Kết quả nghiên cứu Đề tài cấp nhà nước KC.05.16/11-15: “Nghiên cứu chế tạo thiết bị quan trắc cảnh báo phóng xạ”

       Từ tháng 4 năm 2013 đến tháng 3 năm 2016, Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân (KH&KTHN) được giao chủ trì đề tài thuộc Chương trình khoa học và công nghệ trọng điểm cấp nhà nước KC.05.16/11-15: “Nghiên cứu chế tạo thiết bị quan trắc cảnh báo phóng xạ” do TS. Đặng Quang Thiệu làm chủ nhiệm với tổng kinh phí được cấp là 4,1 tỷ đồng. Mục tiêu của đề tài là chế tạo thành công một hệ thiết bị thử nghiệm quan trắc và cảnh báo phóng xạ môi trường phù hợp với điều kiện Việt Nam và có khả năng sản xuất hàng loạt theo nhu cầu của thị trường. Hệ thiết bị sẽ bao gồm ba thiết bị quan trắc cảnh báo phóng xạ ghép nối mạng, chỉ thị màn hình LED và một thiết bị quan trắc phóng xạ sử dụng detector nhấp nháy có hệ thống tự động thu thập mẫu bụi khí và đo phổ tự động. Các thiết bị nói trên sẽ được kết nối với máy tính tại trung tâm điều hành (đặt tại Viện KH&KTHN) thông qua mạng Internet. Trung tâm điều hành sẽ điều khiển toàn bộ hoạt động của toàn mạng và chỉ thị kết quả của mạng quan trắc lên màn hình LCD. Để đạt được mục tiêu nêu trên, nhóm đề tài đã xây dựng và đặt ra các nội dung chính cần thực hiện như sau:

       - Nghiên cứu thiết kế chế tạo ba thiết bị đo quan trắc và cảnh bảo phóng xạ môi trường (bao gồm: nghiên cứu thiết kế điện tử cho hệ đầu đo; nghiên cứu phát triển hệ phân tích nhiều kênh MCA phục vụ cho thiết bị quan trắc và phân tích; nghiên cứu thiết kế hệ thống vi xử lý điều khiển đo đạc, lưu trữ thông tin; nghiên cứu ghép nối hệ thống truyền số liệu và chỉ thị; nghiên cứu thiết kế hệ thống nguồn nuôi cho thiết bị; nghiên cứu phương pháp phân tích phổ gamma và ổn định thông số của thiết bị theo điều kiện môi trường; nghiên cứu phương pháp chuyển phổ thành suất liều; nghiên cứu chuẩn liều thiết bị; khảo sát đánh giá thiết bị; thiết kế chế tạo cơ khí cho thiết bị)

       - Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ hút mẫu tự động và phân tích tự động xác định mức phóng xạ môi trường (bao gồm: nghiên cứu thiết kế hệ bơm hút khí và đo lưu lượng; nghiên cứu thiết kế hệ thống điện tử điều khiển hút khí và chuyển mẫu tự động; nghiên cứu thiết kế khối điện tử đo và điều khiển hệ thống; thiết kế cơ khí hệ thống phân tích tự động phóng xạ môi trường)

       - Thiết kế phần mềm cho vi xử lý, cho máy tính (bao gồm: nghiên cứu viết phần mềm trên chip vi xử lý, thiết kế phần mềm điều khiển thiết bị quan trắc phóng xạ có hệ thống tự động thu thập mẫu bụi khí và đo phổ tự động; nghiên cứu viết phần mềm trên máy tính)

       Sau gần ba năm nghiên cứu, triển khai thực hiện, đến nay, nhóm thực hiện đề tài đã hoàn thành hầu hết các nội dung công việc đặt ra. Cụ thể, nhóm đề tài đã chế tạo thành công ba thiết bị quan trắc online phông phóng xạ môi trường có chỉ thị màn hình LED suất liều hiện tại, thiết bị có thể ghép thành mạng quan trắc thông qua các kết nối TCP/IP, 3G, WIRELESS, số liệu ghi nhận được truyền về trung tâm điều hành và được chỉ thị trên màn hình tại trung tâm. Thiết bị được thiết kế để có thể tận dụng một cách tốt nhất các cơ sở hạ tầng của mạng internet cũng như mạng viễn thông hiện nay. Thiết bị được tích hợp cả hai phương án kết nối là sử dụng đường truyền internet tốc độ cao (ADSL, cáp quang...) và sử dụng kết nối với mạng viễn thông 2,5G/3G (mặc định sẽ sử dụng mạng LAN hoặc Wifi có sẵn tại nơi lắp đặt thiết bị, nếu có sự cố về đường truyền, ngay lập tức hệ thống sẽ khởi động 2,5G/3G để đảm bảo kết nối được liên tục). Hiện nay, 3 thiết bị này đang được cho chạy thử nghiệm. Trong đó, một  thiết bị được đặt tại Sở Khoa học và công nghệ tỉnh Lào Cai, một thiết bị được đặt tại Trạm quan trắc khí tượng Hải Phòng và thiết bị còn lại được đặt tại Trung tâm Chiếu Xạ Hà Nội. Thiết bị quan trắc và cảnh báo phóng xạ được thiết kế dựa trên sơ đồ khối sau:

       Ngoài ra, nhóm đề tài cũng đã chế tạo được một thiết bị quan trắc phóng xạ có hệ thống tự động thu thập mẫu bụi khí và đo phổ tự động. Thiết bị có thể được điều khiển từ xa thời điểm hút khí, lưu lượng khí cần hút, thời gian để mẫu phân rã và thời gian đo mẫu. Giống như thiết bị quan trắc phóng xạ online, thiết bị này cũng có thể lưu trữ số liệu và gửi số liệu về trung tâm điều hành. Mặc dù thiết bị đã được vận hành với đầy đủ thông số như đã đăng ký nhưng có thể nói đây mới chỉ là thiết bị chế tạo thử nghiệm nên vẫn cần phải tiếp tục đầu tư thời gian, kinh phí và công sức để có thể hoàn thiện thiết bị với các tính năng đầy đủ hơn nữa.

       Các kết quả của đề tài đã được báo cáo tại Hội nghị khoa học và công nghệ hạt nhân toàn quốc năm 2015. Bên cạnh đó, nhóm thực hiện đề tài cũng đã có được hai bài báo đăng trên tạp chí chuyên ngành trong nước (01 bài báo được đăng tải tại tạp chí Nuclear Science and Technology của Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam và 01 bài báo đăng tại Tạp chí Communication in Physic của Hội vật lý Việt Nam). Đồng thời, đề tài cũng đã hỗ trợ đào tạo ba thạc sỹ trong đó hai thạc sỹ đã bảo vệ và một thạc sỹ sẽ bảo vệ trong năm 2016. Thông qua đề tài này, các nhà khoa học trong nước đã có cơ hội nâng cao khả năng làm chủ công nghệ, giải quyết vấn đề nội địa hóa các thiết bị quan trắc và cảnh báo phóng xạ môi trường; tạo điều kiện thuận lợi cho công tác quản lý, sử dụng, bảo trì và bảo dưỡng các thiết bị; góp phần vào quá trình xây dựng và phát triển mạng quan trắc và cảnh báo phóng xạ môi trường quốc gia. Nhóm đề tài tin tưởng rằng các sản phẩm tạo ra từ đề tài sẽ hoàn toàn có thể được sản xuất hàng loạt với tính ứng dụng thực tiễn cao, phù hợp với điều kiện khí hậu, môi trường của Việt Nam. Từ những thành công bước đầu của đề tài, nhóm đề tài mong muốn và hy vọng có thể tiếp tục nghiên cứu chế tạo, hoàn thiện các thiết bị này và thương mại hoá sản phẩm.

Phòng Kế hoạch và Hợp tác quốc tế

Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân