Hai mươi năm lò phản ứng hạt nhân Đà lạt

Phạm Duy Hiển

Đúng hai mươi năm trước đây, lò phản ứng hạt nhân Đà lạt đã được khôi phục, mở rộng và hoạt động trở lại. Nói thế cho chặt chẽ, song thật ra đó là một lò phản ứng hoàn toàn mới. Hai mươi năm là hai chu kỳ xoay vần trong đời người theo dịch học. Hai mươi năm cũng là khoảng cách giữa hai thế hệ - thế hệ thầy và trò trong khoa học. Một khoảng thời gian đủ dài để những hạt giống nảy mầm ngày trước đâm hoa kết quả, và quả chín đã sẵn sàng chờ ngày gieo hạt cho mùa sau. Đây cũng là dịp để chiêm nghiệm đường đi nước bước trong quá khứ, lượng định những thách thức trong tương lai đối với một ngành KHCN cao chứa đựng nhiều yếu tố bất định. Hai mươi năm cũng đủ dài để những gì được đặt nền móng từ buổi khởi đầu vượt qua bao thử thách của thời gian đọng lại thành truyền thống, tạo nên bản sắc riêng của một cơ sở khoa học.

Đây cũng chính là thời kỳ chuyển mình mạnh mẽ của đất nước và toàn thế giới. Liên xô, nước cung cấp lò phản ứng Đà lạt, đã tan rã, chấm dứt vai trò đối tác quốc tế chính của chúng ta trong một thời gian dài.

Bối cảnh

Cũng chính trong thời gian qua, khoa học hạt nhân trên thế giới đã uốn sang một chiều hướng mới. Trong hai thập kỷ 1970 và 1980, 195 lò phản ứng nghiên cứu đã đóng cửa, thay vào đó chỉ có 128 lò mới. Sang thập kỷ chín mươi, 71 lò đóng cửa và 23 lò mới, phần lớn được xây dựng ở các nước đang phát triển. Đương nhiên, quy mô nghiên cứu cơ bản và ứng dụng trên lò phản ứng đã thu hẹp đi rất nhiều trên phạm vi toàn cầu. Kỹ thuật hạt nhân và chất phóng xạ vẫn được ứng dụng rộng rãi, nhưng phải cạnh tranh gay gắt với các kỹ thuật khác để tồn tại. Trong cuộc cạnh tranh này ai sử dụng chất phóng xạ thường ở vào thế bất lợi.

Về điện hạt nhân (ĐHN), sự cố nghiêm trọng xảy ra năm 1979 ở lò phản ứng Three Mile Island của Mỹ đánh dấu một bước ngoặt về tốc độ phát triển. Bảy năm sau, sự chống đối ĐHN trong dân chúng ở các nước phương Tây lại càng mạnh hơn khi xảy ra thảm hoạ Chernobyl ở Liên xô. Khác với sự cố Three Mile Island, trong thảm hoạ Chernobyl một lượng lớn chất phóng xạ đã thoát ra ngoài môi trường, gây tử vong cho dân chúng và ô nhiễm môi trường trên toàn châu Âu. Chẳng phải ngành hạt nhân bị tai tiếng mà người ta buộc phải xem xét lại mức độ an toàn của ĐHN. Bản thân công nghệ ĐHN cũng thật sự có vấn đề, ngoài khó khăn chưa có phương án giải quyết chất thải phóng xạ. Tại nhiều nước phương Tây, trước hết là Mỹ, nước có công suất và sản lượng ĐHN cao nhất thế giới, kế hoạch xây các nhà máy mới bị đình hoãn. Thuỵ điển, Thuỵ sĩ, Đức v.v... từ bỏ con đường ĐHN. Nước Áo, Philippines, xây xong nhà máy ĐHN rồi để đó, chấp nhận các phí tổn bảo dưỡng. Tổng thống Mỹ Reagan còn ra lệnh đình chỉ chương trình phát triển lò nơ trôn nhanh và xử lý các thanh nhiên liệu đã cháy trong lò nơ trôn nhiệt để điều chế plutonium. Trong khi đó ĐHN vẫn phát triển tương đối nhanh và thuận lợi ở một số nước như Trung quốc, Nam Triều tiên và Ấn độ.

Hiệp định cấm lan chuyền vũ khí hạt nhân NPT tác động toàn diện đến các mối quan hệ quốc tế. Những nước đang phát triển rất khó tiếp cận với các tri thức và thiết bị hạt nhân được xem là lưỡng dụng hoặc nhạy cảm. Đào tạo chuyên gia trình độ cao về công nghệ hạt nhân ở các nước tiền tiến không dễ dàng như trước. Các tổ chức quốc tế như IAEA luôn luôn hô hào phát triển nhân lực, trong khi đó lại theo chính sách “mỳ ăn liền”, rút ngắn thời hạn fellowship xuống chỉ còn sáu tháng, rồi ba tháng, mà cũng chỉ cho thực tập những kỹ thuật hạt nhân đơn giản. Nhận thấy sự vô nghĩa và tốn kém của vũ khí hạt nhân, Achentina, Brazil, Nam Phi v.v.. đến thập kỷ chín mươi đã từ bỏ các mục tiêu quân sự. Nhưng các nước lớn vẫn không ngăn chặn được Ấn độ và Pakistan chính thức gia nhập câu lạc bộ hạt nhân đúng vào năm 2000. I rắc, I ran, Bắc Triều tiên và Lybia cũng phát triển vũ khí hạt nhân, lợi dụng mạng lưới chợ đen quốc tế được hình thành sau khi Liên xô sụp đổ. Từ bài học gần đây về Lybia, I rắc, I ran, các nước lớn và IAEA đã siết chặt hơn nữa hệ thống viện trợ kỹ thuật dưới chiêu bài chống khủng bố.

Xây dựng đội ngũ và môi trường khoa học

Những bối cảnh quốc tế trên đây đã tác động không nhỏ đến quá trình xây dựng đội ngũ hạt nhân. Hai mươi năm trước đây, hơn 150 cán bộ khoa học kỹ thuật đã được tập hợp về Đà lạt làm việc xung quanh lò phản ứng. Lớp trên trong đội ngũ này gồm có hơn mười người có trình độ tiến sỹ, tốt nghiệp ở Liên xô và Pháp. Đây là lớp trụ cột, trực tiếp dắt dẫn số đông còn lại, chủ yếu là sinh viên xuất sắc lấy từ các trường đại học Tổng hợp và Bách khoa trong nước. Ngoài ra còn có vài chục trung cấp kỹ thuật. Một đội ngũ khoa học thật lý tưởng, nếu xét điều kiện địa lý của một thành phố cao nguyên như Đà lạt. Mọi người đều hăm hở lao vào xây dựng một ngành khoa học mới cho đất nước.

Lớp trên được đào tạo khá bài bản, thường là từ năm đến mười năm, tại các trung tâm hạt nhân lớn trên thế giới như Dubna. Ngày nay những người được đào tạo kỹ như thế rất hiếm. Được trang bị kiến thức cơ bản tốt, lại được tiếp cận với những nhà khoa học hạt nhân tầm cỡ quốc tế trong một thời gian dài, lớp cán bộ chủ chốt của lò phản ứng Đà lạt đã có đủ khả năng lãnh đạo các tập thể khoa học bảo đảm vận hành lò an toàn và triển khai ứng dụng có kết quả các kỹ thuật hạt nhân. Tuy không ai từng được đào tạo chuyên sâu về lò phản ứng hạt nhân, nhưng chỉ sau một thời gian ngắn lực lượng tại chỗ đã làm chủ hoàn toàn công tác vận hành và khai thác lò phản ứng. Sau một năm, những chuyên gia Liên xô giúp vận hành lò đã có thể yên tâm rời khỏi Đà lạt.

Tập hợp những cán bộ khoa học có năng lực và hoài bão lại chưa chắc có thể trở thành một đội ngũ mạnh nếu thiếu môi trường khoa học lành mạnh. Nhiệm vụ bảo đảm an toàn lò phản ứng với những quy trình vận hành nghiêm ngặt lại càng đòi hỏi môi trường khoa học nghiêm túc. Vì vậy tạo ra không khí học thuật sôi động, nhu cầu sáng tạo và bảo đảm chất lượng ở mọi người, tính trung thực và cộng đồng trách nhiệm là những mục tiêu sống còn đối với Viện NCHN Đà lạt. Đó phải là mối quan tâm hàng đầu của những người lãnh đạo. Rất tiếc là cùng với sự lão hoá của mình, lò phản ứng ngày càng không đủ sức hấp dẫn để duy trì nhiều thế hệ khoa học trước cơn lốc của cơ chế thị trường. Xã hội không mất họ, nhưng ngành hạt nhân bị thua thiệt vì sự ra đi của họ.

Hai phương châm tự đào tạo

Liên xô chỉ giúp ta xây lò phản ứng, còn sử dụng nó để làm gì thì chưa được bàn đến trong quá trình đàm phán. Lò xây xong mà trong gian nhà lò và xung quanh không có các thiết bị nghiên cứu và khai thác. Mãi đến khi lò bắt đầu vận hành, Liên xô mới chấp nhận nghiên cứu thiết kế cơ sở sản xuất dược chất phóng xạ và phòng thí nghiệm phân tích kích hoạt nơ trôn. Nhưng rồi bản thiết kế đó cũng không được Viện NCHN thông qua. Nó quá đồ sộ, tốn kém và phải mất ít nhất bốn năm mới xây dựng xong. Chả lẽ trong thời gian đó để lò nằm yên và hàng trăm cán bộ khoa học lại phải tiếp tục xông ra công trường xây dựng? Vào thời ấy, chủ trương bác bỏ một thiết kế của Liên xô là việc làm rất không bình thường. Song chính nhờ chủ trương đó, mà cán bộ của Viện nghiên cứu hạt nhân Đà lạt mới tự lực vươn lên xây dựng các phòng thí nghiệm khai thác lò phản ứng. Đó là thời kỳ mà mọi người, từ trên xuống dưới, đều tự đào tạo mình để trưởng thành.

Làm để học (learning by doing) là phương châm quán triệt để đào tạo và xây dựng đội ngũ. Với phương châm này, bất cứ kỹ thuật hạt nhân nào thích hợp với lò phản ứng công suất thấp mà không đòi hỏi đầu tư cao lắm đều được thử nghiêm, từ khâu thiết kế, lắp ráp rồi vận hành cho đến ứng dụng đại trà trong trường hợp có nhu cầu của thị trường. Xưởng cơ khí do Liên xô trang bị để phục vụ quá trình lắp ráp lò phản ứng được phát huy tác dụng. Ngoài ra, một xưởng lắp ráp điện tử nhỏ cũng được xây dựng để đáp ứng yêu cầu lắp ráp các thiết bị điện tử hạt nhân.

Nhưng học ai và bằng cách nào? Trong điều kiện thiếu “thầy”, cách học khả dĩ nhất là bắt chước (imitation). Bắt chước và vận dụng sáng tạo những gì được mô tả trong các tài liệu khoa học có trong tay hoặc những gì tai nghe mắt thấy trong những dịp may mắn được tiếp xúc với các cơ sở nghiên cứu ở nước ngoài. Thời ấy chưa có internet nên những thông tin hiếm hoi trên các tài liệu khoa học là vô giá. Các đề án viện trợ kỹ thuật của IAEA đã giúp thêm tri thức, thiết bị vật tư hiện đại, nhất là từ các nước phương Tây mà trước những năm tám mươi ta hoàn toàn không có điều kiện tiếp cận. Nhờ đó mà mặc dù kinh phí khoa học quá ít ỏi, nhiều phòng thí nghiệm đã được dựng lên sau một thời gian ngắn và có thể hoạt động ngay (vào những năm cuối thập kỷ tám mươi, Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà lạt với quân số ngót 300 người chỉ được nhà nước cấp khoảng sáu, bảy trăm triệu đồng hằng năm để chi cho toàn bộ hoạt động, kể cả lương, ít hơn mười lần mức kinh phí hiện nay với quân số chưa đầy hai phần ba). Theo phương châm bắt chước có sáng tạo Viện NCHN Đà lạt đã sản sinh ra hơn 50 công trình khoa học được công bố trên các tạp chí quốc tế, chưa kể đến hàng trăm công trình báo cáo ở các hội nghị quốc tế và trong nước.

Với mục đích đào tạo đội ngũ theo hai phương châm làm để họcbắt chước có vận dụng sáng tạo, rất nhiều đề tài sử dụng nơ trôn của lò phản ứng đã được triển khai mà không quá câu nệ liệu kỹ thuật đó sẽ được thị trường đón nhận như thế nào. Tuy nhiên, mục tiêu thị trường của các kỹ thuật hạt nhân vẫn là mối quan tâm thường xuyên. Chẳng hạn, các chuyên gia về bán dẫn đã trực tiếp đến Đà lạt nghiên cứu quá trình pha tạp phốt pho vào đơn tinh thể silic trong lò phản ứng hạt nhân để chế tạo đi ốt và thyristor. Tuy linh kiện bán dẫn không được sản xuất ở nước ta, nhưng đề tài đã để lại nhiều tri thức công nghệ trong cả hai lãnh vực hạt nhân và bán dẫn.

Có thể nói chỉ trong vòng sáu năm sau khi khánh thành lò phản ứng, tập thể khoa học ở Viện NCHN vừa baỏ đảm vận hành lò an toàn, vừa xây dựng lên bốn phương hướng R&D chính có đầy đủ đội ngũ khoa học, cơ sở thí nghiệm và thị trường. Các phương hướng này đã trở thành độc đáo, truyền thống của Viện NCHN Đà lạt, làm cho Viện trở thành một địa chỉ tin cậy, một thương hiệu có uy tín, mặc dù đội ngũ khoa học luôn biến động và giảm đi rất nhiều so với ngày đầu. Năm 1991, sau khi thăm VN, TS Hans Blix, TGĐ IAEA đã nói với các nhà lãnh đạo nước ta rằng lò phản ứng Đà lạt là một trong những lò phát huy hiệu quả tốt nhất trong các nước đang phát triển.

Điều chế dược chất phóng xạ đã trở thành hoạt động định kỳ thường xuyên với quy mô ngày càng mở rộng, trực tiếp tạo điều kiện xây dựng nên ngành y học hạt nhân của Việt nam. Nếu trước thập kỷ tám mươi cả nước chỉ có ba bệnh viện, hằng năm sử dụng chưa đầy 2 Ci (cu ri) dược chất phóng xạ nhập nội, thì đến cuối thập kỷ chín mươi lò phản ứng Đà lạt đã cung cấp hằng năm trên 150 Ci cho 20 trung tâm y học hạt nhân từ nam chí bắc. Ngành y học hạt nhân ngày nay đã có nhiều thiết bị hiện đại như máy gia tốc, máy cắt lớp v.v...

Các chất phóng xạ đánh dấu điều chế trên lò phản ứng được sử dụng để nghiên cứu quá trình vận chuyển sa bồi ở cảng Hải phòng, Cần thơ; vận chuyển nước ngầm ở đồng bằng sông Cửu long, nước thấm qua các đập thuỷ điện Trị an, Hoà bình; vận chuyển dầu và nước trong các địa tầng ở độ sâu hàng nghìn mét phục vụ công tác thăm dò và khai thác dầu khí. Kỹ thuật đánh dấu phóng xạ có sẵn trong môi trường như 137Cs (do các vụ thử vũ khí hạt nhân trước những năm 1960), 210Pb (do phân rã uranium trong đất đá) đã nhận được nhiều hợp đồng lớn về nghiên cứu quá trình bồi tích ở các hồ chứa nước, xác định tốc độ bồi tích và chỉ ra mối quan hệ với quá trình xói mòn trên lưu vực.

Ngay trước khi lò phản ứng hoạt động, công nghệ bức xạ sử dụng nguồn gamma 16000 Ci do IAEA viện trợ đã được nghiên cứu để khử trùng và làm biến tính vật liệu. Các nghiên cứu ở quy mô phòng thí nghiệm đã triển khai thành cơ sở chiếu xạ khử trùng tại Linh xuân, Thủ đức. Cơ sở chiếu xạ này đã thu hồi vốn sau ba năm hoạt động, một kết quả thương mại hoá các sản phẩm khoa học thành công nhất của ngành hạt nhân. Công nghệ bức xạ hiện nay đang phát triển rất mạnh ở nước ta, thu hút đầu tư từ các công ty ngoài ngành hạt nhân. Nhưng cái nôi của nó vẫn là Viện NCHN Đà lạt.

Đầu tư cho lò phản ứng hạt nhân Đà lạt có đáng không?

Không thể nói hết nhiều kết quả khoa học khác do lò phản ứng Đà lạt mang lại. Càng không thể đề cập đến bao nhiêu khó khăn, thất bại hoặc tất yếu do khách quan hoặc không đáng có do chủ quan. Nhưng cuối cùng một câu hỏi vẫn phải đặt ra. Vậy thì đầu tư cho lò phản ứng hạt nhân Đà lạt có đáng không?

Theo thời giá hiện nay đầu tư ban đầu cho riêng lò phản ứng có thể lên đến 20 triệu USD. Đầu tư cho trang thiết bị các phòng thí nghiệm từ các nguồn kinh phí nội địa và viện trợ quốc tế ước tính 10 triệu USD. Cần tính thêm 5 triệu USD nữa do nhà nước đầu tư trong 20 năm qua cho bộ máy và các hoạt động R&D. Nếu xét trên quan điểm kinh tế đơn thuần thì tổng sản phẩm của Viện NCHN Đà lạt được đưa ra thị trường thấp hơn rất nhiều so với con số 35 triệu USD nói trên. Nhưng nếu xét trên quan điểm đào tạo nhân lực và sản phẩm trí tuệ thì đáp số sẽ hoàn toàn đổi dấu. Không ai có thể tính giá trị của tri thức KHCN ra tiền bạc, nhưng cũng có một cách tiếp cận khá thuyết phục như sau. Theo một kết quả phân tích hoạt động R&D gần đây ở nhiều nước trên thế giới (xem P. D.Hiển, Tia sáng số tháng 9, 2003) thì đầu tư để sản sinh ra một công trình khoa học có thể công bố được trên các tạp chí quốc tế dao động từ 0,115 triệu USD (Trung quốc) đến 0,96 triệu USD (Mỹ) và 2,95 triệu USD (Nhật) . Trong 20 năm qua, từ cái nôi lò phản ứng Đà lạt đã sản sinh ra ít nhất 50 công trình khoa học công bố trên các tạp chí quốc tế. Mà 50 công trình tầm cỡ quốc tế cũng chỉ là một phần nhỏ trong “cái được” về đào tạo nhân lực.

Nếu đem tất cả thành công và thất bại của lò phản ứng Đà lạt ra làm bài học, và học một cách nghiêm túc, thì cái lợi nhất định còn lớn hơn nhiều.