nhất định để biến đổi trạng thái
của các qubit. Sau đây ta xét các cổng Pauli-X,

Pauli-Z, cổng Hadamard tác động trên qubit đơn
và cổng CNOT tác động trên qubit-kép (hệ 2 qubit).

Mã hoá


Một tin mã hóa có nghĩa là một tin mà chỉ
riêng người gửi và người nhận biết được mà thôi
.Ví dụ một tin M có thể mã hóa qua E nhờ thuật
toán sau:
E = Ms


mod c

Nếu c là tích của hai số nguyên tố p & q

Số 43 - Tháng 6/2015

11


THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN



DIGIT

Bit lấy 2 trị số 0 và 1, điều này liên quan đến khái
niệm digit.

Một chữ số có thể viết nhiều cách ,tuỳ theo ta
dùng cơ số nào.
Ví dụ trong cơ số 10:
327 = 3.102 + 2.101 + 7.100 = 32710
Còn trong cơ số 2 ta có :
327 = 1.28 + 0.27 + 1.26 + 0.25 + 0.24 + 0.23 + 1.22
+ 1.21 1.20 = 1010001112
Ta cũng có thể dùng cơ số 16, vậy ta phải có 16
chữ số khác nhau để làm cơ số. Người ta thường
dùng:
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F

12

Số 43 - Tháng 6/2015


THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN

A đóng vai trò của số 10, B đóng vai trò của số
11, C-12, D-13, E-14 và F-15.
Trong cơ số 16 ví dụ ta có:
4616 = 2.161 + 14.160 = 2E16 (nhớ E đóng vai trò
của 14).

Bây giờ ta có thể định nghĩa digit = là
một con số nhỏ hơn số cơ số và nằm ở một vị trí
nhất định trong triển khai theo luỹ thừa của cơ số
(positional notation). Trong ví dụ cuối cùng 2 là
một digit, E là một digit, chú ý 2&E đều nhỏ hơn

cơ số 16 và nằm ở vị trí luỹ thừa bậc một và bậc
không của 16.


Phần II Những cơ sở vật lý của MTLT



1/ Hiệu ứng Hall lượng tử phân số


Việc tìm ra Hiệu ứng Hall lượng tử phân
số (FQHE - Fractional Quantum Hall Effect) đã
đem lại giải Nobel 1998 cho các nhà vật lý: Robert
Hình 1. Sơ đồ hình học của phép đo từ trở (magB.Laughlin, Horst L. Stormer và Daniel C. Tsui.
netoresistance) R và trở Hall RH (Hall resistance).

Hiệu ứng này liên quan đến nhiều elec- RH như hàm của dòng I và từ trường B. V là hiệu
tron tương tác với nhau để tạo ra những hạt mới thế dọc và VH là thế Hall. Mật độ electron/cm2
có điện tích khác điện tích của electron. Một điều được ghi là n còn điện tích là e. Những chấm đen
lạ là các số lượng tử ta cứ nghĩ rằng phải là số biểu diễn electron bị ép về một phía của thanh
nguyên hay bán nguyên thì ở đây ta gặp những
(bar) theo lực Lorentz từ phía từ trường.
phân số như 2/5, 4/9, 11/7 thậm chí 5/23. Hơn

Hiệu ứng Hall (xem hình 1) được tìm ra
nữa các bit từ trường có thể kết dính với electron
bởi Edwin Hall (Đại học Johns Hopkins, Baltitạo nên những hạt khác nữa. Những hạt đa hợp
more). Khi áp đặt một từ trường B thì xuất hiện
(composite particles) này có các tính chất hoàn

một thế VH khác không. Thế VH thẳng góc với thế
toàn khác các electron.
V. Hall tìm thấy thế VH tỷ lệ với I và tỷ lệ với từ

Những hạt này có thể kết thành cặp như trường B. Và ta có:
các cặp electron trong siêu dẫn.
VH/I = RH= B/ne. Đó là trở Hall. Hiệu ứng đó

Tất cả hiện tượng kỳ lạ đó xảy ra trong được gọi là hiệu ứng Hall.
một hệ 2-chiều tại nhiệt độ rất thấp và hiện diện

Hiệu ứng lượng tử Hall nguyên (IQHE,
một từ trường. Electron bị giam giữ trong một
I = integer)
chất rắn nằm ở giao diện của hai bán dẫn.

Số 43 - Tháng 6/2015

13


THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN


Nếu thực hiện thí nghiệm Hall ở nhiệt độ
rất thấp (4K) và áp đặt một từ trường rất mạnh
(10T) vào một hệ electron 2-chiều chúng ta sẽ
phát hiện một sự phụ thuộc nhảy từng bước
của RH với từ trường và RH tại các đoạn bình
nguyên (plateau = đoạn nằm ngang) RH = h/ie2

trong đó i là số nguyên còn h là hằng số Planck.
Đây là hiệu ứng lượng tử Hall nguyên (IQHE),
xem hình số 2.


IQHE có thể hiểu được trên cơ sở chuyển
động lượng tử của các electron trong không gian
2-chiều lúc có mặt từ trường. Tương tác tĩnh điện
(tương tác Coulomb) không đóng vai trò gì ở đây
vì ở đây ta có hiệu ứng các hạt đơn độc.

Còn FQHE không thể hiểu được nếu chỉ
xét các electron đơn độc trong từ trường.

Hiện tượng FQHE có nguyên nhân ở
tương tác giữa các electron. Đây là hiệu ứng liên
hệ nhiều hạt. Siêu chảy và siêu dẫn là những hiện
tượng tương tự. Và để hiểu FQHE cần những ý
tưởng mới.

Phần sau đây trình bày sự hình thành các hạt
phức hơp (composite) giữa electron và từ trường.

Từ electron đến lượng tử thông lượng
(flux quanta)


Trong mô hình cổ điển 2D (2 chiều) các
electron hành xử như những hòn billiard trên mặt
bàn. Trong thuyết lượng tử các electron không

còn được phân biệt với nhau nữa. Và từ trường
Hình 2. Ở đây ta không có sự phụ thuộc tuyến sẽ tạo nên những vòng quay lượng tử (quantized
tính của RH với từ trường như trong hiệu ứng Hall vortice) trong cái biển điện tích. Một vòng quay
cổ điển mà ta thấy xuất hiện những đoạn bình cho một lượng tử thông lượng Φ 0 =h / e của từ
nguyên (plateau-tức đoạn phẳng nằm ngang) trường.
của RH ứng với các đoạn cực tiểu của R. Và năng
lượng tương ứng (mức Landau) là Ei = (i-1/2)
heB/(2 π m) (trong đó i=1,2,3,…,còn m là khối
lượng của electron) tỷ lệ với B. Electron chỉ lấy
những trị số năng lượng đó và không nằm trong
các khe (gap) năng lượng giữa các mức.

Khi electron bị giam giữ trong một không
gian 2 chiều ở nhiệt độ rất thấp và hiện diện từ Hình 3. Các vòng tròn biểu diễn những vòng
trường mạnh thì động năng của chúng trở thành quay, mũi tên biểu diễn lượng tử từ thông (maggián đoạn vì những mức lượng tử Landau.
netic flux quanta). Chú ý Φ 0 = diện tích vòng

Hiệu ứng lượng tử Hall phân số (FQHE, quay × cho B như vậy mỗi vòng quay mang một
lượng tử từ thông.
F = Fractional)

14

Số 43 - Tháng 6/2015


THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN


Bức tranh electron và các vòng quay sẽ thường là số lẻ trừ trong các thừa số lấp đầy như

giúp hiểu mối tương quan (correlation) giữa các 5/2. Trong các trạng thái với ν =1/q giả hạt mang
electron khi có mặt từ trường. Tại tâm mỗi vòng điện tích bằng e/q.
là electron.

Hạt composite

Khi từ trường mạnh lên sẽ có nhiều vòng

Electron + lượng tử từ thông được xem
quay hơn electron. Và năng lượng Coulomb sẽ
như là một thực thể mới gọi là hạt phức hợp (comgiảm bằng cách đặt nhiều vòng quay vào một
posite particle – CP). Từ trường được kết nhập
electron.
vào trong CP. Và dưới quan điểm CP ta không
còn phải chú ý đến từ trường nữa. Ta thấy sự kết
hợp với lượng tử từ thông có thể biến một boson
thành fermion và ngược lại. Một liên tưởng là cặp
Cooper trong siêu dẫn. Một electron kết với một
số chẵn lượng tử từ thông trở thành một fermion
composite FC. Một electron kết với một số lẻ
lượng tử từ thông sẽ thành một boson composite
BC.

Những điều vừa nói chỉ có trong không
gian 2-chiều: ở đây ta thấy một mối liên hệ sâu
sắc giữa không gian và thống kê các hạt.

Hình 4. Quá trình hút giữa electron và vòng quay
tại mức Landau phân số với ν = 1/3 (1 electron
với 3 lượng tử từ thông).

Trong trường hợp FQHE các hạt không
còn là những electron mà là những giả hạt mới lạ
mang điện tích phân số.


Đặt 3 vòng quay trên một electron làm
giảm sức đẩy Coulomb. Sự kết hợp này tạo nên
các hạt phức hợp (composite).

Trên hình 4 ta thấy một electron hút 3
lượng tử từ thông và ta nói rằng thừa số lấp đầy
(filling factor) ν = 1/3 (1 electron với 3 lượng tử
từ thông).

Mỗi trị số của từ trường ứng với một thừa
số lấp đầy (filling factor ν = tỷ số giữa số elecHình 5. Nhiều phân số đã xuất hiện trong RH.
tron và số lượng tử từ thông ), ν = p/q trong đó p
và q là 2 số nguyên không có thừa số chung. Số q
Khối lượng CP không liên quan đến khối

Số 43 - Tháng 6/2015

15


THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN

lượng của electron mà liên quan đến từ trường cả hai trường E và B đều bằng không.

đây là hệ quả của hiệu ứng hệ nhiều hạt.

Theo hiệu ứng AB một hạt mang điện tích
q khi chuyển động theo lộ trình P trong một vùng
với từ trường B = 0 song A ≠ 0 ( B = 0 = ∇ × A)
sẽ thu được một dịch pha:

ϕ=

q
A.dx
 ∫P


Vì vậy hai hạt chuyển động theo 2 lộ trình
khác nhau có cùng điểm đầu và điểm cuối sẽ thu
được một hiệu số pha ∆ϕ xác định bởi từ thông
Hình 6. FQHE tại ν = 5/2 (mẫu số là số chẵn)

Φ B đi qua diện tích nằm giữa 2 lộ trình (theo
định lý Stokes ∇ × A = B ):


Người ta còn phát hiện trạng thái ν = 5/2.
qΦ B
Đây là những trạng thái FQHE đặc biệt vì mẫu số ∆ϕ =

của thừa số lấp đầy lại là số chẵn. Những trạng
thái này xuất hiện trong những hạt gọi là cặp fer-
Có thể quan sát hiệu ứng AB trong thí

mion phức hợp (composite fermion pairs).
nghiệm hai khe: electron khi đi ngang qua 2 khe

Hệ electron 2-chiều trong từ trường mạnh trên hình 7 sẽ gặp nhau trên một màn hình. Bức
đã dẫn đến một vật lý hệ nhiều hạt hoàn toàn mới. tranh giao thoa sẽ xuất hiện nếu một từ trường B
Bị giam giữ trong không gian 2-chiều với sự có được đưa vào trong cuộn solenoid (xem hình 7).
mặt của từ trường, electron đã trình duyệt nhiều
tính chất quan trọng: xuất hiện nhiều trạng thái
electron với các số lượng tử phân số, sự kết dính
với từ thông, xuất hiện nhiều loại hạt tuân theo
hoặc thống kê Boson hoặc thống kê Fermi, khối
lượng có nguồn gốc thuần túy từ tương tác electron-electron. Các electron đã tạo nên những hạt
mang điện tích phân số mà không phải do có sự
tách rời electron thành nhiều phần nhỏ hơn.

Hình 7. Thí nghiệm hai khe để quan sát hiệu ứng

2/ Hiệu ứng AHARONOV-BOHM (viết
Aharonov-Bohm. Hai quỹ đạo sẽ chênh lệch pha
tắt là AB)
với nhau.

Hiệu ứng Aharonov-Bohm là một hiện

Hai quỹ đạo có hai mút đầu và cuối như
tượng lượng tử trong đó một hạt mang điện bị
nhau chỉ tương đương nhau về mặt tô-pô nếu
tác động bởi trường điện từ (E,B) mặc dầu chỉ
trong vùng mà hai quỹ đạo đó quét từ trường B =
chuyển động trong một vùng không gian trong đó

0 song A ≠ 0 (xem hình 8).

16

Số 43 - Tháng 6/2015


THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN



Tài liệu tham khảo


[1] Michael A. Nielsen & Isaac L.Chuang.
Quantum computation and quantum information,
Cambridge
Hình 8. Hai quỹ đạo sẽ không tương đương tô-pô
[2] K.A.Valiev,A.A.Kokin ,Priroda, No
với nhau nếu trong vùng mà chúng giới hạn có 12, 2002
A≠ 0

[3] Alastair I M Rae Quantum mechanics

Hiệu ứng AB là hệ quả của điều kiện buộc

[4] I.V. Bargatin ,B.A. Grishanin, V.N.
rằng vật lý lượng tử phải bất biến đối với điều
Zadkov, Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 7/2001.
kiện chuẩn (gauge) cho thế điện từ, trong đó thế

[5] Nobel Lecture: The fractional quanvector từ (magnetic vector potential) A là một
tum Hall effect, Horst L. Stormer.
thành phần.

Department of Physics and Department
of Applied Physics, Columbia University, New
tial) (tức (Φ, A) ) chứ không phải điện trường E York, New York 10023 and Bell Labs, Lucent
Technologies, Murray Hill, New Jersey 07974
hay từ trường B.
[S0034-6861(99)00704-7]

Hiệu ứng AB chứng tỏ rằng chính các
[6] Aharonov-Bohm effect, Adrian
thế điện từ chứ không phải là từ trường hay điện
trường là những đại lượng cơ bản trong Cơ học Kaminski , 8th of June, 2005
lượng tử.

Trong hiệu ứng Aharonov-Bohm (AB)
quan trọng là thế điện từ (electromagnetic poten-


Hiệu ứng AB chứng tỏ rằng các trường E
và B không chứa đầy đủ các thông tin về trường
điện từ mà ta phải sử dụng thế 4-chiều.


Trong phần III các bạn đọc sẽ thấy khi tết

(braid) quỹ đạo của hai anyon thì chúng thu được
một pha tô-pô tương tự như pha thu được trong

hiệu ứng Aharonov-Bohm.

Xin bạn đọc xem tiếp phần III của bài viết này
vào số sau.
GS. Cao Chi


Số 43 - Tháng 6/2015

17


THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN

CẶP NHẬT ỨNG DỤNG ĐỒNG VỊ PHÓNG
XẠ TRONG CÔNG NGHIỆP

Kỹ thuật hạt nhân và đồng vị phóng xạ ngày càng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp có
hiệu quả, trong vài trường hợp kỹ thuật này cung cấp những thông tin mà những kỹ thuật khác không
thể làm được. Phân tích liên tục và phản hồi kết quả nhanh của kỹ thuật hạt nhân cho thấy tiện ích
của kỹ thuật này cũng như cung cấp số liệu tin cậy và liên tục, giảm chi phí.

1. ỨNG DỤNG ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ
TRONG CÔNG NGHIỆP

lượng thép, xác định bề dày thích hợp của thiếc
và nhôm


Ứng dụng các đồng vị phóng xạ trong

công nghiệp rất rộng lớn. Ứng dụng điển hình là
sử dụng kỹ thuật nguồn kín để tạo ra các hệ thống
đo và tự động hóa trong các dây chuyền sản xuất.
Nhiều kiểu loại đo bề dày dựa trên thực tế là tia
gamma bị suy yếu khi chúng đi xuyên qua vật
liệu. Bằng cách đo số lượng tia gamma, người ta
có thể xác định được bề dày. Qúa trình này được
ứng dụng trong những ngành công nghiệp thông
thường như là:


2. Ngành công nghiệp hàng không: Kiểm
tra những lỗ hổng trong động cơ phản lực



18


3. Ngành xây dựng: Xác định mật độ của
mặt đường và bề mặt bên dưới

4. Công nghiệp dầu khí: Kiểm tra vết nứt
nẻ của các mối hàn đường ống, đo độ phóng xạ
trong các giếng khoan dầu khí


5. Ngành công nghiệp khai thác dầu khí
và khoáng sản: Vẽ đường đồng mức các giếng
1. Ngành công nghiệp ô tô: Kiểm tra chất khoan thử nghiệm và các lỗ khoan

Số 43 - Tháng 6/2015


THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN


6. Ngành công nghiệp cáp: Kiểm tra nứt
Một ứng dụng đặc biệt của NIS là ở nơi
gãy cáp giây trượt tuyết
một đầu thăm dò có mang một nguồn neutron
được hạ xuống trong một lỗ khoan-tại đây bức

7. Đo mức phối liệu, độ ẩm, mật độ của
xạ bị phát tán khi đầu dò chạm đến nền đất xung
các dây chuyền sản xuất điện than, giấy, hóa chất,
quang. Vì hydrogen (là thành phần chủ yếu của
đồ uống, xi măng.
nước) cho đến thời điểm này là nguyên tử tán xạ

Kỹ thuật này cho phép thực hiện đo lường, tốt nhất, số lượng neutron tán trở lại một detector
kiểm tra, thử nghiệm không làm ảnh hưởng đến gắn trong đầu dò là một hàm số của mật độ nước
hệ thống công nghệ, đo trong điều kiện sản xuất trong đất.
thực tế (nhiệt độ, áp suất, độc hại…).

Để đo mật độ đất và hàm lượng nước, một

2. CẶP NHẬT MỘT SỐ KỸ THUẬT
thiết bị di động với americium-241-beryllium tạo
ra tia gamma và neutron-tia này và neutron xuyên

1/ Các kỹ thuật Neutron cho phân tích
qua một mẫu đất để tới một detector (Các neutron

Neutron từ một lò phản ứng nghiên cứu
phát sinh ra từ các hạt alpha tương tác với Be-9).
có thể tương tác với các nguyên tử trong một mẫu
Ứng dụng kỹ thuật này một cách tinh vi hơn đang
vật tạo ra phát xạ tia gamma, những tia này-khi
được thực hiện tại các lỗ khoan thăm dò.
phân tích để xác định năng lượng đặc trưng và
2/ Các kỹ thuật tia Gamma & X trong
cường độ-sẽ xác định ra chủng loại và số lượng
các nguyên tố hiện hữu. Hai kỹ thuật neutron phân tích
chính đang được sử dụng hiện nay là Thermal
Neutron Capture (TNC) và Neutron Inelastic
Scattering (NIS). TNC xuất hiện ngay tức thì sau
khi một neutron năng lượng thấp bị một hạt nhân
hấp thụ, NIS diễn ra ngay khi một neutron nhanh
va chạm với một hạt nhân.


Sự lan truyền hay tán xạ tia gamma có thể
được sử dụng để xác định trực tuyến hàm lượng
tro trên băng truyền. Sự tương tác tia gamma phụ
thuộc vào số lượng nguyên tử, và tro có số lượng
nguyên tử lớn hơn là than. Phổ năng lượng của tia
gamma-những tia này đã phát tán không đàn hồi

Hầu hết các máy phân tích thương mại sử từ than-có thể đo được (Compton Profile Analydụng nguồn neutron californium-252 cùng với sis) để xác định ra hàm lượng tro.

thiết bị detector sodium iodide và chủ yếu nhạy
Tia X từ một nguyên tố phóng xạ có thể
cảm với những phản ứng TNC. Những máy phân tạo ra tia X phát huỳnh quang từ những vật liệu
tích khác sử dụng nguồn Am-Be-241 và thiết không phóng xạ khác. Năng lượng từ những tia X
bị detector bismuth germanate, thiết bị này có huỳnh quang phát ra có thể xác định sự hiện diện
cấu hình của cả hai kỹ thuật TNC và NIS. Phản các nguyên tố trong vật liệu, và cường độ năng
ứng NIS đặc biệt hữu hiệu đối với các nguyên lượng có thể chỉ ra số lượng của mỗi nguyên tố.
tố như là C, O, Al & Si, các nguyên tố này có

Kỹ thuật này được sử dụng để xác định
một tiết diện ngang thu tóm neutron năng lượng
mức độ tập trung nguyên tố trong quy trình làm
thấp. Thiết bị như vậy được sử dụng cho một loạt
giàu khoáng sản. Đầu dò có chứa đồng vị phóng
phân tích trong các ngành công nghiệp xi măng,
xạ và một detector được gắn trực tiếp vào trong
khoáng sản và than.

Số 43 - Tháng 6/2015

19


THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN

dòng huyền phù. Tín hiệu từ đầu dò được xử lý
sẽ cho biết độ tập trung của các nguyên tố đang
được giám sát, và có thể đo được độ đậm đặc của
huyền phù. Các nguyên tố được phát hiện theo
cách này là sắt, nickel, đồng, kẽm, thiếc và chì.

thông tin ống” đem một nguồn phóng xạ kín vào
bên trong đường ống tới chỗ có mối hàn. Tại đó,
nguồn phóng xạ được cho phơi chiếu từ xa và
tạo ra một ảnh phóng xạ của mối hàn trên phim.
Phim này sau đó được tráng rửa và kiểm tra xem
có những lỗ thủng trong mối hàn không.


Nhiễm xạ tia X (XRD) là một kỹ thuật
khác được áp dụng để phân tích trực tuyến nhưng
Tia X có thể được sử dụng khi nguồn điện
không dùng các đồng vị phóng xạ.
có ở đó và vật thể cần được kiểm tra bằng nguồn
tia X có thể đưa được tới nguồn tia X và chụp ảnh
3/ Chụp ảnh phóng xạ Gamma
phóng xạ. Đồng vị phóng xạ có lợi thế lớn là có

Chụp ảnh phóng xạ gamma giống như thể đem đến tận nơi cần kiểm tra và không cần có
máy chiếu kiểm tra hành lý bằng tia X ở sân bay. nguồn điện. Tuy nhiên, không đơn giản chỉ có thể
Lẽ ra cần máy cồng kềnh để tạo ra tia X, kỹ thuật ngắt nguồn gamma, mà phải giữ kín nguồn trong
này tạo ra tia X bằng một viên vật liệu phóng xạ lúc sử dụng và khi không sử dụng.
nhỏ bé đựng trong một viên nang titanium kín.

Thử nghiệm không phá hủy là một mở
Viên nang được đặt vào một phía của đồ vật rộng ứng dụng của chụp ảnh phóng xạ gamma
được chiếu kiểm tra, phim được đặt ở phía bên để kiểm tra sản phẩm và vật liệu. Ví dụ, ytterkia. Tia gamma, giống như tia X, đi xuyên qua bium-169 kiểm tra thép dày tới 15 mm và hợp
đồ vật và tạo ra một hình ảnh trên phim. Giống kim nhẹ tới 45 mm, trong khi iridium-192 được
như tia X cho thấy chỗ gãy xương, tia gamma cho sử dụng đối với thép dày từ 12 đến 60 mm và hợp
thấy những lỗ hổng, thiếm khuyết trong vật kim kim nhẹ tới 190 mm.

loại đúc hay môi hàn. Kỹ thuật cho phép các cấu
4/ Đo lường
phần quan trọng được kiểm tra các khuyết lỗi bên
trong mà không làm hư hỏng cấu phần.

Cường độ của bức xạ từ một đồng vị bị
giảm đi khi qua vật thể đặt giữa nguồn phóng xạ

Nguồn gamma dễ dàng vận chuyển hơn
và một detector. Detector được sử dụng để đo sự
là thiết bị tia X, như vậy ứng dụng tia gamma
suy giảm này. Nguyên lý này có thể được dùng
chắc chắn thuận lợi nhiều nhất là ở những vùng
để đánh giá sự hiện diện hoặc thiếu vắng, hoặc
xa xôi hẻo lánh. Trong khi nguồn tia X phát ra
ngay cả để đo số lượng hoặc mật độ của vật liệu
một băng bức xạ rộng, nguồn gamma chỉ phát
đặt giữa nguồn và detector. Tính ưu việt của việc
ra vài bước sóng riêng rẽ. Nguồn gamma cũng
sử dụng nguyên lý này để tiến hành việc xác định
có thể là nguồn năng lượng cao hơn nhiều so với
hoặc đo lường là không có sự tiếp xúc với vật thể
các nguồn khác ngoại trừ thiết bị tia X đắt tiền
cần đo.
nhất, và vì vậy kỹ thuật này có một lợi thế cho
chụp ảnh phóng xạ. Tại những chỗ có vết hàn của
Nhiều ngành công nghiệp chế biến sử
đường ống dẫn khí hoặc dầu, người ta đặt một dụng phương pháp đo cố định bằng tia gamma
phim đặc biệt trên mối hàn ở phía ngoài đường để giám sát và kiểm tra dòng các chất chảy trong
ống. Một máy gọi là “máy bánh xích thu thập đường ống, tháp chưng cất, v.v…

20

Số 43 - Tháng 6/2015


THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN


Chiều cao của than trong một phễu có
thể được xác định bằng cách đặt những nguồn
gamma năng lượng cao tại các độ cao khác nhau
dọc theo một bên, hướng các chùm tia ngang qua
phễu nạp than. Các detector được đặt đối diện với
nguồn sẽ ghi nhận sự dán đoạn của chùm tia và
như vậy xác định mức than trong phễu. Sử dụng
các đồng vị phóng xạ để đo đồng mức như vậy rất
phổ biến trong công nghiệp.


Sau đây là một số đồng vị phóng xạ được
ứng dụng trong công nghiệp:


3. ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ CÔNG
NGHIỆP

nào có dầu mỏ.

Các đồng vị xuất hiện tự nhiên:


Carbon-14: Là một công cụ nghiên cứu
quan trọng. Được sử dụng để xác định tuổi đời
của gỗ và các vật liệu chứa carbon khác (tới
20.000 năm) và nước ngầm (tới 50.000 năm).
Trong nghiên cứu dược phẩm, được sử dụng là
chất đánh dấu để đảm bảo là dược phẩm được

Các máy sản xuất phim plastic sử dụng
chuyển hóa không tạo ra sản phẩm phụ gây nguy
đồng vị để đo bề dày của phim plastic bằng hạt
hại. Cũng được sử dụng trong nghiên cứu vi sinh,
beta. Phim chạy với tốc độ cao giữa một nguồn
nông nghiệp, kiểm soát môi trường.
phóng xạ và một detector. Cường độ tín hiệu deChlorine-36: Được sử dụng để đáng giá
tector được sử dụng để kiểm tra bề dày của phim
các nguồn chloride và tuổi đời của nước (tới 2
plastic.
triệu năm).

Trong sản xuất giấy, phương pháp đo beta
Lead-210: Được sử dụng để xác định
được sử dụng để giám sát bề dày của giấy ở tốc
thời gian hình thành lớp cát và đất tới 80 năm.
độ tới 400 m/s.
Tritium (H-3): Được sử dụng để xác định nước

Khi cường độ bức xạ từ một đồng vị
ngầm “non trẻ” (tới 30 năm).
phóng xạ bị giảm đi khi chùm tia đi qua vật thể
Đồng vị phóng xạ nhân tạo:
nằm trong chùm tia, vài bức xạ phát tán trở lại
nguồn bức xạ. Lượng bức xạ phát tán này liên
Americium-241: Được sử dụng để xác
quan đến số lượng vật thể nằm trong chùm tia, định tán xạ trở lại, trong nhiều detector khói, để
thực tại này được sử dụng để đo các đặc trưng của đo mức độ chì độc hại trong các mẫu sơn khô,
vật thể, cụ thể là để đo bề dày phủ lên bề mặt của xác định chiều cao nạp liệu và hàm lượng tro, xác
vật thể.
định bề dày lá thép các và giấy, và giúp tìm ra nơi

Cadmium-109: Được sử dụng để phân

Cho tới nay các nhà khoa học xác định tích hợp kim kim loại trong kiểm tra hàng tồn
được khoảng 1.800 đồng vị phóng xạ, trong đó kho và phân loại kim loại phế.
có tới 200 đồng vị đang được sử dụng, hầu hết là
Caesium-137: Được sử dụng cho kỹ
đồng vị nhân tạo, sử dụng thường xuyên nhất là thuật đánh dấu phóng xạ để nhận dạng sói mòn
nguồn đồng vị: phát hạt alpha Po-210, Pu-239 và đất và dịch chuyển đất, xác định mật độ và mức
Am-241; phát hạt beta Kr-85, Sr-90, Pm-147 và độ chiều cao nạp liệu. Cũng để khử trùng gamma
Tl-240; phát gamma Co-60, Cs-137, Tm-170 và có cường độ thấp. Để điều trị u biếu ung thư, xác
Am-241; phát neutron Ra-Be, Po-Be và Am-Be. định liều thuốc chuẩn cho dược chất phóng xạ, để

Số 43 - Tháng 6/2015

21

THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN

đo và kiểm tra dòng chảy trong đường ống dầu, ảnh phóng xạ gamma để định vị những lỗ hổng,
xác định nơi nào giếng dầu bị cát xâm lấn.
khuyết tật trong chi tiết kim loại như mối hàn của
ống dẫn dầu và khí, nồi hơi, các chi tiết máy bay

Californium-252: Được sử dụng để kiểm
điều trị brachy, chiễu xạ u biếu.
tra hành lý giấu chất nổ, đo hàm lượng ẩm của đất
trong làm đường giao thông và xây dựng, đo độ
Iron-55: Được sử dụng để phân tích các
ẩm của vật liệu lưu giữ dưới đất.
dung dịch mạ phủ và để phát hiện khí sulphur
trong không khí, trong nghiên cứu chuyển hóa.

Chromium-51: Được sử dụng để đánh
dấu cát trong nghiên cứu sói mòn bờ biển, cũng
Krypton-85: Được sử dụng trong đo
là chất đánh dấu trong nghiên cứu máu.
lường công nghiệp như đo bề dày của lá nhựa
mỏng, thép, cao su, vải và giấy, trong đèn

Cobalt-60, Lanthanum-140, Scandichỉ dẫn của máy giặt, máy sấy, thiết bị steum-46, Silver-110m, Gold-198: Được sử dụng
reo, máy cà phê, đo mức độ bụi và ô nhiễm.
cùng nhau trong các lò thổi để xác định thời gian
Manganese-54: Được sử dụng để dự đoán trạng
lưu trú và để định lượng năng suất trong việc xác
thái của các thành phần kim loại nặng trong các
định chế độ vận hành lò.

dòng thải từ nước thải khai thác mỏ.

Cobalt-60: Được sử dụng rộng rãi cho

Nickel-63: Được sử dụng trong bộ cảm
khử trùng gamma như khử trùng dụng cụ giải
biến nhẹ của máy ảnh và màn hình plasma, trong
phẫu, chụp ảnh phóng xạ công nghiệp, xác định
bộ ngăn chặn việc rã điện và trong các detector
mật độ và mức độ chiều cao nạp liệu, nâng cao
thu electron để đo bề dày, phát hiện nổ, điều áp và
độ an toàn và độ tin cậy của chất đốt dầu nhiên
bảo vệ tăng dòng điện trong thiết bị điện tử, trong
liệu công nghiệp, điều trị ung thư, chiếu xạ thực
detector thu nạp electron cho sắc khí khí đốt.
phẩm, đo lường.

Plutonium-238: Được NASA sử dụng

Curium-244: Được sử dụng để phân tích
trong thiết bị vũ trụ từ 1972.
vật liệu khai quật từ các hầm hố và chất bùn từ
việc khoan đất.

Polonium-210: Được sử dụng để làm
giảm tĩnh điện của phim chụp ảnh và các vật liệu

Gold-198, Technetium-99m: Được sử
khác.
dụng để nghiên cứu chuyển động nước thải và

chất thải lỏng, cũng như là truy tìm nước thải nhà
Promethium-147: Được sử dụng trong
máy gây ô nhiễm biển, và truy tìm chuyển dịch chăn điện, đo bề dày tấm plastic, thép, cao su,
cát trong đáy sông và bờ biển.
vải, giấy.

Gold-198: Được xử dụng để đánh dấu cát
Radium-226: Để làm thanh gậy phát sáng.
trong nghiên cứu sói mòn bờ biển.

Selenium-75: Được sử dụng trong chụp

Hydrogen-3 (Tritiated Water): Được sử ảnh phóng xạ gamma và thử nghiệm không phá
dụng là chất đánh dấu trong nghiên cứu nước thải hủy.
và chất thải lỏng.

Sodium-24: Được sử dụng để xác định rò

Iridium-192: Được sử dụng trong chụp rỉ đường ống và trong nghiên cứu giếng dầu.

22

Số 43 - Tháng 6/2015


THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN


Sulphur-35: Được sử dụng làm thiết bị
Tài liệu tham khảo:

khảo sát của các trường học, cơ quan quản lý

1.
/>khẩn cấp và quân sự, cảm biến trong sản xuất
Non-Power-Nuclear-Applications/Radioisothuốc lá và điều trị bệnh.
topes/Radioisotopes-in-Industry/

Strontium-90: Được sử dụng trong đo

2. Radioisotopes Commonly Used in Delường công nghiệp.
vices by Industry From transmittal letter to Presi
Thallium-204: Được sử dụng trong đo dent of EPACT
lường công nghiệp, đo mức độ bụi và ô nhiễm

3. Radioactive Source Protection and Secủa giấy lọc, đo bề dầy lá plastic, lá kim loại, vải
curity Task Force Report.
và giấy.

4. The Regulation and Use of Radioiso
Thoriated Tungsten: Được sử dụng làm
topes in Today’s World (NUREG/BR-0217, Rev.
que hàn điện trong ngành xây dựng, hàng không,
1), U.S. Nuclear Regulatory Commission.
chế biến thực phẩm, hóa dầu. Vật liệu này dễ khởi
5. Nguyễn Nhị Điền, Viện NCHN Đà Lạt:
đầu, ổn định hồ quang điện và ít nhiễm kim loại.
Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân và đồng vị phóng xạ

Thorium-229: Giúp kéo dài tuổi thọ đèn
phục vụ chương trình phát triển kinh tế-xã hội,

fluorescent.

Thorium-230: Tạo mầu sắc và fluores- es/books/kyyeu/UNGDUNGKYTHUATHATcence trong vật liệu thủ tinh và men nhuộm mầu. NHAN24.HTM

Tritium (H3): Được sử dụng làm chất tự
phát sáng trên máy bay, tín hiệu lối thoát, quay số
phát sáng, dạ quang đồng hồ, sơn phát sáng, cho
tìm kiếm địa chất và thủy văn.

Uranium-235: Là nhiên liệu cho điện hạt
nhân và các hệ thống đẩy hạt nhân hải quân, và để
làm hàng thủy tinh fluorescent, men nhuộm mầu
và ngói lợp.

Ytterbium-169: Được sử dụng trong
chụp ảnh phóng xạ gamma và thử nghiệm không
phá hủy.

Zinc-65: Được sử dụng để dự báo trạng
thái của các thành phần kim loại nặng trong dòng
chảy từ nước thải khai thác mỏ.
Trần Minh Huân

Số 43 - Tháng 6/2015

23