Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị chiếu xạ gamma dùng nguồn phóng xạ đã qua sử dụng

Tại Việt Nam, việc ứng dụng năng lượng nguyên tử vì mục đích hòa bình đã có mặt rộng rãi ở rất nhiều lĩnh vực góp phần không nhỏ thúc đẩy sự nghiệp phát triển kinh tế-xã hội của đất nước. Việt Nam hiện có 22 cơ sở y tế điều trị ung thư và 04 trung tâm chiếu xạ công nghiệp sử dụng nguồn Cobalt 60.

Các nguồn phóng xạ này sau khi hết khả năng sử dụng trong các mục đích nêu trên thì hoạt độ của chúng còn hàng trăm Curie và mức liều chiếu này vẫn có thể phục vụ cho các mục đích khác; trong đó, nghiên cứu tạo giống trong nông nghiệp là một trong số các lĩnh vực có thể sử dụng chúng. Do đó, chúng ta có thể tận dụng các nguồn này để nghiên cứu chế tạo ra các thiết bị sử dụng chúng phục vụ cho mục đích nghiên cứu mới, thay vì phải bỏ ra khoản kinh phí khá lớn để nhập khẩu thiết bị mới với tính năng tương tự.

Với mong muốn đẩy mạnh phát triển ứng dụng bức xạ trong nông nghiệp đại diện lãnh đạo Viện Năng lượng nguyên tử và Viện Di truyền nông nghiệp đã ký Bản ghi nhớ hợp tác nghiên cứu. Theo đó, hai bên sẽ hợp tác nghiên cứu thiết kế, chế tạo các hệ thống thiết bị, công cụ ứng dụng phóng xạ, đồng vị phóng xạ, các kỹ thuật hạt nhân trong nghiên cứu nông nghiệp cũng như hỗ trợ đào tạo nhân lực, thúc đẩy các hoạt động hợp tác quốc tế về ứng dụng phóng xạ và đồng vị phóng xạ trong nông nghiệp tại Việt Nam. Chính vì vậy, nhóm đề tài Trung tâm Đánh giá không phá hủy (NDE), Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam do TS. Nghiêm Xuân Khánh làm chủ nhiệm đã được Bộ Khoa học và Công nghệ phê duyệt thực hiện nhiệm vụ: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị chiếu xạ gamma dùng nguồn phóng xạ đã qua sử dụng”. Đây là nhiệm vụ có tầm quan trọng, mang ý nghĩa trong thực tiễn và đặc biệt cần thiết trong việc phát triển ngành nông nghiệp Việt Nam.

Sau một thời gian triển khai thực hiện, nhóm đề tài đã thu được một số kết quả như sau:

1. Trung tâm NDE đã thiết kế và chế tạo thành công hệ thiết bị chiếu xạ gamma để chuyển giao cho Viện Di truyền nông nghiệp với mục đích chiếu xạ đột biến chọn giống cây trồng. Ngoài ra, có thể tiến hành nhiều ứng dụng khác như nghiên cứu vật liệu, thử nghiệm/kiểm tra vật liệu. Đây là thiết bị chuyên dụng (dạng gamma cell) đầu tiên mà VINATOM chuyển giao cho ngành nông nghiệp với hy vọng và mong muốn góp phần thúc đẩy việc ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong các ngành KT-XH ở Việt Nam.

2. Chiếu xạ gamma đã gây ra hàng loạt các biến dị kiểu hình của giống đậu tương ở thế hệ M1 và M2 với liều chiếu xạ có phổ biến dị rộng nhất là 200Gy. Tần số biến dị có xu hướng tăng theo chiều tăng liều chiếu xạ, đạt cao nhất ở 250 Gy (58,5%). Tiếp tục chọn lọc cá thể, dòng đột biến làm vật liệu cho chọn tạo giống đậu tương mới ở các thế hệ tiếp theo. Ngoài việc chiếu xạ đậu tương, lúa; nhộng ruồi cũng đã được thử nghiệm với liều chiếu 90 Gy cho viện Bảo vệ thực vật cho mục đích nghiên cứu triệt sản côn trùng (ngày 7/5/2019).

3. Thiết bị sử dụng nguồn Co-60 có hoạt độ 236 Ci (ngày 06/8/2018), như vậy có thể sử dụng trong khoảng 15 năm tới (khoảng 3 lần chu kỳ bán hủy của Co-60).

4. Với việc thực hiên đề tài nhóm nghiên cứu cũng đã trưởng thành rất nhiều và tích lũy được khá nhiều kinh nghiệm quý báu, điều này rất có ý nghĩa nội tại cho tương lai.

5. Thông qua công việc này, 01 thạc sĩ (của Trung tâm NDE) và 03 đồ án tốt nghiệp của sinh viên đến từ các trường BKHN và Đại học QG (KHTNHN) đã được thực hiện và cho kết quả rất thực tế và hiệu quả. Ngoài ra, các số liệu thực nghiệm cũng giúp ích hiệu quả cho mục đích sử dụng lâu dài trong chiếu xạ đậu tương, lúa, nhộng ruồi... đối với các nhà sinh học ở Việt Nam.

6. Đề tài cũng góp phần đào tạo và xây dựng đội ngũ nhân viên bức xạ cho Viện Di truyền nông nghiệp nhằm đẩy mạnh và làm chủ trong việc chiếu xạ phục vụ các nghiên cứu về đột biến giống cây trồng.

7. Trên cơ sở kết quả thử nghiệm ban đầu cũng như xu hướng đầu tư của các nước trong khu vực và trên thế giới, viện DTNN đang đề xuất Bộ NN&PTNT xem xét và phê duyệt chủ trương đầu tư 01 hệ gamma room trên mảnh đất có sẵn (150m2) của Viện. Đây là chủ trương đúng đắn và chúng tôi hết sức ủng hộ, mong muốn Bộ NN&PTNT sẽ xem xét, phê duyệt đề xuất này càng sớm càng tốt.

Nhóm đề tài đã bàn giao sản phẩm theo đúng yêu cầu đặt đặt hàng của Viện Di truyền nông nghiệp cũng như đáp ứng đầy đủ các điều kiện để xin cấp phép theo quy định của nhà nước thì thiết bị chiếu xạ gamma dùng nguồn phóng xạ đã qua sử dụng.

Qua nghiên cứu thực nghiệm trên đậu tương DT2012 ở thế hệ M1 và M2 thì thiết bị chiếu xạ đã bước đầu tạo ra vật liệu cho chọn tạo giống đậu tương mới ở các thế hệ tiếp theo. Trong tương lai gần, không chỉ đậu tương mà một số giống khác như hoa, lúa, lạc,... cũng sẽ được chiếu xạ phục vụ chọn tạo giống mới có những tính trạng tốt góp phần thúc đấy ngành nông nghiệp ngày càng phát triển. Thiết bị chiếu xạ gamma dùng nguồn phóng xạ đã qua sử dụng có thể nhỏ bé nhưng nó có thể sẽ mở ra một hướng rất rộng lớn trong tương lai.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 16913/2019) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

P.T.T (NASATI)