Nhắc đến Đà Lạt thường chúng ta nghĩ đến một thiên đường du lịch nơi nổi tiếng với khí hậu ôn hòa dễ chịu, cảnh sắc thiên nhiên thơ mộng và lãng mạn với nhiều khu nghỉ dưỡng và vui chơi. Thế nhưng nơi đây lại đang hiện hữu một công trình mà cái tên của nó đã trở thành nỗi khiếp sợ của toàn nhân loại sau Thế chiến thứ 2. Đó chính là “lò phản ứng hạt nhân”.
Ở Việt Nam, lò phản ứng hạt nhân thuộc Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt là lò phản ứng duy nhất không chỉ của quốc gia mà còn của cả khu vực Đông Dương, nó cũng đã có nhiều đóng góp cho sự phát triển kinh tế xã hội của đất nước. Nhưng hiện nay các thông tin về công trình này vẫn còn khá ít và mơ hồ.
Một số thông tin về lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt
Lò phản ứng hạt nhân là thiết bị dùng để khởi động, duy trì và kiểm soát phản ứng hạt nhân, trong thực tế có hai loại lò chính. Đầu tiên là lò phản ứng hạt nhân phát sinh năng lượng nhiệt. Đây là loại lò được dùng để tạo ra nhiệt lượng từ phản ứng hạt nhân diễn ra ở vùng lõi hay vùng hoạt của lò. Đây là loại phổ biến nhất đến mức lò phản ứng hạt nhân thường được hiểu là loại này. Loại thứ hai là lò phản ứng hạt nhân dùng trong nghiên cứu khoa học hoặc chế tạo đồng vị. Các cơ sở sản xuất đồng vị phóng xạ tiến hành phản ứng hạt nhân trong các lò này rồi đem tách chiết ra những đồng vị phóng xạ khác nhau và cung cấp cho các cơ sở nghiên cứu khoa học, đo lường, y tế vân vân.
Tại Việt Nam hiện nay chỉ có duy nhất một lò phản ứng hạt nhân và nó đang trực thuộc phạm vi quản lý của Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt, một cơ quan nghiên cứu thuộc Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam cách Hồ Xuân Hương hơn 600m, nhưng Lò phản ứng Hạt nhân Đà Lạt vẫn hết sức xa lạ đối với nhiều người. Sự đặc biệt của lò phản ứng hạt nhân duy nhất tại Việt Nam đã biến nơi đây trở thành mục tiêu được bảo vệ nghiêm ngặt. Hàng ngày chỉ những người có thẩm quyền mới được vào khuôn viên Viện nghiên cứu, nhưng phải trải qua hai lớp cửa bảo vệ. Bởi vậy, ngay với cư dân sinh sống xung quanh thì hình ảnh lò phản ứng hạt nhân sừng sững rất quen thuộc nhưng cũng khá xa lạ, tò mò không biết bên trong lò vận hành và hoạt động thế nào, cũng như phục vụ cho mục đích gì.
Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt là nơi duy nhất Việt Nam nghiên cứu và tạo ra các sản phẩm từ phóng xạ, không chỉ là một công trình vĩ đại mà đây còn là nguồn sống của rất nhiều bệnh nhân ung thư trong nước, cũng như góp phần xây dựng nền móng kinh tế xã hội cho nước ta. Ngoài ra nơi đây còn được biết đến là lò phản ứng hạt nhân duy nhất ở Đông Dương.
Nhìn từ bên ngoài vào lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt có hình vòng tròn khép kín, được đầu tư nhiều máy móc hiện đại để phục vụ nghiên cứu, đo mức độ phóng xạ trong từng khu vực ở lò phản ứng rồi chuyển về hệ thống kiểm soát một cách nghiêm ngặt quy trình chặt chẽ. Lò có hai tầng với lối lên bậc thang, tầng cao nhất là miệng chính của lò, tầng còn lại đặt các dụng cụ liên quan đến hoạt động của lò, để đảm bảo tính an toàn và đảm bảo an ninh phóng xạ
hạt nhân thì nhân viên phải liên tục đo mức độ phóng xạ trong từng khu vực.
Nguồn gốc của lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt
Tọa lạc trên quả đồi phía Đông Bắc của thành phố Ngàn Hoa, con đường nơi có lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt ngày nay mang một cái tên khá độc đáo là Đường Nguyên tử lực. Cái tên ấy bắt nguồn từ năm 1958 khi Chính quyền Việt Nam Cộng hòa thành lập Cục Nguyên tử lực và đến năm 1961 thì thành lập một cơ sở nghiên cứu khoa học và kỹ thuật hạt nhân mang tên là Trung tâm Nghiên cứu Nguyên tử Đà Lạt có diện tích là 21 ha.
Công trình được khởi công xây dựng từ tháng 4/1961 và được hoàn thành vào tháng 12/1962, đây là một công trình do Chính phủ Hoa Kỳ tài trợ nằm trong khuôn khổ chương trình Nguyên tử vì mục đích hòa bình. Đây là loại lò phản ứng nghiên cứu TRIGA Max 2 thuộc công ty General Dynamics của Hoa Kỳ chế tạo có công suất ranh định là 250 kw, là một trong những thiết kế tiên tiến bậc nhất của xứ sở cờ hoa trong những năm 1960.
Lò sử dụng nhiên liệu uranium có độ dầu thấp (U-235) nằm dưới 20%. Khi nhiên liệu U-235 tham gia vào phản ứng phân hạch dây chuyền trong lò phản ứng do tương tác của neutron chậm. Cùng với đó là các neutron nhanh sinh ra sẽ tương tác với U-238 để tạo thành Pu-239. Sau khi được tách chiết ra khỏi thanh nhiên liệu Pu-239 có thể được sử dụng để làm vũ khí hạt nhân.
Sau một thời gian lắp đặt và thử nghiệm, lò phản ứng hạt nhân DLR1 là lò hạt nhân đầu tiên ở Đông Nam Á đặt trạng thái tới hạn vào lúc 12h40 ngày 26/2/1963 và chính thức đi vào hoạt động theo công suất danh định từ ngày mùng 3/3/1963. Mục tiêu chính của lò khi đó là nghiên cứu, huấn luyện và sản xuất đồng vị phóng xạ. Các bộ phận nghiên cứu khoa học của Trung tâm Nghiên cứu Nguyên tử Đà Lạt từ khi được thành lập cho đến trước ngày Việt Nam Cộng hòa sụp đổ tức là ngày 30/4/1975 gồm có Phòng Vật lý lò, Phòng Kiểm soát phóng xạ, Phòng Điện tử, Phòng Vật lý hạt nhân, Phòng Hóa học phóng xạ, Phòng Sinh học phóng xạ và một thư viện với hơn 3.000 đầu sách, hàng trăm tạp chí khoa học và hơn 30.000 báo cáo khoa học để phục vụ cho công tác nghiên cứu hoặc tham khảo.
Một điều khá thú vị đó là lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt tuy do người Mỹ thực hiện nhưng vẫn có dấu ấn made in Vietnam, khi phần vỏ lò do kiến trúc sư tài ba người Việt Nam nổi tiếng thế giới lúc bấy giờ là ông Ngô Viết Thụ cùng các kiến trúc sư phụ tá là Nguyễn Mỹ Lộc, Phạm Quỳnh Lân và Vũ Tòng chịu trách nhiệm thiết kế công trình. Ông Thụ cũng chính là tác giả thiết kế Dinh Độc Lập. Có lẽ là một người lãng mạn biết cả hội họa và âm nhạc nên khi thiết kế lò hạt nhân Đà Lạt ông đã đặt nó trên một quả đồi có vị trí thuận lợi ở thành phố Hoa, trong công trình Trung tâm Nguyên tử Đà Lạt ông còn thay đổi thiết kế khối hình vuông thô kịch ban đầu của Mỹ bằng cơ cấu mang hình tượng Lò Bát Quái để nhắc nhở việc sử dụng năng lượng nguyên tử vào mục đích hòa bình.
Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt là lò hạt nhân đầu tiên của khu vực Đông Nam Á nhưng ở thời điểm đó không ai biết đến thông tin này, thuộc một phần của chương trình nguyên tử vì mục đích hòa bình nhưng nó lại là một hoạt động hỗ trợ bí mật của Mỹ cho chính quyền Sài Gòn trong thời kỳ chiến tranh lạnh. Do đó, khi tình hình chiến tranh cho thấy nguy cơ thua trận người Mỹ đã cho dừng vận hành lò phản ứng vào năm 1968, nhưng các thanh nhiên liệu cháy dở vẫn còn đang ở trong lõi lò phản ứng.
Ngày 23/04/1975, Ngoại trưởng Mỹ là Henry Kissinger đã gửi một bức điện tím mật tới Đại sứ quán Mỹ ở Sài Gòn ra lệnh lấy thanh nhiên liệu ra khỏi lò phản ứng. Ngày 31/3/1975, các chuyên gia Mỹ đã rút hết các thanh nhiên liệu cháy dở trong lò phản ứng có phóng xạ để đưa sang Philippines, khi quân giải phóng vào đến Đà Lạt thì lò phản ứng đã không còn lõi.
Năm 1979, trong khuôn khổ hợp tác Xô Việt thì lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt được Liên Xô giúp đỡ khôi phục và mở rộng công suất lên gấp đôi. Trên cơ sở sử dụng các thanh nhiên liệu U-235 nhưng có độ dầu cao đến 36%, dự án khôi phục và nâng công suất lò phản ứng được tiến hành trong 2 năm 1982 và 1983. Đến ngày 20/3/1984, lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt vỏ Mỹ ruột Nga độc nhất vô nhị trên thế giới đã chính thức được đưa vào hoạt động với công suất danh định 500 kW.
Đến nay, lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt được phía Nga cũng như Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế đánh giá là một trong những lò phản ứng nghiên cứu hoạt động hiệu quả nhất. Sau nhiều năm khôi phục từ xác nhà máy cũ do Mỹ để lại có thể nói đây là cột mốc quan trọng của ngành Năng lượng Nguyên tử Việt Nam, khẳng định các chuyên gia Việt Nam đã có đủ trình độ và được Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế chấp nhận. Tuy nhiên, để sửa chữa và đòi quyền vận hành lò phản ứng hạt nhân lại là một cuộc đấu tranh căng thẳng. Đồng thời cũng đòi hỏi khả năng học tập và tiếp thu của những người tiên phong trong lĩnh vực năng lượng nguyên tử của Việt Nam.
Theo thỏa thuận với Nga, Mỹ và Cơ quan Năng lượng Quốc tế. Năm 2007, Việt Nam đã tham gia chương trình chuyển đổi nhiên liệu của lò Đà Lạt từ loại nhiên liệu có độ dầu cao 36% sang loại nhiên liệu có độ dầu thấp 19,75%. Uranium là nhiên liệu được sử dụng trong phần lớn các lò phản ứng hạt nhân trong đó có lò ở Đà Lạt, nó được chia thành hai loại: loại có độ dầu thấp và độ dầu cao. Loại nhiên liệu uranium sản xuất ở Nga được dùng từ thập niên 1980 cho đến những năm gần đây tại lò Đà Lạt chứa hàm lượng uranium là 36%, được gọi là uranium độ dầu cao. Còn loại nhiên liệu mới thì chứa hàm lượng uranium gần hoặc dưới 20%, được gọi là uranium độ dầu thấp.
Về lý thuyết, nhiên liệu có độ dầu cao có thể có nguy cơ lớn được khai thác để chế biến thành nhiên liệu cho vũ khí nguyên tử. Do đó mà từ những năm 1978 do quan ngại vấn đề này nên Mỹ là nước đi đầu và kêu gọi các quốc gia có nhà máy điện hạt nhân thực hiện việc dùng uranium thấp dưới 20%. Vì vậy việc chuyển đổi nhiên liệu tại lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt là một phần trong nỗ lực chung của ba nước Việt Nam, Nga, Mỹ và Cơ quan Năng lượng Quốc tế nhằm tăng cường sử dụng hạt nhân cho mục đích hòa bình và giảm thiểu các nguy cơ mất an toàn cho thế giới từ nguồn nhiên liệu uranium dầu.
Từ năm 2007 đến tháng 5/2013, lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt đã từng bước giao trả và vận chuyển về Nga các thanh nhiên liệu có độ giàu cao. Đợt 1 của dự án được thực hiện bằng việc trao trả cho Nga 35 thanh uranium có độ giàu cao chưa qua sử dụng vào năm 2007. Đến tháng 7/2013, Việt Nam đã vận chuyển và trao trả 106 thanh uranium từ lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt cho phía Nga dưới sự giám sát nghiêm ngặt của đại diện Cơ quan Năng lượng Quốc tế và hơn 40 chuyên gia hạt nhân của Mỹ và Nga. Đây là đợt thứ hai của dự án trao trả 141 thanh uranium cho Nga.
Những thành tựu đạt được
Thông thường, nói đến chất phóng xạ chúng ta sẽ nghĩ đến một chủ đề mang tính thời sự về các vụ thử vũ khí và những sự cố của các nhà máy điện hạt nhân, cũng như những ảnh hưởng lâu dài của nó đối với sức khỏe của con người. Nhưng ngoài các vấn đề trên thì chất phóng xạ còn là một báu vật không thể thiếu để chẩn đoán và điều trị các loại bệnh đặc biệt là ung thư.
Nhắc tới lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt phải kể đến thành tựu vượt bậc trong nghiên cứu sản xuất chất độc vị và dược chất phóng xạ phục vụ các cơ sở y tế hạt nhân trong việc khám và điều trị bệnh ung thư .
Trước thời điểm bùng phát dịch Covid-19 hàng năm Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt là nơi cung cấp 40% chất đồng vị phóng xạ cho các cơ sở y tế hạt nhân trong nước. Phần còn lại buộc phải nhập khẩu từ nước ngoài nhưng khi đại dịch Covid bùng phát trên toàn cầu đã khiến cho mọi thứ xáo trộn ngay cả công tác khám và chữa bệnh. Không thể ra nước ngoài điều trị ung thư, những người mắc phải căn bệnh quái ác này phải đổ dồn về các cơ sở y tế lớn trong nước điều này đã khiến cho các bệnh viện chuyên điều trị ung thư tăng vọt về số bệnh nhân nhưng chất đồng vị phóng xạ phục vụ cho khám và điều trị bệnh lại bị thiếu hụt nghiêm trọng.
Bên cạnh đó, dịch bệnh cũng khiến các chuyến bay quốc tế bị cấm hoạt động cũng đồng nghĩa với việc chấm dứt nguồn nhập khẩu các loại đồng vị phóng xạ do không có phương tiện vận chuyển. Ở Việt Nam, hàng vạn bệnh nhân mắc bệnh ung thư hiểm nghèo đã có thể không còn cơ hội sống nếu không có lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt.
Năm 2020, lò đã vận hành khoảng 4.300h gấp gần 3 lần trung bình những năm trước nhưng thực tế thì công suất hoạt động của lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt đã đạt trạng thái tới hạn từ nhiều năm trước, việc nâng thời gian vận hành lò cũng không làm tăng đáng kể chất đồng vị phóng xạ. Để tăng sản lượng thì Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt đã thiết kế thêm hai hốc chiếu trong bụng hoạt tính toán lại động học neutron, vật lý lò đảm bảo các thông số để lò hoạt động an toàn.
Trước đây mẫu được nạp vào bẫy neutron và được chiếu xạ neutron của 140 – 150h liên tục, sau đó lấy ra để sản xuất thuốc phóng xạ nhưng sau khi cải tiến thì mẫu được đưa vào các hốc chiếu trung tâm có thông lượng neutron cao nhất, đồng thời được nạp vào các hốc chiếu ở ngoài biên vùng hoạt với việc chiếu xạ luân phiên theo mốc thời gian nhất định ở hốc trung tâm và hốc ngoài biên thì mỗi mẫu được chiếu xạ khoảng 180h mà chỉ cần hoạt động 4 ngày liên tục thay vì hơn 7 ngày như trước đây.
Trong cái khó thì sự cải tiến đột phá về kỹ thuật của những con người làm khoa học thầm lặng đã giúp lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt tăng vọt số lượng đồng vị phóng xạ, đáp ứng 90% nhu cầu của các cơ sở y tế hạt nhân trong nước. Thậm chí có thời điểm Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt đã cung cấp đến 100% dược phóng xạ cho các cơ sở y tế, nhờ đó mà công tác khám và chữa bệnh ung thư không bị gián đoạn trong bối cảnh toàn thế giới bị xáo trộn vì đại dịch. Giá đồng vị phóng xạ do Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt cung cấp cũng chỉ bằng một nửa so với nhập khẩu. Chính sự cải tiến táo bạo trong thời điểm quyết định đầy khó khăn không chỉ làm tăng vọt số lượng thuốc phóng xạ trong mỗi đợt sản xuất, hoàn thành sứ mệnh phục vụ người bệnh mà Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt còn giảm thời gian vận hành lò cho mỗi đợt từ 150h xuống còn 85 – 90h.
Hiện nay, tình hình đại dịch đã được kiểm soát cứ mỗi tháng một lần lò phản ứng hạt nhân lại hoạt động liên tục trong 130h để phục vụ các nghiên cứu về vật lý hạt nhân, ứng dụng công nghệ hạt nhân trong đời sống, sản xuất một số đồng vị phóng xạ để phục vụ các chẩn đoán hình ảnh phức tạp trong y học, bào chế dược phẩm và cung cấp cho các bệnh viện như Ung Bướu, Chợ Rẫy, Bạch Mai,…. để chữa các bệnh hiểm nghèo như các bệnh về tuyến giáp, ung thư.
Ngoài ra, hoạt động của lò còn đóng vai trò quan trọng trong việc đào tạo nhân lực bậc cao chuyên ngành hạt nhân. Với những kỳ tích đạt được trong quá trình khôi phục, mở rộng công suất, vận hành đạt thông số tới hạn, đảm bảo an toàn tuyệt đối trong suốt 36 năm qua, sản xuất dược chất phóng xạ với giá thành thấp nhất.
Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt cho thấy Việt Nam đã hoàn toàn có thể làm chủ được các vấn đề của khoa học và công nghệ hạt nhân trong sản xuất các loại dược chất phóng xạ thay thế nhập khẩu đáp ứng cho các nhu cầu trong nước và xuất khẩu. Hiện nay dịch chuyển sản xuất dược chất phóng xạ tại lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt đã được Bộ Y tế cấp chứng nhận GAP kèm theo visa lưu hành.
T.P