Kỹ thuật Hạt nhân là ngành kỹ thuật tập trung giải quyết các bài toán khoa học và ứng dụng các quá trình bức xạ hạt nhân bao gồm hai lĩnh vực chính là:
- Năng lượng hạt nhân (gồm các quá trình giải phóng, kiểm soát và khai thác năng lượng hạt nhân phục vụ sản xuất, đời sống, an ninh quốc phòng)
- Ứng dụng bức xạ và đồng vị phóng xạ trong nghiên cứu, công nghiệp, y học và an ninh quốc gia.
Ngành Kỹ thuật Hạt nhân dựa trên nền tảng kiến thức và các nguyên lý cơ bản của vật lý và toán học nhằm mô tả tương tác và vận chuyển của bức xạ trong môi trường vật chất. Các hiện tượng này phụ thuộc vào các quá trình trao đổi nhiệt, trường dòng chảy, phản ứng hóa học bên trong vật chất cũng như ứng xử của chúng khi chịu tác động của bức xạ. Do vậy Kỹ thuật Hạt nhân vốn dĩ là lĩnh vực kỹ thuật liên ngành dựa trên một số ngành hẹp của Vật lý, và cũng giống như lĩnh vực công nghiệp hàng không, Kỹ thuật Hạt nhân phần lớn dựa trên phương pháp mô hình hóa và mô phỏng cho quá trình thiết kế và phân tích các hệ thống phức tạp, có quy mô lớn và chi phí thử nghiệm tốn kém.
Mục lục nội dung:
I. Lịch sử hình thành
Lĩnh vực Kỹ thuật Hạt nhân hình thành rõ nét từ thế kỷ 20 sau công bố phát hiện phản ứng phân hạch hạt nhân vào năm 1939 của hai nhà hoá học người Đức Otto Hahn và Fritz Strassmann. Ngay lập tức, cộng đồng khoa học và các chính trị gia đã nhìn thấy khả năng tạo ra một loại vũ khí có thể giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ dựa trên phản ứng phân hạch. Hệ quả kéo theo một cuộc đua vũ trang trong suốt thời gian Thế chiến thứ II để giành vị trí đầu tiên tạo ra loại vũ khí này, cụ thể là dự án Manhattan tại Mỹ, dẫn đầu bởi nhà vật lý người Ý Enrico Fermi. Dự án Manhattan xây dựng lò phản ứng đầu tiên vào năm 1942 tại Đại học Chicago với tên gọi là Chicago Pile No.1 (CP-1) nhằm mục đích chứng minh lý thuyết điều khiển phản ứng dây chuyền hạt nhân (nuclear chain reaction). Sau đó, dự án tiếp tục xây dựng lò phản ứng tại Hanford, Washington để tạo ra Plutonium nhằm sản xuất vũ khí hạt nhân. Lò phản ứng Hanford là một hệ thống kỹ thuật phức tạp, yêu cầu vận hành bởi đội ngũ lớn những nhà khoa học tài năng và kỹ sư lành nghề từ tất cả các lĩnh vực, nhưng quan nhất là được bổ sung thêm những nhà vật lý và toán học nắm vững những hiện tượng vật lý hạt nhân phức tạp, có thể làm việc cùng với các kỹ sư trong việc thiết kế và phân tích các hệ thống lò phản ứng ngay trong giai đoạn xây dựng đầu tiên. Có thể nói đội ngũ kỹ sư – nhà vật lý và toán học này chính là tổ tiên của thế hệ kỹ sư Kỹ thuật Hạt nhân ngày nay.
Sau thế chiến thứ II, việc phát triển thành công tầu ngầm hạt nhân bởi lực lượng Hải quân Mỹ là động lực lớn thúc đẩy sự hình thành của lĩnh vực kỹ thuật chưa được biết đến tại thời điểm đó, chính là Kỹ thuật Hạt nhân. Việc thiết kế và phân tích lò phản ứng hạt nhân hoạt động trên đất liền hoặc dưới đại dương (tầu ngầm) yêu cầu lượng kiến thức lý thuyết sâu rộng về các hiện tượng vật lý hạt nhân phức tạp xảy ra trong lò phản ứng cũng như lượng kiến thức thực tế về thiết kế và lắp đặt các cấu trúc bộ phận của hệ thống lò phản ứng như cấu trúc các bó nhiên liệu, hệ thống làm mát, vỏ áp lực thùng lò phản ứng, hệ thống điều khiển và một số lượng lớn các hệ thống phụ trợ cần thiết cho hoạt động của lò phản ứng. Mức độ tăng nhanh hiểu biết về vật lý hạt nhân trong lò phản ứng, các quá trình vận chuyển bức xạ hạt nhân bên trong và ngoài lò phản ứng đã dẫn tới sự hình thành lĩnh vực kỹ thuật mới, được gọi là Kỹ thuật Hạt nhân, với sự bổ trợ của các lĩnh vực kỹ thuật truyền thống cần thiết cho việc thiết kế, phân tích, xây dựng và vận hành lò phản ứng.
Trong những năm 1940, 1950, nhiều ứng dụng năng lượng hạt nhân vì mục đích hoà bình đã được triển khai thực tế, trên cơ sở đó một số cơ sở đào tạo về công nghệ lò phản ứng được thiết lập đầu tiên tại Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge (Tennessee, Mỹ) và Argone (Chicago, Mỹ). Các cơ sở đào tạo tại các viện nghiên cứu này là nền tảng để hình thành các chương trình đào tạo cấp bằng Kỹ thuật Hạt nhân đầu tiên tại các trường cao đẳng và đại học tại Mỹ vào những năm 1950 và 1960 tại Mỹ, bao gồm Đại học bang Bắc Carolina, Đại học bang Pennsylvania và Đại học Michigan.
Việc ứng dụng thành công lò phản ứng hạt nhân trong lĩnh vực hàng hải và quân sự (tầu ngầm hạt nhân) đã thúc đẩy trực tiếp rất nhanh sự phát triển các nhà máy điện hạt nhân vì mục đích thương mại trong những năm 1960 và 1970, đồng thời gia tăng nhu cầu đào tạo nhân lực trong lĩnh vực Kỹ thuật Hạt nhân. Tính đến nay có khoảng hơn 40 khoa và chương trình đào tạo tại các trường đại học liên quan đến Kỹ thuật Hạt nhân tại Mỹ và Canada, hàng trăm chương trình đào tạo về Kỹ thuật Hạt nhân được thiết lập tại các trường đại học và cơ sở đào tạo khác trên thế giới.
Trong thời gian này, mặc dù năng lượng hạt nhân là động lực chính cho sự phát triển vượt bậc của ngành, Kỹ thuật Hạt nhân được mở rộng phạm vi sang các lĩnh vực ứng dụng như đo đạc và chụp ảnh bức xạ (radiation measurement and imaging), phản ứng tổng hợp hạt nhân (nuclear fusion) và vật lý plasma, vật liệu hạt nhân (nuclear materials), và vật lý y khoa và sức khoẻ (medical and health physics). Để thể hiện rõ hoạt động và ứng dụng của ngành Kỹ thuật Hạt nhân trên một phạm vi rộng, một số cơ sở đào tạo, các khoa Kỹ thuật Hạt nhân tại trường đại học đã điều chỉnh và mở rộng tên gọi của mình bằng cách thêm một số thuật ngữ như “khoa học hạt nhân” (nuclear science), “khoa học X-quang” (radiological sciences), hoặc “khoa học bức xạ” (radiation sciences).
II. Vị trí việc làm của Kỹ sư ngành Kỹ thuật Hạt nhân
Cơ hội và vị trí việc làm của các kỹ sư sau khi học ngành Kỹ thuật Hạt nhân trải dài trên một phổ rộng các hoạt động bao gồm: nghiên cứu cơ bản, nghiên cứu ứng dụng, phát triển, chế tạo và xây dựng, vận hành, marketing và hỗ trợ sản phẩm. Tất cả các hoạt động này đều có nhu cầu rất lớn trong lĩnh vực năng lượng hạt nhân. Đối với các lĩnh vực ứng dụng kỹ thuật hạt nhân, mức độ phát triển và trình độ khoa học công nghệ của lĩnh vực quyết định nhu cầu nhân lực ở từng vị trí.
Với khả năng thực hiện các nhiệm vụ, hoạt động nêu trên, các kỹ sư tốt nghiệp ngành Kỹ thuật Hạt nhân có thể đảm nhận các vị trí công việc tại các cơ quan tổ chức như sau:
- Các công ty chuyên về xây dựng, thiết kế và thi công trong lĩnh vực năng lượng hạt nhân: thực hiện việc thiết kế, phân tích an toàn, điều phối dự án, giám sát thi công, đảm bảo chất lượng, kiểm soát chất lượng, và các vấn đề liên quan.
- Các cơ quan tổ chức và tập đoàn chế tạo lò phản ứng và các bộ phận cấu thành, liên quan đến nhà máy điện hạt nhân: tham gia vào quá trình nghiên cứu, phát triển, thiết kế, chế tạo và lắp đặt các bộ phận và thành phần của hệ thống hạt nhân.
- Các công ty điện lực sở hữu các nhà máy điện hạt nhân: tham gia lập kế hoạch, giám sát thi công, phân tích an toàn lò phản ứng, quản lý nhiên liệu hạt nhân trong lò phản ứng, phân tích kinh tế lò phản ứng năng lượng, đánh giá tác động ảnh hưởng tới môi trường, vận hành lò phản ứng, đào tạo nhân lực, bảo vệ an toàn bức xạ, lưu giữ thanh nhiên liệu đã qua sử dụng, quản lý rác thải phóng xạ.
- Bệnh viện và các trung tâm y tế: thực hiện các nghiên cứu ứng dụng, phát triển và triển khai các công cụ, quy trình chẩn đoán và điều trị bệnh nhân sử dụng bức xạ hạt nhân.
- Cơ quan pháp quy: thực hiện các công việc liên quan đến cấp phép, thực thi các quy định, nghiên cứu an toàn, phân tích rủi ro, thanh tra giám sát hoạt động của các cơ sở liên quan đến bức xạ hạt nhân.
- Chương trình an ninh quốc phòng: tham gia các dự án, chương trình phát triển vũ khí và tầu ngầm hạt nhân.
- Trường đại học: tham gia giảng dạy, nghiên cứu các lĩnh vực khoa học cơ bản và kỹ thuật hạt nhân ứng dụng, đào tạo thế hệ kỹ sư Kỹ thuật Hạt nhân tương lai.
- Các phòng thí nghiệm quốc gia và phòng thí nghiệm nghiên cứu ứng dụng trong công nghiệp: thực hiện nghiên cứu cơ bản và ứng dụng liên quan đến bức xạ hạt nhân.
- Công ty, tổ chức thực hiện các dịch vụ liên quan đến bức xạ hạt nhân: thực hiện các công việc liên quan đến thiết kế, chế tạo, vận hành, bảo trì bảo dưỡng các thiết bị, hệ thống ứng dụng bức xạ hạt nhân, thực hiện các loại hình dịch vụ ứng dụng bức xạ hạt nhân trong y tế, công nghiệp, nông nghiệp, v.v
III. Các lĩnh vực chính của Kỹ thuật Hạt nhân
III.1 Năng lượng Hạt nhân
Sự phát triển vượt bậc của ngành Kỹ thuật Hạt nhân trong nền công nghiệp hạt nhân chính là sự phát triển nhà máy điện hạt nhân. Tính tới thời điểm hiện tại có khoảng hơn 400 nhà máy điện hạt nhân đang hoạt động phát điện năng trên toàn thế giới, gần ¼ số nhà máy được xây dựng tại Mỹ, phần còn lại chủ yếu phát triển tại một số quốc gia có nền công nghiệp hạt nhân tiên tiến như Pháp, Nhật Bản, Nga, Hàn Quốc, Ấn Độ, Canada, Anh và Trung Quốc. Rõ ràng, năng lượng hạt nhân là lĩnh vực quan trọng của Kỹ thuật Hạt nhân, bao gồm một số các lĩnh vực chuyên sâu được liệt kê dưới đây.
a) Vật lý lò phản ứng & vận chuyển bức xạ
Kỹ sư hạt nhân phân tích các hiện tượng vận chuyển bức xạ và vật lý phức tạp xảy ra bên trong và ngoài lò phản ứng hạt nhân, đồng thời phối hợp công việc với các nhà khoa học và kỹ sư các lĩnh vực khác nhằm mô hình hóa các hiện tượng phức tạp như quá trình trao đổi nhiệt, dự đoán cấu hình dòng chảy chất lưu trong hệ thống, phản ứng hóa học, và các ứng xử của vật liệu. Mô hình hóa và mô phỏng đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong lĩnh vực này.
b) Thủy nhiệt lò phản ứng & truyền nhiệt
Năng lượng giải phóng từ phản ứng phân hạch được tải đi khỏi thùng lò phản ứng bởi chất làm mát lò và được sử dụng để tạo ra hơi nước làm quay tua bin và phát điện. Các kỹ sư hạt nhân sẽ phối hợp với kỹ sư cơ khí động học dòng chảy để xác định tốc độ trao đổi nhiệt, tốc độ dòng chất làm mát phù hợp chảy trong hệ thống lò phản ứng bằng cách sử dụng các công cụ tính toán mô phỏng phức tạp có khả năng mô hình hóa kết hợp các hiện tượng hạt nhân và thủy nhiệt.
c) Thiết kế vùng hoạt lò phản ứng
Với mỗi loại công nghệ nhà máy điện hạt nhân, các kỹ sư tham gia thiết kế vùng hoạt lò phản ứng sử dụng các công cụ mô hình hóa và mô phỏng để tìm ra cấu hình thiết kế tối ưu thỏa mãn các yêu cầu thiết kế vận hành chi tiết cũng như thỏa mãn các tiêu chuẩn của cơ quan pháp quy.
d) Phân tích an toàn
Phân tích an toàn nhà máy điện hạt nhân gồm hai phương pháp chính là phân tích an toàn tất định và an toàn xác suất (còn gọi là đánh giá xác suất rủi ro, thuật ngữ viết tắt là PRA). Phương pháp phân tích an toàn tất định sẽ thực hiện đánh giá đáp ứng của nhà máy trong những điều kiện như nhà máy vận hành ổn định, xảy ra các thay đổi chuyển tiếp bất thường, hoặc xảy ra các tình huống sự cố giả định. Việc đánh giá được thực hiện bằng các công cụ tính toán mô phỏng tiên tiến dựa trên phương pháp mô hình hóa các hiện tượng phức tạp gồm vận chuyển nơ tron, thủy nhiệt, truyền nhiệt, phân tích cấu trúc, và ảnh hưởng của bức xạ tới tính chất của vật liệu. Do đó các tính toán mô phỏng này cần được thực hiện trên các hệ thống máy tính có cấu hình mạnh. Phương pháp phân tích an toàn xác suất thực hiện đánh giá rủi ro đối với từng kịch bản thông qua việc tính toán xác suất của mỗi sự kiện khởi phát và tiếp theo là hậu quả có thể nếu xảy ra sự kiện khởi phát đó. Việc này được thực hiện bằng cách xây dựng “cây sự kiện” (event trees) theo tiến trình sự cố từ các sự kiện khởi phát giả định, và “cây lỗi” (fault trees) theo chiều ngược lại từ một sai hỏng giả định của bộ phận hoặc hệ thống nhằm xác định xác suất xảy ra sai hỏng. Kể từ sự cố Fukushima năm 2011, việc đánh giá an toàn nhà là mối quan tâm và ưu tiên xem xét hàng đầu của các quốc gia đã, đang và sẽ vận hành nhà máy điện hạt nhân.
e) Quản lý nhiên liệu
Quản lý nhiên liệu là công việc thực hiện các nhiệm vụ cơ bản như phân loại, cung ứng, và quản lý nhiên liệu cho nhà máy trong suốt thời gian vận hành cũng như sau vận hành. Một nhiệm vụ quan trọng nữa trong giai đoạn dừng lò chính là thay đảo nhiên liệu (đưa một số bó nhiên liệu mới vào thay cho những bó có độ làm giàu thấp và đảo vị trí) nhằm tối ưu hóa hiệu năng của vùng hoạt lò phản ứng.
f) Hải quân (vận hành tầu ngầm hoặc tầu sân bay hạt nhân)
Thiết kế lò phản ứng sử dụng cho tầu ngầm và tầu hạt nhân về cơ bản tương tự như các lò phản ứng thương mại công nghệ nước áp lực, ngoại trừ việc chúng có kích thước nhỏ hơn nhiều và khả năng vận hành trong điều kiện chiến trường khắc nghiệt như chịu được ngư lôi tấn công, vũ khí tiêu diệt tầu ngầm (depth charge) sử dụng shock thủy lực hoặc điều kiện trọng tải lớn, chịu nhiều lực đẩy như trường hợp tầu sân bay (carrier deck). Như vậy rất nhiều công việc và nhiệm vụ yêu cầu thực hiện bởi các kỹ sư hạt nhân trên tầu chạy bằng năng lượng hạt nhân giống như trong các nhà máy điện hạt nhân. Thực tế cho thấy các kỹ sư đã làm việc tại các đơn vị hải quân có sử dụng tầu hạt nhân, sau khi xuất ngũ thường tìm được việc làm trong các nhà máy điện hạt nhân thương mại.
III.2 Năng lượng Nhiệt hạch và Vật lý Plasma
Năng lượng nhiệt hạch là nguồn năng lượng tiềm tàng với phạm vi ứng dụng rộng trong thực tế. Trái ngược với quá trình phân hạch, quá trình nhiệt hạch kết hợp hai hạt nhân nhẹ ở trạng thái khí ion hình thành lên hạt nhân nặng hơn nhưng có khối lượng nhỏ hơn tổng khối lượng của hai hạt nhân con ban đầu do giải phóng năng lượng (= độ hụt khối). Năng lượng nhiệt hạch là nguồn năng lượng thắp sáng vũ trụ, tồn tại trong mặt trời và các vì sao. Năng lượng giải phóng từ phản ứng nhiệt hạch có thể tồn tại dưới nhiều dạng, bao gồm các hạt mang điện, bức xạ điện từ và hạt nơ tron, tuy nhiên thách thức thực sự với các kỹ sư hạt nhân và nhà vật lý plasma chính là việc làm sao kiểm soát được phản ứng nhiệt hạch, giống như kiểm soát được phản ứng phân hạch trong lò phản ứng hạt nhân. Lò phản ứng nhiệt hạch nếu được phát triển thành công sẽ sử dụng nước làm nhiên liệu và như vậy sẽ cung cấp một nguồn năng lượng vô tận cho cuộc sống. Để hiện thực hoá nguồn năng lượng có tiềm năng lớn này, một số quốc gia đã phối hợp hình thành lên dự án đa quốc gia ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) nhằm mục đích xây dựng nhà máy điện nhiệt hạch trong thực tế. Trong lĩnh vực này, các kỹ sư hạt nhân sẽ cộng tác cùng các nhà vật lý plasma để thiết kế và phân tích hoạt động nhà máy điện nhiệt hạch cũng như nắm vững được bản chất vật lý của plasma và các ứng dụng của plasma.
III.3 Vũ khí Hạt nhân
Vũ khí phân hạch (bom nguyên tử), vũ khí nhiệt hạch (bom H) và vũ khí kết hợp phản ứng phân hạch-nhiệt hạch tạo nên kho vũ khí hạt nhân của thế giới. Kỹ sư hạt nhân tham gia chương trình phát triển vũ khí hạt nhân thực hiện rất nhiều mảng công việc khác nhau như nghiên cứu, phát triển, thiết kế, chế tạo, sản xuất, thử nghiệm, bảo dưỡng, giám sát hệ thống vũ khí hạt nhân. Do vũ khí hạt nhân là một hệ thống kỹ thuật phức tạp, quá trình sản xuất cần phải có sự phối hợp của các nhà khoa học và kỹ sư từ rất nhiều lĩnh vực. Có thể thấy các khoá học huấn luyện và đào tạo về vũ khí hạt nhân thường không có trong cấu trúc chương trình đào tạo ngành Kỹ thuật Hạt nhân thông thường do lĩnh vực này được xếp vào loại tuyệt mật và tuân theo quy định nghiêm ngặt về an ninh quốc gia.
III.4 Ứng dụng Đồng vị Phóng xạ
Có khoảng hơn 2000 đồng vị phóng xạ được sinh ra từ hoạt động của lò phản ứng, và các kỹ sư hạt nhân sẽ tham gia trực tiếp vào các công việc liên quan đến cả quá trình sản xuất cũng như sử dụng chúng vào các ứng dụng phục vụ kinh tế và đời sống xã hội. Cụ thể chúng được sử dụng trong các ứng dụng như trung tâm điều nhịp tim (heart pacemaker), nghiên cứu y khoa (medical research), tiệt trùng dụng cụ y tế (sterilization of medical instruments), chất đánh dấu sử dụng trong công nghiệp (industrial tracers), thiết bị tia X, tăng cường khả năng liên kết của nhựa plastic (curing of plastics), bảo quản thực phẩm (preservation of food) cũng như máy phát điện sử dụng nhiệt năng từ đồng vị phóng xạ (radioisotope electric generator). Có lẽ ứng dụng quan trọng nhất của đồng vị phóng xạ là ứng dụng trong lĩnh vực y tế. Ví dụ rõ nhất là đồng vị molybdenum-99 được sử dụng trong rất nhiều ứng dụng chụp ảnh y tế, vốn là sản phẩm phân hạch trong lò phản ứng nhân và phân rã thành hạt nhân con là đồng vị sống ngắn technetium-99m phát xạ gamma.
III.5 Quản lý Rác thải Hạt nhân
Rác thải hạt nhân có thể được phân loại thành hai nhóm, rác thải hoạt độ thấp và hoạt độ cao. Rác thải hoạt độ thấp thường sinh ra từ các cơ sở liên quan đến năng lượng hạt nhân, bệnh viện, viện nghiên cứu và tồn tại dưới dạng các các vật dụng nhiễm xạ như quần áo, khăn lau, dụng cụ, ống thử, kim tiêm và các vật liệu nghiên cứu y khoa. Rác thải hoạt độ thấp được xử lý đóng gói trong các thùng chống rò rỉ, đặt trong hầm bao phủ bởi lớp đất nông tại các cơ sở chôn cất chất thải phóng xạ hoạt độ thấp. Rác thải hoạt độ cao là các bó nhiên liệu đã qua sử dụng và chất thải hình thành từ chương trình sản xuất vũ khí hạt nhân. Về lý thuyết, rác thải hoạt độ cao có thể được chôn cất vĩnh viễn trong các khu vực ở dưới sâu lòng đất, nhưng thực tế chưa có quốc gia nào có các chương trình hạt nhân dân sự cũng như chương trình vũ khí hạt nhân làm như vậy. Chẳng hạn tại Mỹ, rác thải hoạt độ cao hình thành từ các chương trình vũ phí hạt nhân được lưu trữ từ năm 1999 tại nhà máy WIPP (Waste Isolation Pilot Plant) ở bang New Mexico trong khi địa điểm đề xuất làm nơi chôn cất vĩnh viễn rác thải hạt nhân ở dưới ngọn núi Yucca bang Nevada dù đã được khởi công nhưng sau đó bị dừng lại. Kỹ sư hạt nhân sẽ tham gia vào việc thiết kế các cơ sở lưu giữ và chôn cất, bao gồm việc phân tích hiệu ứng bức xạ và nhiệt phân rã trong các thùng chứa và các lớp kết cấu địa chất.
III.6 Vật liệu Hạt nhân
Vật liệu sử dụng trong lò phản ứng hạt nhân trong điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ cao cộng với tương tác bức xạ có khả năng bị thoái hoá tính chất cơ nhiệt. Kỹ sư hạt nhân sẽ nghiên cứu các hiệu ứng của bức xạ với vật liệu để phát triển các vật liệu mới có khả năng chịu được tương tác bức xạ mà không làm thay đổi tính chất hoặc xác định mức độ hư hỏng của vật liệu để có biện pháp thay thế kịp thời. Các vật liệu trong lò phản ứng chịu tác động của bức xạ gồm các thanh nhiên liệu, các cấu trúc bên trong lò phản ứng, thùng chứa lưu giữ rác thải hoạt độ cao, và bản thân vật liệu chất thải phóng xạ. Từ việc nghiên cứu và hiểu biết các thay đổi cơ bản xảy ra trong vật liệu khi có tương tác bức xạ, các kỹ sư có thể phát triển các loại vật liệu mới hữu dụng hơn mà không thể thu được thông qua các phương pháp thông thường.
III.7 Đo đạc Bức xạ
Kỹ sư hạt nhân làm việc trong lĩnh vực đo đạc bức xạ sẽ phát triển các hệ thống ghi nhận và đo đạc bức xạ tiên tiến, ứng dụng các hệ thống này để cải thiện và nâng cao công nghệ chụp ảnh bức xạ. Các công việc đảm nhiệm gồm thiết kế đầu dò, chế tạo đầu dò mới và phân tích hiệu năng của chúng, thực hiện đo đạc các nguyên tố cơ bản và các hiện tượng hạt nhân cần thiết cho quá trình phân tích lò phản ứng hạt nhân, phát triển các phương pháp và thuật toán mới cho hệ thống đầu dò, thực hiện phân tích kích hoạt nơ tron, thực hiện kiểm tra không phá huỷ mẫu các mẫu vật liệu và đánh giá các bộ phận cấu trúc trong hệ thống sử dụng phương pháp bức xạ truyền qua. Các kỹ sư hạt nhân cũng tham gia phát triển và ứng dụng các công nghệ ghi nhận bức xạ tiên tiến trong các chương trình chống phổ biến vũ khí hạt nhân và ngăn ngừa các tổ chức khủng bố sử dụng vật liệu hạt nhân với mục đích xấu, ví dụ như phát triển hệ thống có khả năng phát hiện các vật liệu hạt nhân trên các container vận chuyển.
III.8 Vật lý Y khoa và Khoa học Sức khoẻ
Các kỹ sư y vật lý (medical physicists) và kỹ sư xạ trị (radiation oncologists) có thể thực hiện các công việc ứng dụng bức xạ trong chẩn đoán và điều trị bệnh, trong khi các kỹ sư lĩnh vực khoa học sức khoẻ (health physicists) nghiên cứu các hiệu ứng ảnh hưởng của bức xạ ion hoá tới cơ thể, ví dụ trong trường hợp chịu chiếu xạ nghề nghiệp. Trong mọi trường hợp, các kỹ sư hạt nhân có thể thực hiện công việc phân tích quá trình vận chuyển bức xạ trong cơ thể sống và khảo sát các hiệu ứng sinh học của bức xạ đối với sức khoẻ cũng như các mô, tế bào mắc bệnh.
Biên dịch và hiệu chỉnh: TS. Nguyễn Văn Thái
Nguồn: britanica.com
English