tìm hiểu về viện nghiên cứu hạt nhân đà lạt

Mặc dù Trung tâm nghiên cứu nguyên tử Đà Lạt cũng đã tập hợp được một số cán bộ, nhân viên vào các bộ phận vật lý lò, kiểm xạ lò, điện tử, vật lý hạt nhân, hóa học phóng xạ và sinh học p

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA SƯ PHẠM

BỘ MÔN SƯ PHẠM VẬT LÝ

TÌM HIỂU VỀ VIỆN NGHIÊN CỨU HẠT NHÂN ĐÀ LẠT

Luận văn tốt nghiệp Ngành: SƯ PHẠM VẬT LÝ-TIN HỌC

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

Ths.GVC Hoàng Xuân Dinh Nguyễn Ngọc

Mã số SV: 1110250

Lớp: Sư phạm Vật lý-Tin học Khóa 37

Cần Thơ, Năm 2014

Trang 2

Lời Cảm Ơn!

Trong quá trình hoàn thành luận văn ngoài sự nỗ lực hết mình của bản thân, em còn nhận được sự giúp đỡ thấu đáo, tận tình của thầy Hoàng Xuân Dinh - Giảng viên hướng dẫn Em xin gửi lời tri ân cao quý nhất đến Thầy

Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Thầy Nguyễn Hữu Khanh Thầy đã gợi ý, chỉ dẫn hướng nghiên cứu cho em trong lúc khởi đầu nhận

đề tài

Qua đây, em cũng bày tỏ nỗi niềm biết ơn sâu sắc đến tất cả quý thầy cô đã giảng dạy em trong suốt gần 4 năm qua Chính quý thầy cô đã giúp em có đủ niềm tin và nghị lực, kiến thức và kinh nghiệm để hoàn thành luận văn trước khi ra trường

Em chân thành cảm ơn !

Trang 3

i

MỤC LỤC

Phần MỞ ĐẦU.………

1.1 Lý do chọn đề tài

1.2 Mục đích đề tài

1.3 Giới hạn đề tài

1.4 Phương pháp và phương tiện thực hiện

1.5 Các bước thực hiện

Phần NỘI DUNG

Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VIỆN NGHIÊN CỨU HẠT NHÂN ĐÀ LẠT

1.1 Lịch sử hình thành và phát triển

1.1.1 Trước năm 1975

1.1.2 Sau năm 1975

1.2 Cơ cấu tổ chức và cơ sở vật chất ………

1.2.1 Cơ cấu tổ chức………

1.2.2 Cơ sở vật chấ t………

1.3 Vị trí sứ mệnh………

1.4 Hợp tác quốc tế về khoa học và công nghệ………

1.5 Những thành tựu đạt được………

1.5.1 Đóng góp cho y tế và các ngành sinh học, nông nghiệp………

1.5.2 Phục vụ phân tích cho các ngành địa chất, dầu khí, môi trường và xuất khẩu nông sản

1.5.3 Phục vụ quan trắc và đánh giá tác động môi trường………

1.5.4 Một số lĩnh vực khác………

1.5.5 Hiệu quả về đào tạo đội ngũ cán bộ ………

1.5.6 Huân chương………

1.6 Hướng đi mới trong tương lai

Chương 2: CẤU TRÚC LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ĐÀ LẠT…

2.1 Các mốc thời gian quan trọng………

2.2 Cấu tạo và hoạt động……….………

2.2.1 Cấu tạo lò IVV-9………

2.2.2 Các thông số cơ bản………

2.2.3 Hoạt động………

2.3 An toàn hạt nhân và các biện pháp đảm bảo an toàn lò phản ứng………

2.3.1 Hệ thống điều khiển bảo vệ lò phản ứng………

2.3.2 Đảm bảo nghiêm ngặt chế độ vận hành và khai thác lò phản ứng………

2.3.3 Đảm bảo nghiêm ngặt chế độ tải nhiệt vùng hoạt động và các thông số làm nguội trong lò………

2.3.4 An toàn phóng xạ………

2.3.5 An toàn hạt nhân………

Chương 3: MỘT SỐ ỨNG DỤNG KỸ THUẬT CỦA LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ĐÀ LẠT………

3.1 Sản xuất đồng vị phóng xạ phục vụ cho các ngành và nghiên cứu đào tạo…………

3.1.1 Phục vụ ngành Y tế………

3.1.1.1 Chẩn đoán và điều trị bệnh về tuyến giáp bằng phương pháp phóng xạ………

3.1.1.2 Chẩn đoán bệnh thận bằng phương pháp phóng xạ………

3.1.1.3 Xạ phẫu u não bằng dao gamma………

1

2

3

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

20

21

23

27

28

28 Trang

Trang 4

ii

3.1.1.4 Chữa bệnh bằng phương pháp chiếu xạ (bức xạ, xạ trị)………

3.1.2 Phục vụ trong công nghiệp ………

3.1.2.1 Trong công nghiệp khai thác dầu khí ………

3.1.2.2 Trong công tác thăm dò địa chất………

3.1.2.3 Sử dụng các nguyên tử đánh dấu trong công nghiệp………

3.1.2.4 Phân tích kích hoạt………

3.1.2.5 Chụp ảnh gamma (Gammagraphy) ………

3.1.3 Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong nông nghiệp………

3.1.3.1 Chiếu xạ gamma (Gamma Irradiation)………

3.1.3.2 Trồng khoai tây bằng hạt nhân tạo………

3.1.3.3 Kỹ thuật trồng hoa trong ống nghiệm………

3.1.3.4 Đột biến phóng xạ và những cây, con giống mới………

3.1.3.5 Gây đột biến để tạo giống lúa có năng suất và chất lượng tốt

3.2 Dịch vụ phân tích thành phần nguyên tố trong các loại mẫu để phục vụ nhu cầu của các ngành………

3.3 Phục vụ các nghiên cứu cơ bản và đào tạo nguồn nhân lực………

3.3.1 Nghiên cứu về vật lý kỹ thuật lò………

3.3.2 Nghiên cứu trên kênh ngang lò phản ứng………

3.3.3 Hoạt động đào tạo nguồn nhân lực………

3.4 Các ứng dụng khác………

3.4.1 An toàn bức xạ và các hoạt động có liên quan………

3.4.2 Nghiên cứu môi trường và các quá trình tự nhiên………

3.4.3 Nghiên cứu ứng dụng công nghệ bức xạ………

3.4.4 Sản xuất thiết bị điện tử hạt nhân………

3.4.4.1 Máy kiểm soát liều khu vực………

3.4.4.2 Máy phân tích biên độ 4 cửa sổ dùng detector nhấp nháy………

Phần KẾT LUẬN………

TÀI LIỆU THAM KHẢO

30

31

32

34

35

37

39

40

41

42

44

45

46

49

51

53

55

Trang 5

Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh

Tổ máy hạt nhân đầu tiên là lò graphit nước nhẹ 5 MW tại Obninsk của Nga, bắt đầu hoạt động năm 1954 và ngừng hoạt động ngày 30/4/2002 Calder hall tại Anh là nhà máy điện hạt nhân quy mô công nghiệp đầu tiên trên thế giới bắt đầu vận hành năm 1956 và đóng cửa tháng 3 năm 2003 Phát triển điện hạt nhân chủ yếu nhằm mục tiêu phát triển khoa học công nghệ và xây dựng tiềm lực hạt nhân bảo đảm an ninh quốc gia Giai đoạn 1970 - 1980, nhiều quốc gia đẩy nhanh tốc độ phát triển điện hạt nhân khi công nghệ đã được thương mại hoá cao và do khủng hoảng dầu

mỏ Tỷ trọng điện hạt nhân toàn cầu tăng gần hai lần, từ 9% lên 17% Lò Unterwesr 1.350 MW ở Đức bắt đầu sản xuất điện từ năm 1978 và đến nay tổng sản lượng điện là 221,7 tỷ kWh, nhiều hơn so với bất kỳ lò nào khác

Ở Việt Nam, lĩnh vực hạt nhân cũng được đầu tư rất sớm cụ thể là vào những năm 60 của thế kỷ XX, với sự giúp đỡ của Hoa Kỳ, viện nghiên cứu hạt nhân đầu tiên của Việt Nam đã ra đời, lấy tên là Trung tâm nghiên cứu nguyên tử Đà Lạt và cũng tiến hành xây dựng một lò phản ứng hạt nhân tại đây Lò phản ứng hạt nhân

Đà Lạt là lò phản ứng nghiên cứu đầu tiên và duy nhất của Việt Nam cho tới ngày nay Lò phản ứng này đã đạt được nhiều thành tựu có ý nghĩa to lớn trong nhiều lĩnh vực và là tiền đề rất quan trọng cho ngành công nghiệp hạt nhân nước ta trong tương lai Đó là lý do em chọn đề tài “ Tìm hiểu về Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt ”

2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

Tìm hiểu về lịch sử hình thành, phát triển, thành tựu đạt được và ứng dụng của Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt vào các lĩnh vực trong đời sống sản xuất

3 GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI

Đề tài chỉ tìm hiểu thông qua các tài liệu sách, báo và trên internet, không đến trực tiếp Viện

4 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN

- Thu thập tài liệu từ sách, báo, mạng internet

- Phân tích, chọn lọc và tổng hợp những tài liệu đã thu thập

- Hỏi ý kiến của giáo viên hướng dẫn, một số thầy cô bộ môn về một số vấn đề

có liên quan đến đề tài

5. CÁC BƯỚC THỰC HIỆN

- Nhận đề tài từ giáo viên hướng dẫn

- Thu thập tài liệu và làm đề cương

- Nộp đề cương

- Soạn bản thảo và nộp lên thầy hướng dẫn góp ý

- Hoàn chỉnh luận văn

- Báo cáo luận văn

Trang 6

1.1.1 Giai đọan trước năm 1975

Viện nghiên cứu Hạt nhân (NCHN) Đà Lạt (Hình 1.1) là một cơ quan nghiên cứu thuộc Viện năng lượng nguyên tử Việt Nam, nằm tại số 1 đường Nguyên Tử Lực, thành phố Đà Lạt

Vào năm 1961, chính quyền Việt Nam Cộng Hòa cho thành lập Trung tâm nghiên cứu nguyên tử Đà Lạt tại một khu vực có diện tích 21,34 hecta bên đường Nguyên Tử Lực, phía Đông Bắc trung tâm TP Đà Lạt Đây là một công trình do chính phủ Hoa

Kỳ tài trợ Kiến trúc sư Ngô Viết Thụ cùng các kiến trúc sư phụ tá Nguyễn Mỹ Lộc, Phạm Quỳnh Lân và Vũ Tòng chịu trách nhiệm thiết kế công trình

Lò phản ứng TRIGA Mark II hay IVV-9 với công suất 250 kW do hãng General Atomic của Hoa Kỳ chế tạo bắt đầu hoạt động vào tháng 3 năm 1963 Mục tiêu chính của

lò khi đó là nghiên cứu, huấn luyện và sản xuất đồng vị Mặc dù Trung tâm nghiên cứu nguyên tử Đà Lạt cũng đã tập hợp được một số cán bộ, nhân viên vào các bộ phận vật lý

lò, kiểm xạ lò, điện tử, vật lý hạt nhân, hóa học phóng xạ và sinh học phóng xạ để vận hành, sử dụng lò phản ứng TRIGA Mark II nhưng do việc đầu tư thiếu đồng bộ nên trong

Hình 1.1: Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt

Trang 7

SVTH : Nguyễn Ngọc MSSV:1110250 3

khoảng thời gian 5 năm 1963 - 1968, hoạt động khai thác lò phản ứng chưa mang lại những lợi ích, hiệu quả cụ thể Giai đoạn 1968 - 1975, lò phản ứng hầu như không hoạt

động Trước ngày tiếp quản, tất cả các bó nhiên liệu của lò TRIGA Mark II đã được

chuyển ra khỏi Việt Nam trả về Hoa Kỳ nên lò không còn khả năng hoạt động

1.1.2 Giai đọan sau năm 1975

Với sự giúp đỡ của Liên Xô, ngày 15/3/1982, công trình khôi phục và mở rộng lò phản ứng được khởi công Sau 20 tháng thi công khẩn trương, lò phản ứng với tên mới là IVV-

9 còn gọi theo địa danh là lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt, công suất 500 kW được nạp nhiên liệu loại VVR - M2 có độ giàu cao (36% U - 235) và đạt trạng thái tới hạn lần đầu vào lúc 19: 50 ngày 01/11/1983 Ngày 20/3/1984, lò phản ứng được chính thức đưa vào vận hành với công suất danh định 500 kW, gấp 2 lần so với lò TRIGA Mark II trước đây

Sau lễ khánh thành và chính thức đi vào hoạt động, ngày 11/6/1984 Viện NCHN Đà Lạt trở thành đại diện cho một ngành bao gồm cả chức năng hoạch định chính sách, quản

lý và nghiên cứu Tới đầu năm 1989, cơ cấu tổ chức của Viện được thực hiện đầy đủ và

do đó Chính phủ đồng ý cho phép Viện dùng tên đối ngoại là Ủy ban Năng lượng nguyên

tử Việt Nam (Vietnam Atomic Energy Commission) 3/1984 đến nay lò phản ứng hoạt động cho các mục đích: sản xuất đồng vị phóng xạ, phân tích kích hoạt nơtron, nghiên cứu cơ bản và ứng dụng, triển khai các tiến bộ khoa học kỹ thuật hạt nhân vào các ngành kinh tế - xã hội, huấn luyện và đào tạo cán bộ

Viện NCHN Đà Lạt – trung tâm nghiên cứu sâu về hạt nhân nguyên tử đã tham gia một số hiệp ước quốc tế liên quan đến hạt nhân như:

- Hiệp ước cấm phổ biến vũ khí hạt nhân (NPT) năm 1982

- Hiệp định Thanh sát (SA) kí năm 1989 phê chuẩn năm 1990

- Hiệp ước cấm thử vũ khí hạt nhân toàn diện (CTBT) kí năm 1996 phê chuẩn năm

2006

- Hiệp ước về khu vực Đông Nam Á không vũ khí hạt nhân năm 1997

- Công ước về thông báo nhanh trong trường hợp sự cố hạt nhân năm 1987

- Công ước về trợ giúp trong trường hợp có tai nạn hạt nhân hay sự cố phóng xạ khẩn cấp năm 1987

- Bộ quy tắc ứng xử về an toàn và an ninh nguồn phóng xạ, và hướng dẫn bổ sung về xuất nhập khẩu nguồn phóng xạ (gửi chấp nhận đến IAEA ngày 11/8/2006)

- Nghị định thư bổ sung (AP) kí ngày 10/8/2007

1.2 CƠ CẤU TỔ CHỨC VÀ CƠ SỞ VẬT CHẤT

1.2.1 Cơ cấu tổ chức

Sơ đồ tổ chức Viện gồm có ban lãnh đạo Viện chịu trách nhiệm chung về hoạt động của Viện và nhiệm vụ được giao, báo cáo tình hình hoạt động của Viện lên cấp trên theo chu kì, giám sát điều hành các cơ quan trực thuộc ban lãnh đạo Viện

Các phòng ban và các trung tâm: làm tốt công việc của phòng, trung tâm mình theo chức năng nhiệm vụ, chịu trách nhiệm việc điều hành hoạt động của cơ quan mình trước ban lãnh đạo Viện (Hình 1.2 là sơ đồ tổ chức Viện hiện nay, gồm ban lãnh đạo Viện và các cơ quan trực thuộc.) (Hình 1.3 là chân dung của các nhà lãnh đạo Viện qua các thời kỳ.)

Trang 8

Hình 1.2: Sơ đồ tổ chức Viện hiện nay

Trang 9

1.2.2 Cơ sở vật chất

Được sự quan tâm của nhà nước và sự giúp đỡ của quốc tế cở sở vật chất của Viện trong những năm qua không ngừng được đổi mới và nâng cấp Cơ sở lớn nhất của Viện hiện nay là lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt và các phòng thí nghiệm chuyên đề xung quanh lò về sản xuất đồng vị phóng xạ, phân tích, điện tử, sinh học, an toàn, vật

lý hạt nhân, xử lý chất thải hạt nhân,…Viện có 3 thiết bị chiếu Co-60 với các quy mô khác nhau đã góp phần đẩy mạnh hướng nghiên cứu và ứng dụng công nghệ bức xạ ở

Hình 1.3: Lãnh đạo Viện qua các thời kì

Trang 10

Việt Nam Các phòng thí nghiệm về ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong công nghiệp, nông nghiệp, thủy văn đồng vị, an toàn bức xạ và môi trường đã được xây dựng tại Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh Một số thiết bị thí nghiệm của Viện đã đạt trình độ quốc tế như hệ khối phổ kế và phân tích ICP-MS Hệ thống các phòng thí nghiệm và

cơ sở sản xuất trong lĩnh vực công nghệ xạ hiếm đã được xây dựng với các thiết bị lớn như pilot xử lý monazit 60 tấn/năm

Cơ sở vật chất chính của viện bao gồm:

- Lò phản ứng hạt nhân với công suất 500 kW với các kênh thực hiện và hệ thống công nghệ đi kèm

- Các thiết bị chiếu Co-60 kCi phục vụ chiếu

- Hệ máy phát tia tử ngoại phục vụ nghiên cứu và triển khai kỹ thuật phủ láng bề mặt

- Cở sở phục vụ nghiên cứu, sản xuất đồng vị phóng xạ và dược chất đánh dấu

- Các phòng thí nghiệm đo đạc phổ bêta, gamma, tia X, anpha đặc biệt là các hệ thiết bị đo hoạt độ thấp

- Các phòng thí nghiệm phân tích, định lượng các đồng vị nguyên tố, hợp phần trong mẫu vật bằng kỹ thuật phân tích hạt nhân

- Phòng thí nghiệm kỹ thuật đánh dấu trong công nghiệp

- Phòng thí nghiệm nuôi cấy mô thực vật và sinh học phóng xạ

- Phòng thí nghiệm chuẩn liều chiếu ngoại

- Phòng thí nghiệm đo liều chiếu trong và chiếu ngoài

- Cơ sở quản lý thải phóng xạ lỏng và rắn

- Phòng nghiên cứu chế tạo và bảo dưỡng thiết bị điện tử hạt nhân

- Trạm quan trắc môi trường ở Đà Lạt và thành phố Hồ Chí Minh

- Cở sở 1 bao gồm lò phản ứng và các phòng thí nghiệm liên quan, cơ sở 2 gồm trung tâm đào tạo phòng thí nghiệm công nghệ sinh học

1.3 VỊ TRÍ SỨ MỆNH

Nhiệm vụ hàng đầu mà đất nước giao phó cho Viện NCHN Đà Lạt là quản lý kỹ thuật, vận hành an toàn, khai thác có hiệu quả lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt và các thiết bị khoa học và công nghệ khác để phục vụ nghiên cứu khoa học, dịch vụ kỹ thuật, chuyển giao công nghệ và đào tạo nguồn nhân lực phục vụ các ngành khoa học và công nghệ hạt nhân

Qua đó, hoạt động của Viện tập trung vào cả nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng Cụ thể là nghiên cứu cơ bản trong các lĩnh vực Vật lý hạt nhân, Vật lý lò phản ứng, các lĩnh vực Hóa phân tích, Hóa bức xạ, Hóa phóng xạ, Sinh học phóng xạ, môi trường

và các kỹ thuật đo liều lượng bức xạ Bên cạnh đó là các nghiên cứu phát triển, nghiên cứu ứng dụng, dịch vụ kỹ thuật và sản xuất kinh doanh trong các lĩnh vực điều chế đồng

vị và dược chất phóng xạ, phân tích thành phần và nguyên tố trong các loại mẫu, Công nghệ bức xạ, Công nghệ sinh học, đánh giá tác động môi trường, sản xuất thiết bị và các lĩnh vực liên quan nhằm phát triển ứng dụng kỹ thuật hạt nhân và năng lượng nguyên tử phục vụ phát triển kinh tế-xã hội của đất nước

Mặt khác, đối với các cơ quan quản lý, Viện có chức năng hỗ trợ kỹ thuật phục vụ công tác quản lý nhà nước và phát triển của ngành trong các lĩnh vực an toàn bức xạ, an toàn hạt nhân, quản lý và xử lý thải phóng xạ, quản lý và vận hành các trạm quan trắc phóng xạ môi trường, kiểm chuẩn các thiết bị đo lường bức xạ và hạt nhân, ứng phó và

xử lý sự cố bức xạ và hạt nhân

Ngoài ra, Viện còn có chức năng hợp tác liên doanh, liên kết với các cơ quan trong

và ngoài nước nhằm đẩy mạnh việc chuyển giao và trao đổi các quy trình công nghệ, các

Trang 11

sản phẩm của Viện với các cơ sở sản xuất, tổ chức nghiên cứu và đào tạo Đặc biệt, từ

năm 2014, Viện hoạt động theo cơ chế tự chủ, tự chịu trách nhiệm quy định theo Nghị

định 115/2005/NĐ-CP và Nghị định 96/2010/NĐ-CP

1.4 HỢP TÁC QUỐC TẾ VỀ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Viện đã thực hiện nhiều dự án hỗ trợ kỹ thuật và hợp đồng nghiên cứu của IAEA

Trong 25 năm qua đã thực hiện 28 dự án với tổng kinh phí khoảng 6,2 triệu USD và 29

hợp đồng nghiên cứu với tổng kinh phí khoảng 215.000 USD Các dự án tiêu biểu trong

thời gian gần đây là nâng cấp các thiết bị phân tích kích hoạt nơtron; Thay thế hệ điều

khiển lò phản ứng; Chuyển đổi, thay thế nhiên liệu có độ giàu cao (HEU) bằng nhiên liệu

có độ giàu thấp (LEU),

Viện tích cực tham gia các dự án hợp tác vùng của diễn đàn hợp tác châu Á Thái

Bình Dương (RCA) về các lĩnh vực vận hành, quản lý và khai thác sử dụng lò phản ứng

nghiên cứu, an toàn bức xạ, quan trắc môi trường, ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong

công-nông nghiệp, công nghệ bức xạ,…

Viện cũng tích cực tham gia vào các hợp tác đa phương khác như diễn đàn hạt nhân

hợp tác châu Á (FNCA) và hợp tác song phương như chương trình Phòng thí nghiệm liên

kết của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE); chương trình đào tạo chuyên ngành với Trung

tâm nghiên cứu nguyên tử Bhabha (BARC), Ấn Độ; với Trung tâm đào tạo NuTEC (Nhật

Bản); hợp tác nghiên cứu để thiết kế lò phản ứng nghiên cứu mới với Viện năng lượng

nguyên tử Hàn Quốc (KAERI) và nhiều tổ chức quốc tế khác Hàng năm Viện phối hợp

đăng cai tổ chức các hội thảo quốc tế, các lớp huấn luyện chuyên ngành (Hình 1.4 là

quan cảnh buổi hội thảo FNCA về lò phản ứngnghiêncứu, tổ chức tại Đà Lạt năm 2008

với sự tham gia của nhiều nước.)

Trong những năm gần đây Viện tập trung vào các lớp học về an toàn hạt nhân, ứng

dụng kỹ thuật hạt nhân trong công-nông nghiệp và nghiên cứu môi trường, công nghệ lò

phản ứng, chụp ảnh bằng phóng xạ

Hình 1.4: Hội thảo FNCA về lò phản ứng nghiên cứu

Trang 12

1.5 NHỮNG THÀNH TỰU ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC

Tính đến cuối năm 2013, lò phản ứng đã có 37.800 giờ hoạt động an toàn và khai thác có hiệu quả Chỉ tiêu này cũng là một thành tích chứng tỏ Viện NCHN Đà Lạt đã tập hợp được một đội ngũ cán bộ khoa học, kỹ thuật và công nghệ đa ngành, được rèn luyện theo tác phong làm việc công nghiệp, làm chủ trong vận hành, bảo dưỡng, đảm bảo kỹ thuật và khai thác các thiết bị khoa học lớn, quan trọng, đó là lò phản ứng hạt nhân đầu tiên và duy nhất hiện nay của Việt Nam Đây là cơ sở để tạo dựng niềm tin bước đầu khi Viện tham gia thực hiện các dự án xây dựng lò phản ứng nghiên cứu với công suất cao hơn trong tương lai

1.5.1 Đóng góp cho Y tế và các ngành sinh học, nông nghiệp

Đến nay, Viện đã nghiên cứu và điều chế thành công khoảng 30 chủng loại đồng vị phóng xạ và dược chất đánh dấu để dùng trong Y tế và một số ngành kinh tế kỹ thuật khác Chỉ riêng cho ngành Y tế, đến cuối năm 2013, Viện NCHN Đà Lạt đã cung cấp khoảng 5.500 Ci đồng vị phóng xạ các loại: I-131, P-32, Tc-99m, Cr-51, Sm-153, Zn-65,

… và các kit in-vivo và in-vitro 07 loại sản phẩm của Viện đã được đưa vào danh mục thuốc của Việt Nam từ tháng 2/2010 Đồng thời, Viện cũng đã tư vấn, thiết kế cho các cơ

sở y tế trong nước đầu tư xây dựng các khoa Y học hạt nhân và xạ trị, góp phần thúc đẩy

sự phát triển nhanh của các khoa Y học hạt nhân nói riêng và đẩy mạnh ứng dụng kỹ

thuật hạt nhân và đồng vị phóng xạ vào các ngành kinh tế - kỹ thuật nói chung (Hình 1.5

là hình mô phỏng việc ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong Y học tại các bệnh viện.)

Hình 1.5: Chụp X quang phổi

Trang 13

Viện cũng đã thành công trong các nghiên cứu và triển khai công nghệ bức xạ để bảo

quản thực phẩm, khử trùng và biến tính vật liệu Những kết quả nghiên cứu của Viện đã

tạo cơ sở cho việc ra đời các trung tâm chiếu xạ công nghiệp ở phía Nam Viện đã và

đang sản xuất và cung cấp các loại chế phẩm kích thích tăng trưởng thực vật T&D, phòng

và trị nấm bệnh thực vật Olicide; polymer trương nước; polymer chịu nhiệt độ và áp suất

cao, Hướng ứng dụng công nghệ bức xạ trong việc chế tạo các chế phẩm sinh học thân

thiện với môi trường cũng được thực hiện

Trong lĩnh vực Sinh học phóng xạ, Viện đã nghiên cứu và thành công trong việc sử dụng bức xạ gamma gây đột biến tạo các loại giống cây và hoa mới ( Hình 1.6 ) Công nghệ trồng nấm, đặc biệt là một số loại nấm dược liệu quý đã được nghiêu cứu hoàn thiện và chuyển giao quy trình nuôi trồng cho nông dân áp dụng Công nghệ nhân giống in-vitro được thực hiện đối với một số cây hoa và cây trồng đặc sản quý hiếm để cung cấp giống sạch bệnh cho nông dân Viện cũng đang tham gia vào việc bảo tồn giống, bảo tồn đa dạng tài nguyên sinh học thực vật của tỉnh Lâm Đồng nói riêng và khu vực Tây Nguyên nói chung

1.5.2 Phục vụ phân tích cho các ngành địa chất, dầu khí, môi trường và xuất khẩu

nông sản

Cấp Giấy chứng nhận VietGAP của Sở NN&PTNT Lâm Đồng; phòng thí nghiệm

Viện đã xây dựng được tổ hợp các phương pháp phân tích: INAA, RNAA, PGNAA,

huỳnh quang tia X, đo hoạt độ phóng xạ thấp, nhấp nháy lỏng, sắc ký lỏng, sắc ký khí,

sắc ký ion, quang phổ hấp thụ nguyên tử, cực phổ, quang phổ kế vùng khả kiến và tử

ngoại, quang kế ngọn lửa, huỳnh quang kế, nguyên tố và chỉ tiêu khác nhau, đáp ứng tốt

nhu cầu phân tích địa chất, điều tra thăm dò tài nguyên khoáng sản, dầu khí, nông nghiệp,

sinh học và môi trường, Trong 30 năm qua, trên 77.000 mẫu các loại đã được phân tích

cho các ngành; hiện nay, mỗi năm Viện làm dịch vụ cung cấp cho các ngành trung bình

khoảng 60.000 chỉ tiêu phân tích khác nhau Trong Viện đã có Trung tâm phân tích được

cấp chứng nhận VILAS-519, Trung tâm môi trường được cấp chứng nhận VILAS-525

( Hình 1.7 là giàn khoan Bạch Hổ, cách bờ biển Vũng Tàu khoảng 145 km - Đây là mỏ

cung cấp dầu mỏ chủ yếu cho Việt Nam hiện nay Đơn vị khai thác mỏ này là Xí nghiệp

liên doanh Dầu khí Việt-Xô thuộc Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam, có sự giúp đỡ

của Viện NCHN Đà Lạt trong quá trình thăm dò và khai thác )

Hình 1.6: Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân

để lai tạo giống mới

Trang 14

1.5.3 Phục vụ quan trắc và đánh giá tác động môi trường

Các phương pháp phân tích hạt nhân tại Viện NCHN Đà Lạt đã rất hữu hiệu trong nghiên cứu và cảnh báo môi trường, đặc biệt là đánh giá ô nhiễm môi trường do tác động sản xuất của công nghiệp (Hình 1.8) Đến cuối năm 2013, gần 17.000 mẫu môi trường đã được thu góp, phân tích và lưu trữ Các số liệu này đã đóng góp vào việc hình thành tập hợp số liệu về môi trường nước

ta Trạm quan trắc môi trường

do Viện quản lý được công nhận là trạm thuộc mạng lưới quan trắc môi trường Quốc gia Viện có đủ khả năng và tiềm lực để thực hiện các nhiệm vụ

về thiết lập và quản lý các trạm quan trắc môi trường tại 2 địa điểm sẽ xây dựng các nhà máy điện hạt nhân đầu tiên tại tỉnh Ninh Thuận

Hình 1.8: Ô nhiễm bầu khí quyển do

khí thải công nghiệp

Hình 1.7: Giàn khoan Bạch Hổ

Trang 15

Các đồng vị phóng xạ môi trường (Be-10, Pb-210, Cs-137, ) đã được ứng dụng tốt

để đánh giá các quá trình môi trường như trầm tích và bồi lắng của các hồ chứa nước thủy lợi, thủy điện và xói mòn đất, mất dinh dưỡng đất, Kinh nghiệm trong nghiên cứu môi trường của Viện đã được phát triển trở thành hướng dịch vụ về đánh giá tác động môi trường (kể cả phóng xạ và không phóng xạ) cho các dự án đầu tư, các công trình giao thông xây dựng trong các năm qua

1.5.4 Một số lĩnh vực khác

Các nghiên cứu thuộc lĩnh vực công nghệ đánh dấu và sử dụng nguồn kín cũng đạt được nhiều kết quả Viện đã phối hợp với các cơ quan chuyên ngành thực hiện các nghiên cứu ứng dụng về khảo sát, đánh giá sự di chuyển bùn cát trong các luồng tàu (Cảng Hải Phòng, Cảng Cần Thơ, .), phục vụ hữu hiệu cho công tác duy tu nạo vét luồng tàu, khảo sát bồi lắng các lòng hồ thủy điện (Trị An, Thác Mơ, Hàm Thuận - Đa Mi…)

Trong lĩnh vực thiết bị điện tử, Viện đủ năng lực bảo dưỡng nhiều loại thiết bị điện

tử, đặc biệt là thiết bị điện tử hạt nhân, bao gồm cả hệ thống điều khiển và công nghệ lò phản ứng; thiết kế, chế tạo các thiết bị điện tử hạt nhân dùng cho Y tế, địa chất, hệ điều khiển hạt nhân dùng cho công nghiệp, các khối điện tử của hệ phổ kế hạt nhân dùng cho dịch vụ, nghiên cứu và đào tạo, các máy đo tuổi vàng bằng kỹ thuật huỳnh quang tia X cho các cơ sở kinh doanh vàng bạc đá quý,

Một kết quả nổi bật khác là phát triển thành công các phương pháp định liều lượng, kiểm soát bức xạ, xử lý và quản lý thải phóng xạ Nhiệm vụ này không những giúp Viện đảm bảo an toàn cho nhân viên của mình và môi trường xung quanh mà còn giúp đảm bảo an toàn bức xạ cho khoảng 8.000 nhân viên bức xạ/năm của trên 700 cơ sở bức xạ trong nước

Kỹ thuật định liều bằng đánh giá sai hình nhiễm sắc thể (NST) tế bào lympho máu đã được áp dụng xác định liều chiếu cho các công nhân làm việc trong các vụ sự cố về bức

xạ, điển hình là sự cố nguồn phóng xạ năm 2002 tại Công ty Huyndai Vinashin, Khánh Hòa; sự cố mất nguồn phóng xạ vào cuối năm 2007 tại Công ty Cơ khí hàng hải PTSC, Vũng Tàu; sự cố liều cao tại khu vực làm việc vào đầu năm 2008 tại Công ty Lilama, Dung Quất, Quảng Ngãi; sự cố chiếu xạ xẩy ra năm 2012 tại Tổng Công ty Dịch vụ kỹ thuật dầu khí Việt Nam,

1.5.5 Hiệu quả về đào tạo đội ngũ cán bộ

Qua việc thực hiện các đề tài, các dự án trong và ngoài nước, đội ngũ cán bộ của Viện tiếp tục được bổ sung kiến thức, nâng cao trình độ, kinh nghiệm và độ thuần thục nghề nghiệp; về mặt học vị, đến nay nhiều cán bộ đã đạt trình độ sau đại học Hằng năm, Viện đào tạo từ 5-7 nghiên cứu sinh thuộc các chuyên ngành Vật lý hạt nhân và Hóa phân tích; đồng thời hỗ trợ các cơ sở khác trong nước đào tạo bậc đại học và sau đại học các chuyên ngành vật lý, hóa học, sinh học và môi trường (khoảng 12-15 sinh viên làm luận văn tốt nghiệp đại học và 7-10 học viên làm luận văn thạc sỹ) Mở các lớp đào tạo, tập huấn về ứng dụng kỹ thuật hạt nhân, an toàn bức xạ, an toàn hạt nhân, công nghệ lò phản ứng,

Viện NCHN đã có những đóng góp nhất định vào việc xây dựng tiềm lực vật chất,

kỹ thuật, đào tạo nhân lực cho sự phát triển của ngành, góp phần hình thành và mở rộng thị trường ứng dụng tiến bộ khoa học và công nghệ hạt nhân, là nền tảng cần thiết và niềm tin để Viện tham gia vào các dự án xây dựng và vận hành Trung tâm Khoa học và Công nghệ hạt nhân với lò phản ứng nghiên cứu đa chức năng và dự án điện hạt nhân Ninh Thuận

Trang 16

Huân chương Lao động hạng Nhất

Huân chương Lao động hạng Nhì

Huân chương Lao động hạng Ba

1989

Trang 17

Ngày 18/3/2014, ROSATOM (Tập đoàn Năng lượng nguyên tử quốc gia Nga) đã

trao Giải thưởng ngành công nghiệp hạt nhân cho 6 nhà khoa học Việt Nam đã có cống hiến cho sự hiện đại hóa và phát triển của lĩnh vực NCHN tại thành phố Đà Lạt 6 nhà khoa học gồm: GS Phạm Duy Hiển - nguyên Phó chủ tịch Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam, GS Nguyễn Văn Đạt - nguyên Giám đốc Trung tâm Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân TP.HCM, TS Trần Hà Anh - nguyên Viện trưởng Viện NCHN Đà Lạt, GS Ngô Quang Huy, TS Phạm Quốc Trinh, PGS.TS Nguyễn Mộng Sinh, đều là nguyên Phó viện trưởng Viện NCHN Đà Lạt Sự kiện diễn ra trong khuôn khổ Chương trình kỷ niệm 30 năm khôi phục và vận hành lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt

Ngày 20/3/2014 tại thành phố Đà Lạt, Viện NCHN Đà Lạt đón nhận Huân chương Độc lập hạng Ba Trong 30 năm qua, Viện có 10 cán bộ được phong học hàm giáo sư và phó giáo sư, 15 cán bộ nhận học vị tiến sĩ, hơn 50 cán bộ nhận bằng thạc sĩ…

1.6 HƯỚNG ĐI MỚI TRONG TƯƠNG LAI

Sau 30 năm hoạt động kể từ ngày lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt được khôi phục và nâng cấp, Viện NCHN sẽ tham gia tích cực vào dự án Trung tâm khoa học và công nghệ hạt nhân và dự án điện hạt nhân đầu tiên của Việt Nam, PGS TS Nguyễn Nhị Điền - Phó Viện trưởng Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam, Viện trưởng Viện NCHN Đà Lạt khẳng định: “ Viện NCHN Đà Lạt đã và đang tham gia tích cực vào quá trình chuẩn bị thực hiện dự án Trung tâm khoa học và công nghệ hạt nhân với một lò phản ứng nghiên cứu đa mục tiêu công suất 15MW, gấp 30 lần công suất lò hiện nay Nếu dự án được thực hiện đúng kế hoạch, lò phản ứng nghiên cứu mới (cũng đặt tại Đà Lạt) sẽ được đưa vào vận hành khoảng năm 2020 Khi đó, lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt sẽ chuyển mục đích sử dụng theo hình thức vận hành ngắn ngày để phục vụ phân tích kích hoạt, nghiên cứu cơ bản, huấn luyện, đào tạo cán bộ cho ngành và cho chương trình phát triển điện hạt nhân của quốc gia.”

PGS.TS Nguyễn Nhị Điền cho biết thêm, các nghiên cứu và ứng dụng cần thông lượng nơtron cao như chiếu xạ thử nghiệm vật liệu và nhiên liệu, pha tạp vật liệu, nghiên cứu cấu trúc vật liệu, sản xuất đồng vị phóng xạ với số lượng lớn… được chuyển sang lò phản ứng nghiên cứu mới đảm nhận

Trang 18

Chương 2: CẤU TRÚC LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ĐÀ LẠT

2.1 CÁC MỐC THỜI GIAN QUAN TRỌNG

- Năm 1961 khởi công xây dựng lò

TRIGA Mark II (IVV- 9) hay còn gọi theo

địa danh là lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt

hoạt động với 3 mục đích huấn luyện

nghiên cứu và sản xuất đồng vị

- Giai đoạn (1968 - 1975) - Lò IVV-9

ngưng hoạt động do ảnh hưởng chiến

tranh

- Giai đoạn (1974-1975) - Tháo dở các

thanh nhiên liệu và vận chuyển về Hoa Kì

- 09/10/1979 - Liên Xô (cũ) và Việt

Nam kí hiệp định khôi phục và mở rộng lò

phản ứng hạt nhân

- 15/3/1982 - Khởi công, công trình khôi phục và mở rộng lò IVV-9

- 01/11/1983 - Lò IVV-9 đạt trạng thái tới hạn với độ giàu (HEU), 36% U-235

- 20/3/1984 - Lò phản ứng hoạt động chính thức với công suất 500 kW

- Từ 13/2/1985 - Sau 1 năm bảo hành, 3 chuyên gia cuối cùng của Liên Xô về nước Viện NCHN đảm nhận công tác vận hành và khai thác lò

- Tháng 12/2004 - Bắt đầu thực hiện Dự án chuyển đổi nhiên liệu vùng hoạt từ nhiên liệu HEU 36% sang độ giàu thấp (LEU), 19.75% U-235

- Từ 12/9/2007 - Lò phản ứng hoạt động với vùng hoạt hỗn hơp nhiên liệu HEU và LEU

- Ngày 30/11/2011 - Lò phản ứng đạt trạng thái tới hạn lần đầu với cấu hình 72 bó nhiên liệu LEU

- Ngày 9/01/2012 - Lò phản ứng đạt mức 100% công suất danh định và tuần 12 vận hành

lò 108 giờ tại công suất 500 kW

- 03/7/2013: Tất cả các bó nhiên liệu độ giàu cao đã được chuyển trả về Liên Bang Nga (Hình 2.1 là ảnh chụp bênh trong lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt.)

2.2 CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG

Lò phản ứng hạt nhân là thiết bị duy trì phản ứng hạt nhân dây chuyền Theo mục đích sử dụng, trên thế giới người ta phân lò phản ứng hạt nhân thành các loại sau:

- Lò nghiên cứu: Sử dụng các bức xạ ion hóa (năng lượng bức xạ) để triển khai các ứng dụng kỹ thuật hạt nhân vào các lĩnh vực kinh tế

- Lò năng lượng: Sử dụng nhiệt năng (từ năng lượng phân hạch) để sản xuất điện năng phục vụ kinh tế - xã hội

- Lò tái sinh:

n + U-238  P - 239

n + Th-232  U - 233

Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt thuộc lọai lò nghiên cứu

Hình 2.1: Một góc khu vực bên trong lò

phản ứng hạt nhân Đà Lạt

Trang 19

2.2.1 Cấu tạo lò IVV-9

Lò phản ứng hạt nhân Ðà Lạt thuộc loại lò nghiên cứu, có công suất nhiệt 500 kW

Lò sử dụng nhiên liệu loại VVR-M2 do Liên Xô (cũ) chế tạo với độ giàu 36% U-235 ( Hình 2.2 là sơ đồ mặt cắt đứng của lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt.)

Hình 2.2: Sơ đồ mặt cắt đứng của lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt

5 Tường bê tông bảo vệ

6 Kênh thực nghiệm nằm ngang

Vùng hoạt đặt trong bể lò dưới độ sâu khoảng 5m nước Vùng hoạt có hình trụ, chiều

cao 0.6m, đường kính 0.4m, đặt trong vành đai phản xạ và gắn liền với một giếng hút cao 2m, đường kính 0.5m Giếng hút được treo trên đáy của một giá đỡ cao 3m đường kính 2m Giá đỡ tạo điều kiện thuận lợi khi lắp ráp các hệ thống công nghệ trong lò với điều kiện phóng xạ cao của lò do lò đã hoạt động một thời gian trước đây Xung quanh vùng hoạt còn được lắp đặt một vành phản xạ bằng graphit Ở tâm vùng hoạt được bố trí một hốc nước bao quanh bởi lớp phản xạ berili Cấu trúc này đóng vai trò của một bẫy nơtron, cho phép tăng thông lượng nơtron lên một cách đáng kể, nhờ vậy thông lượng nơtron nhiệt tại bẫy đạt đến 2  1013(n/cm2.s) Phổ nơtron trong lò phản ứng rất rộng, từ nơtron

Trang 20

nhiệt qua vùng cộng hưởng đến vùng nơtron nhanh (đến 10 MeV) (Hình 2.3 là mặt cắt ngang vùng hoạt lò được mô phỏng trên máy vi tính.)

Giếng hút có tác dụng tăng cường sự đối lưu của nước khi nước làm nguội vùng

hoạt theo cơ chế đối lưu tự nhiên Trong bể lò còn đặt các ống cấp nước và hút nước của

hệ thống đối lưu nước vòng 1, hệ thống dẫn các thanh điều khiển, hệ thống các buồn ion hóa ghi đo nơtron

Lò được đậy bằng một nắp thép dày 20 cm nhằm đảm bảo an toàn phóng xạ cho

người làm việc trong lúc lò hoạt động Nắp thép lò có cửa sổ bằng kính thủy tinh để nhìn

và một cửa sổ để thao tác

Hình 2.3: Mặt cắt ngang vùng hoạt lò

Nước thường là chất làm nguội vùng hoạt theo chế độ đối lưu tự nhiên, cũng là chất làm

chậm nơtron tham gia phản ứng dây chuyền phân hạch hạt nhân Nước thường làm nguội

sơ cấp được chứa trong thùng lò Nhiệt năng trong thùng lò được thải ra ngoài nhờ hai hệ làm nguội (sơ cấp và thứ cấp) nối tiếp nhau qua bình trao đổi nhiệt Nhiệt năng từ hệ thứ cấp được thải ra môi trường thông qua tháp làm nguội (Hình 2.4 là ánh sáng cherenkov phát ra từ vùng hoạt của lò.) (Hình 2.5 là sơ đồ mặt cắt ngang của lò - dạng bản vẽ mô phỏng.)

Trang 21

4,5,6 Kênh ngang hướng tâm

7 Kênh ngang tiếp tuyến

8 Bể chứa nhiên liệu đã cháy

9 Cột nhiệt

10 Cửa cột nhiệt

11 Tường bê tông bảo vệ Hình 2.4: Ánh sáng cherenkov trong vùng hoạt

Trang 22

Các phương tiện chiếu mẫu bao gồm bẫy nơtron, một số kênh đứng hoạt động bằng khí nén, kênh ướt hốc chiếu trong mâm quay đặt ở phía trên vành phản xạ, với thành phần năng lượng nơtron khác nhau phù hợp cho nhiều mục đích nghiên cứu Ngoài ra lò phản ứng còn có 4 kênh ngang (một kênh tiếp tuyến, 3 kênh hướng tâm) trong đó 2 kênh

đã được sử dụng để rút ra những chùm nơtron nhiệt hoặc đơn năng thông qua phin lọc, với thông lượng cỡ 106 107(n/cm2.s)

Lò phản ứng còn được bố trí một kênh chiếu mẫu hoạt động bằng khí nén trong cột nhiệt, tại đấy tỉ số cadmi rất cao, tạo thành trường nơtron nhiệt lý tưởng để nghiên cứu tương tác nơtron với vật chất

Ngoài thùng lò, bể cản xạ thô trước đây nay chuyển thành bể chứa nhiên liệu đã cháy chứa khoảng 100 bó nhiên liệu, mỗi bó chứa khoảng 40g U-235

 Thanh điều khiển

Thanh điều khiển là một yếu tố cấu thành nên hệ thiết bị bảo vệ lò phản ứng trong

hệ thống an toàn hạt nhân của lò phản ứng hạt nhân, được làm bằng kim loại, có chức năng kiểm soát tốc độ phân hạch của uranium do đó nó điều khiển tốc độ phản ứng của lò Thanh điều khiển có thể được dịch chuyển ra khỏi hoặc được chèn vào tâm vùng hoạt của lò phản ứng để kiểm soát thông lượng nơtron, làm tăng hoặc giảm số lượng nơtron mà sau đó sẽ tách các nguyên tử uranium ra Điều này lần lượt tác động đến công suất nhiệt của lò (Hình 2.6 là ảnh chụp thanh điều khiển.)

 Thanh nhiên liệu

Hiện nay cấu hình vùng hoạt gồm 104 bó nhiên liệu, mỗi bó nhiên liệu có cấu tạo

từ 3 lớp hình ống đồng trục: 2 lớp ống bên trong hình trụ tròn, lớp ống ngoài cùng

Hình 2.6: Thanh điều khiển

Trang 23

hình lục giác, vỏ bọc được làm bằng hợp kim Al-U

Mỗi lớp ống chứa nhiên liệu dày 0.7mm làm bằng hợp kim Al-U tỉ lệ Uran theo khối lượng là 35%, được bao bọc bởi 2 lớp nhôm bảo vệ, mỗi lớp dày 0.9mm

Các số liệu đặc trưng:

- Loại nhiên liệu VVR - M2

- Độ giàu 19.75% và 36%, U-235

- Khối lượng U-235 khoảng 49.7 gam

- Chiều dài toàn bộ thanh nhiên liệu 86.5 cm

- Chiều dài phần chứa nhiên liệu 60 cm

- Mật độ U-235 trong nhiên liệu 2.5 3

/ cm g

- Độ dày mỗi lớp hình ống chứa nhiên liệu: 2.5 mm

(Hình 2.7 bên dưới là bản vẽ kỹ thuật thanh nhiên liệu sử dụng trong lò IVV.)

Hình 2.7: Bản vẽ kỹ thuật thanh nhiên liệu loại VVR-M2

Trang 24

Nhiên liệu Loại VVR-M2, dạng ống

Phần thịt của nhiên liệu Hợp kim Al - U, độ giàu 36%

Đối lưu tự nhiên

Cơ chế tải nhiệt Hai vòng nước làm nguội

Vật liệu che chắn Bê tông, nước và nắp thép

Các thanh điều khiển 2 an toàn, 4 bù trừ và 1 tự động

Trang 25

sai hỏng thiết bị và người vận hành là 30%

(Hình 2.8 là ảnh chụp một góc phòng điều khiển lò IVV9 cùng 2 kỹ thuật viên đang theo dõi vận hành lò.)

2.3 AN TOÀN HẠT NHÂN VÀ CÁC BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN

2.3.1 Hệ thống điều khiển bảo vệ lò phản ứng

- Tự động dập lò khi có sự bất thường về thiết bị, công suất, chu kì, chế độ tải nhiệt

- Hệ điều khiển hiện đại được nâng cấp vào năm 1993 và thay mới vào năm 2007

2.3.2 Đảm bảo nghiêm ngặt chế độ vận hành và khai thác lò phản ứng

- Ban hành các vi phạm, nội quy và quy chế

- Kiểm tra việc thực hiện các quy chế

2.3.3 Đảm bảo nghiêm ngặt chế độ tải nhiệt vùng hoạt động và các thông số làm nguội trong lò

Trang 26

Chương 3: MỘT SỐ ỨNG DỤNG KỸ THUẬT

Vỏ bọc nhôm

Trang 27

Chương 3: MỘT SỐ ỨNG DỤNG KỸ THUẬT CỦA LÒ PHẢN

ỨNG HẠT NHÂN ĐÀ LẠT

3.1 SẢN XUẤT ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ PHỤC VỤ CÁC NGÀNH VÀ NGHIÊN CỨU ĐÀO TẠO

3.1.1 Phục vụ ngành Y tế

Trong ngành Y tế chất đồng vị phóng xạ chủ yếu dùng vào hai mục đích: chuẩn đoán bệnh và chữa bệnh Ngoài ra còn được dùng trong việc nghiên cứu một số vấn đề lý thuyết trong Y học, nghiên cứu về sinh lý người và động vật,…

Trong ngành dược học chủ yếu dùng chất đồng vị phóng xạ làm nguyên tử đánh dấu

để kiểm tra tính năng của các dược phẩm, dùng bức xạ để khử trùng, bảo quản dược phẩm,… Ngoài ra còn được ứng dụng trong công nghiệp sản xuất dược phẩm

(Hình 3.1 là ảnh chụp kỹ thuật viên đang vận hành thiết bị sản xuất đồng vị phóng xạ tại Viện NCHN Đà Lạt.)

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 lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt sản xuất là tấm áp P-32 để điều trị các bệnh ngoài da, dung dịch I-131 dưới dạng tiêm hoặc uống để chuẩn đoán và

Hình 3.1: Vận hành thiết bị sản xuất tại Trung

tâm nghiên cứu và điều chế đồng vị phóng xạ

Trang 28

điều trị bệnh tuyến giáp, Tc-99m và các dược chất dưới dạng kit in-vitro đánh dấu với Tc-99m để hiện hình tìm các khối u bất thường trong não, kiểm tra chức năng và chuẩn đoán bệnh lí của các cơ quan nội tạng như thận, gan, phổi, hệ tiêu hóa Các kit in-vitro miễn dịch học phóng xạ T3 và T4 cũng được sản xuất và sử dụng tại một số bệnh viện Trong những năm gần đây, Viện đang nghiên cứu sản xuất một số đồng vị phóng xạ mới và các dược chất đánh dấu mới để điều trị các bệnh về khớp và ung thư xương Trung bình mỗi năm có khoảng 50000 bệnh nhân được điều trị bằng phương pháp này Hằng năm, có khoảng 150 Ci chất phóng xạ các loại được sản xuất tại lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt cung cấp cho ngành Y tế

Hiện có trên 23 khoa Y học hạt nhân sử dụng đồng vị phóng xạ sản xuất từ lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt

Hình 3.2: Mô hình phản ứng hạt nhân

Trang 29

ghi hình chuẩn đoán

tuyến giáp P-32 tấm áp

Điều trị giảm ho do di căn , các bệnh ngoài da

Sm-153, Lu-177, Dy-165, Ho-166, P-32 (dung dịch)

Điều trị chiếu trong

Bảng 3.1: Một số loại đồng vị phóng xạ và ứng dụng

 Quy trình công nghệ sản xuất một số đồng vị phóng xạ

1 Điều chế đồng vị I-131 (dạng lỏng và viên con nhộng) bằng phương pháp

chưng cất khô từ bia chiếu xạ Tellurium-oxid TeO2

- Chiếu xạ bia TeO2 trong lò phản ứng

- Phản ứng hạt nhân:





 ) , (

130Te n  131I

-131I được tách ra khỏi bia bằng phương pháp chưng cất khô ở nhiệt độ 750 o C I-131 có nhiều ứng dụng trong Y học đặc biệt là chữa một số bệnh về tuyến giáp (Hình 3.3 là dây chuyền sản xuất I-131 dùng để chữa bệnh trong Y học.)

Hình 3.3: Dây chuyền sản xuất

I-131 lắp tháng 7/2008

7/2008

Trang 30

Hình 3.4: Dây chuyền sản xuất Tc-99m

2 Chế tạo máy phát Tc-99m dưới dạng dùng cột gel ZrMo hoặc TiMo để tách li Tc-99m ra khỏi đồng vị mẹ Mo-99, dùng bia theo phản ứng:

)()

6,

(

)60(

),(

99 2

/ 1 99

2 / 1 99 98







Tc h

T Tc

h T

Mo n

3 Điều chế tấm áp P-32 chữa bệnh ngoài da từ tia chiếu xạ lưu huỳnh

(Hình 3.5 là ảnh chụp em bé bị bệnh ngoài da và sau khi được chữa khỏi.)

4 Điều chế Dy-165, Ho-166, Re-186, Sm-153

5 Điều chế các hợp chất đánh dấu 165Dy-HA, 165Dy-FHMA, 153Sm-EDTMP, MIBG, 99mTc-HMPAO, v.v

131I-6 Các kit in-vivo để đánh dấu Tc-99m Phytec, Glucotec, Pyrotec, Citrotec, DTPA, Phosphotec, DMSA, Malbutec, EHIDA, v.v

7 Các kit in-vitro miễn dịch học phóng xạ T3 và T4 để xét nghiệm nội tiết tố trong máu bệnh nhân

(Hình 3.6 là các dược chất phóng xạ được sử dụng trong bệnh viện để chữa một số bệnh.)

Hình 3.5: Trẻ em trước và sau khi điều trị bệnh ngoài da bằng tấm áp P-32

Trang 31

 Nguyên tắc chung của chẩn đoán bệnh bằng đồng vị phóng xạ

Để đánh giá hoạt động chức năng của một cơ quan, phủ tạng nào đó ta cần đưa vào một loại đồng vị phóng xạ hoặc một hợp chất có gắn đồng vị phóng xạ thích hợp, chúng

sẽ tập trung đặc hiệu tại cơ quan cần khảo sát Theo dõi quá trình chuyển hoá, đường đi của đồng vị phóng xạ này ta có thể đánh giá tình trạng chức năng của cơ quan, phủ tạng cần nghiên cứu qua việc đo hoạt độ phóng xạ ở các cơ quan này nhờ các ống đếm đặt ngoài cơ thể tương ứng với cơ quan cần khảo sát Ví dụ người ta cho bệnh nhân uống I -

131 rồi sau những khoảng thời gian nhất định đo hoạt độ phóng xạ ở vùng cổ bệnh nhân,

từ đó có thể đánh giá được tình trạng chức năng của tuyến giáp

Để ghi hình (xạ hình) các cơ quan người ta phải đưa các đồng vị phóng xạ vào cơ thể người bệnh Xạ hình (Scintigraphy) là phương pháp ghi hình ảnh sự phân bố của các chất phóng xạ ở bên trong các phủ tạng bằng cách đo hoạt độ phóng xạ của chúng từ bên ngoài cơ thể

Xạ hình không chỉ là phương pháp chẩn đoán hình ảnh đơn thuần về hình thái mà nó còn giúp ta hiểu và đánh giá được chức năng của cơ quan, phủ tạng và một số biến đổi bệnh lí khác

Để ghi hình các cơ quan, ngoài máy scanner (ghi hình tĩnh) người ta còn dùng máy Gamma Camera, SPECT, PET, PET/CT hoặc SPECT/CT

Bằng kỹ thuật ghi hình Y học hạt nhân, người ta có thể ghi hình từng cơ quan hoặc ghi hình toàn cơ thể (Whole body scan), kết quả xạ hình sẽ cung cấp cho chúng ta các thông tin về hình ảnh chức năng của các cơ quan nhiều hơn hình ảnh về cấu trúc giải phẫu

3.1.1.1 Chẩn đoán và điều trị bệnh về tuyến giáp bằng phương pháp phóng xạ

Năm 1942, lần đầu tiên trên thế giới, tại bệnh viện Massachusett - Hoa Kỳ, hai bác

sỹ Herts và Roberts đã sử dụng iốt phóng xạ (I-131) để điều trị bệnh cường giáp trạng Cho đến nay trải qua hơn 60 năm sử dụng I - 131, hàng triệu bệnh nhân mắc bệnh này trên thế giới đã được điều trị thành công bằng iốt phóng xạ

Ở Việt Nam, năm 1978 lần đầu tiên tại khoa Y học hạt nhân và Ung bướu - Bệnh viện Bạch Mai, I-131 đã được sử dụng để điều trị bệnh Basedow và cường giáp trạng Cho đến nay hầu hết các khoa Y học hạt nhân trong cả nước đã tiến hành trị bệnh này bằng I-131, và đã có tới hàng vạn bệnh nhân đã được áp dụng phương pháp điều trị này

Do tính chất đơn giản, hiệu quả, kinh tế và thẩm mỹ nên hiện nay I-131 đang có xu hướng ngày càng được sử dụng rộng rãi trong điều trị bệnh cường giáp trạng và bệnh Basedow (Hình 3.7 mô tả cấu tạo bên ngoài tuyến giáp.)

Hình 3.6: Các dựơc chất phóng xạ

Trang 32

Hình 3.7: Tuyến giáp trạng điều khiển mọi hoạt động của cơ thể

Sở dĩ I-131 có thể làm được như vậy vì nó phát ra bức xạ bêta (), tia bêta này có tác dụng làm giảm mức sinh sản tế bào tuyến giáp, làm xơ hoá các mạch máu trong tuyến do đó làm giảm lượng máu tới tuyến giáp, kết quả là làm giảm chức năng của tuyến giáp và bướu cổ nhỏ lại Một điểm rất ưu việt nữa của iốt phóng xạ là tia bêta chỉ có thể đâm xuyên trong tổ chức tuyến giáp khoảng vài milimét, trong khi đó hầu như toàn bộ lượng iốt phóng xạ được uống vào chỉ tập trung tại tuyến giáp còn các cơ quan khác (như tuỷ xương, tinh hoàn, buồng trứng ) chỉ tập trung một lượng rất nhỏ nên tác dụng điều trị có tính chất chọn lọc rất cao và các cơ quan khác rất ít bị ảnh hưởng

Theo tổ chức Y tế thế giới (WHO) và Uỷ ban năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA):

"Điều trị bệnh cường giáp trạng và bệnh Basedow bằng I-131 là một phương pháp điều trị an toàn, hiệu quả, kinh tế, dễ thực hiện Đây là phương pháp đáng được lựa chọn trong các phương pháp điều trị bệnh Basedow và cường giáp trạng hiện nay"

3.1.1.2 Chẩn đoán bệnh thận bằng phương pháp phóng xạ

Muốn kiểm tra chức năng của thận, người ta thường dùng hợp chất phóng xạ hippuran Hippuran là một loại thuốc lợi tiểu, tiêm vào cơ thể sẽ bị thận bài tiết ra rất nhanh Tiêm vào tĩnh mạnh người bệnh một lượng nhỏ thuốc I-131- hippuran ít phút sau hippuran bị hấp thu sau đó bài tiết ra ngoài, tia gamma của I-131 đập lên ống đếm nhấp nháy, tín hiệu đi ra được khuếch đại, sau đó được thu nhận vào bộ đo suất đếm và tác động lên máy tự ghi, máy tự ghi này sẽ vẽ nên một đồ thị thận Phân tích đồ thị thận có thể cho phép ta chẩn đoán được các bệnh về thận Ưu điểm của phương pháp này là ít tốn thời gian, làm cho người bệnh không cảm thấy đau đớn, chất phóng xạ cũng không gây tác hại đối với cơ thể Phương pháp này dùng để kiểm tra bệnh sỏi thận ngoài ra nó còn dùng để phát hiện các bệnh khác về thận như bệnh thận tích nước, bệnh ung thư thận, lao thận, …

I-131-3.1.1.3 Xạ phẫu u não bằng dao Gamma

U não nói chung trước đây thường được mổ mở lấy bỏ u Tuy nhiên có những u nhỏ được phát hiện sớm lại nằm ở sâu trong não vùng nguy hiểm, nếu mổ mở lấy bỏ u sẽ có nhiều biến chứng sau mổ, hoặc những u: vùng tuyến yên, tuyến tùng, u sọ hầu, u trong

Định dạng
Số trang	65
Dung lượng	3,3 MB