Tiềm năng ứng dụng dân sự và khoa học của bốn công nghệ quan trắc của tổ chức CTBTO

Tổ chức cấm thử hạt nhân toàn diện sử dụng 4 công nghệ, gồm điạ chấn, thủy âm, hạ âm, hạt nhân phóng xạ trong mạng quan trắc quốc tế của mình nhằm phát hiện vụ nổ thử hạt nhân trên trái đất nếu nó được thực hiện, với mục tiêu kiểm chứng sự tuân thủ Hiệp ước CTBT.

     Hiện tại mạng quan trắc quốc tế của CTBTO đang được lắp đặt, hoàn thành hơn 85% và đã cung cấp số liệu cho các quốc gia thành viên từ hơn 10 năm nay.

     Mặc dù mục tiêu chính của mạng quan trắc là kiểm chứng sự tuân thủ Hiệp ước, các số liệu của mạng quan trắc này đang được tổ chức CTBTO khuyến kích các nước thành viên sử dụng trong các ứng dụng dân sự và nghiên cứu khoa học. Dưới đây là các ứng dụng tiềm năng của các số liệu từ mạng quan trắc của CTBTO.

Công nghệ địa chấn

Trạm quan trắc địa chấn chính số 47, tại Mina, Nevada, Hoa Kỳ​

Công nghệ địa chấn có thể giúp nhanh chóng thu thập và phổ biến số liệu về động đất, đặc biệt là các trận động đất có khả năng tạo ra sóng thần, để giúp và hỗ trợ việc quản lý thảm họa thiên tai và các nỗ lực ứng phó. Dữ liệu địa chấn từ trạm quan trắc của CTBTO có thể rất có ích cho các nghiên cứu về cấu trúc của trái đất. Dữ liệu địa chấn có thể giúp điều tra, nghiên cứu các vụ tai nạn máy bay thông qua việc cung cấp dữ liệu chính xác về thời gian và địa điểm.

     Hiện nay, CTBTO đã ký các thỏa thuận với 9 quốc gia cho phép sử dụng số liệu địa chấn của mạng quan trắc địa chấn của CTBTO cho mục đích cảnh báo sóng thần. Hàn Quốc vừa ký với tổ chức CTBTO thỏa thuận như vậy ngày 30/10/2012. Các chuyên gia địa chấn, sóng thần của các trung tâm cảnh báo sóng thần của các quốc gia và các trung tâm cảnh báo sóng thần vùng đánh giá rằng số liệu địa chấn của CTBTO đang đóng góp ngày càng nhiều cho việc bảo vệ và giảm thiểu thiệt hạt về người và của từ động đất và sóng thần.

     Các vụ tai nạn máy bay lớn gây ra tín hiệu địa chấn tương đương với trận động đất cường độ nhỏ. Do vậy, các số liệu địa chấn cũng đã được sử dụng để xác định vị trí máy bay rơi do tai nạn. Năm 1988, khi chiếc máy bay Pan Am Boeing 747 bị rơi gần thị trấn Lockerbie Scotland, một trạm theo dõi địa chấn tại Eskdalemuir ở Scotland, Vương quốc Anh, đã ghi nhận được sự kiện này như là một sự kiện địa chấn. Mặc dù vị trí của vụ tai nạn đã nhanh chóng được xác định bởi những người chứng kiến ​​và đống đổ nát của vụ tai nạn, các dữ liệu địa chấn đã cung cấp số liệu chính xác về thời gian vụ tai nạn.

     Một trường hợp tương tự xảy ra mười năm sau, năm 1998, thời gian chính xác của vụ tai nạn máy bay Air MD11 Thụy Sĩ gần Halifax, Canada, chỉ có thể được xác địng chính xác bằng cách sử dụng các dữ liệu địa chấn.

Công nghệ thủy âm

Trạm thủy âm số 05, tại Guadeloupe, Pháp

     Các dữ liệu thủy âm có thể hỗ trợ nghiên cứu các quá trình của đại dương và đời sống của sinh vật biển, chẳng hạn như quần thể cá voi và các loại mô hình di trú. Dữ liệu thủy âm cũng có thể giúp cho việc nghiên cứu biến đổi khí hậu. Có thể thực hiện dự đoán và đánh giá thời tiết tốt hơn với sự trợ giúp của dữ liệu thủy âm . Các dữ liệu thủy âm có thể góp phần giảm thiểu thiên tai thông qua việc thu thập và phổ biến các dữ liệu về sóng thần. An toàn vận chuyển đường biển có thể được cải thiện bằng cách quan trắc các vụ nổ núi lửa dưới nước, vỡ núi băng và tạo ra các núi băng lớn trên biển, …

11 Trạm thủy âm quan trắc trên các đại dương làm tăng sự an toàn vận chuyển đường biển bằng cách cung cấp thông tin về việc vỡ của các núi băng

Công nghệ hạ âm

Tram hạ âm số 55, tại Windless Bight, Antarctica, Hoa Kỳ

     Công nghệ Hạ âm có thể giúp phát hiện các vụ nổ núi lửa và do đó đóng góp vào sự an toàn cho vận chuyển hàng không. Nó cũng có thể hỗ trợ trong việc phát hiện một loạt các sự kiện nhân tạo và tự nhiên khác trên bề mặt trái đất, bao gồm cả vụ nổ hóa học, các khối thiên thạch bay vào khí quyển, các cơn bão lớn, nghiêm trọng và hiện tượng cực quang. Bằng cách hỗ trợ các nghiên cứu về các hiện tượng khí tượng, dữ liệu hạ âm có thể góp phần vào việc nghiên cứu biến đổi khí hậu

Núi lửa Augustine, ở Alaska, Hoa Kỳ

Hiện có 600 núi lửa đang hoạt động trên thế giới, vì thế vấn đề an toàn hàng không liên quan đến hoạt động của núi lửa được đưa vào chương trình nghị sự giảm nhẹ thiên tai. Những đám tro lớn từ các vụ phun trào núi lửa có thể làm cho động cơ phản lực trục trặc hoặc thậm chí bị dừng hoàn toàn. Ông Hein Haak, Trưởng Phòng Địa chấn học, Viện Khí tượng Hoàng gia Hà Lan cho biết điều này đã xảy ra bốn lần kể từ năm 1982, các hãng hàng không nhận thức rất rõ về mối nguy hiểm do tro núi lửa gây ra và họ cần phải được thông báo về bất kỳ sự hoạt động nào của núi lửa trên thế giới. Công nghệ hạ âm của CTBTO có thể hỗ trợ trong việc phát hiện các vụ phun trào núi lửa bằng cách ghi nhận các sóng âm thanh tần số âm rất thấp phát ra từ các vụ phun trào này.

 Công nghệ hạt nhân phóng xạ

Trạm hạt nhân phóng xạ 64, tại Dar es Salaam, Tanzania

Công nghệ hạt nhân phóng xạ có thể đóng góp cho việc nghiên cứu mức phóng xạ phông trên toàn thế giới. Công nghệ này còn có tiềm năng hỗ trợ nghiên cứu biến đổi khí hậu bằng cách cung cấp kho lưu trữ mẫu cho nghiên cứu lịch sử của các chất gây ô nhiễm và vi sinh vật. Các mô hình khí tượng được phát triển để theo dõi sự phát tán hạt nhân phóng xạ trong khí quyển có thể được sử dụng để theo dõi sự phát tán các chất ô nhiễm trong không khí. Dữ liệu từ các trạm quan trắc hạt nhân phóng xạ có thể cung cấp thông tin quan trọng về tai nạn hạt nhân và giúp cung cấp số liệu hoạt độ phóng xạ nhanh chóng để vẽ sơ đồ phân tán của chất phóng xạ, giúp cho công tác ứng phó sự cố trên phạm vi rộng có hiệu quả hơn.

     Số liệu hạt nhân phóng xạ của CTBTO được nhiều quốc gia tham khảo và sử dụng trong quá trình tai nạn hạt nhân ở nhà máy điện Fukushima, Nhật Bản tháng 3/2011. Hàm lượng hạt nhân phóng xạ xác định bởi các trạm quan trắc hạt nhân phóng xạ của CTBTO và hình ảnh mô phỏng sự lan truyền của hạt nhân phóng xạ cho ta biết mức độ nguy hại cũng như hướng di chuyển của các đám mây phóng xạ. Ngoài ra, các hạt nhân phóng xạ xác định được cho các nhà khoa học cơ hội đánh giá tình trạng thực đang diễn ra trong các lò phản ứng bị tai nạn.

     Tổ chức CTBTO, hợp tác với các tổ chức quốc tế khác, hàng năm tổ chức các hội nghi, hội thảo khoa học quốc tế về các công nghệ quan trắc cũng như các ứng dụng chúng trong nghiên cứu khoa học và dân sự nhằm phổ biến và tăng cường khả năng khai thác các số liệu của CTBTO.

Trung tâm dữ liệu quốc gia cho Hiệp ước Cấm thử hạt nhân toàn diện,

Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân