Công nghệ bức xạ, công nghệ hạt nhân ngày càng phát triển mạnh mẽ, không chỉ ở vai trò cung cấp nguồn năng lượng sạch mà còn mang lại những ứng dụng đa ngành, tác động trực tiếp tới y tế, nông nghiệp, công nghiệp và môi trường. Sự tăng trưởng bùng nổ trong các phân khúc phi năng lượng, đặc biệt là y học hạt nhân, dược phẩm phóng xạ, chiếu xạ công nghiệp và các cơ sở xử lý bức xạ, đang tạo ra những động lực kinh tế rõ rệt trong ngắn hạn, trái ngược với các dự án điện hạt nhân quy mô lớn vốn đòi hỏi đầu tư khổng lồ và thời gian triển khai dài.
Thống kê hiện nay cho thấy thị trường y học hạt nhân và các lĩnh vực liên quan đang có tốc độ tăng trưởng rất cao. Số liệu trong các báo cáo đã thể hiện quy mô và tốc độ tăng trưởng ấn tượng của các phân khúc như y học hạt nhân, dược phẩm phóng xạ và xử lý bức xạ công nghiệp. Y học hạt nhân có quy mô khoảng 10,19 tỷ USD và có thể tăng lên 42,03 tỷ USD vào năm 2032 với mức CAGR 19,9%. Teleradiology, phân khúc dịch vụ chẩn đoán từ xa, cũng được dự báo tăng mạnh với mức CAGR khoảng 25,3% đến năm 2030. Những số liệu này phản ánh xu hướng quan trọng: các ứng dụng phi năng lượng đang trở thành động lực chính thúc đẩy đầu tư và đổi mới trong ngành.
Y học hạt nhân là một trong những lĩnh vực nhận được lợi ích trực tiếp và rõ rệt nhất từ tiến bộ công nghệ. Việc sử dụng dược phẩm phóng xạ kết hợp với các hệ thống hình ảnh chức năng như PET/CT và SPECT/CT cho phép thăm dò hoạt động sinh học ở cấp độ phân tử, phát hiện bệnh lý sớm và định hướng điều trị cá thể hóa. Điều quan trọng là xu hướng ‘theranostics’, sử dụng cùng một phân tử cho cả chẩn đoán và điều trị, đang mở ra khả năng điều trị nhắm đích với hiệu quả cao hơn và ít tác dụng phụ hơn. Một số đồng vị điển hình có vai trò quan trọng trong điều trị: I-131 cho bệnh tuyến giáp, Lutetium-177 (Lu-177) cho liệu pháp nhắm đích ở một số ung thư nội tiết thần kinh, và Radium-223 (Ra-223) cho điều trị di căn xương. Việc kết hợp chẩn đoán sớm cùng với liệu pháp phóng xạ nhắm đích giúp cá thể hóa phác đồ điều trị, nâng cao hiệu quả và cải thiện chất lượng sống của bệnh nhân.
Một phần trọng yếu của xu hướng hiện nay là sự nổi lên của các công nghệ lò phản ứng thế hệ mới, trong đó Lò phản ứng Mô-đun Nhỏ (SMR) và Lò phản ứng Muối Nóng chảy (MSR) được xem là những giải pháp chiến lược để giảm thiểu hạn chế của các lò phản ứng truyền thống. SMR mang ưu thế thiết kế mô-đun, an toàn thụ động, giảm chi phí đầu tư thông qua sản xuất hàng loạt và có tính linh hoạt cao cho nhiều ứng dụng ngoài phát điện như khử muối nước biển và cung cấp nhiệt cho các quy trình công nghiệp. Ưu điểm này khiến SMR phù hợp cho các lưới điện nhỏ, vùng sâu vùng xa hoặc các dự án lắp đặt theo giai đoạn.
MSR, thuộc nhóm công nghệ thế hệ IV, được nhấn mạnh vì khả năng giảm thiểu chất thải phóng xạ thông qua chu trình nhiên liệu khép kín và khả năng tiêu thụ các actinide có chu kỳ bán rã dài, làm giảm thời gian cần lưu trữ chất thải từ hàng chục nghìn năm xuống còn vài trăm năm. Đây là một bước đột phá có ý nghĩa lớn đối với bài toán quản lý chất thải hạt nhân. Đồng thời, chương trình tái chế nhiên liệu đã qua sử dụng được mô tả như một giải pháp then chốt cho nền kinh tế tuần hoàn của nhiên liệu hạt nhân, giúp thu hồi uranium và plutonium, tiết kiệm tài nguyên và tăng lượng năng lượng khai thác từ nhiên liệu ban đầu. Mặc dù các lò phản ứng hiện đại có hệ thống an toàn tiên tiến, nhưng tâm lý công chúng vẫn là một rào cản quan trọng. Những liên tưởng giữa công nghệ hạt nhân và vũ khí, cùng ký ức về các tai nạn, khiến niềm tin cộng đồng khó được thiết lập nhanh chóng. Việc xây dựng niềm tin yêu cầu chiến lược truyền thông minh bạch, đào tạo và giáo dục cộng đồng về lợi ích, giới hạn và cơ chế an toàn của công nghệ. Tài liệu nhấn mạnh cần có một chiến lược truyền thông rõ ràng, minh bạch để phổ biến thông tin về lợi ích và cơ chế an toàn, đặc biệt tập trung vào các ứng dụng có lợi trực tiếp cho xã hội như y tế và nông nghiệp.
Để tận dụng triệt để lợi ích từ công nghệ bức xạ và hạt nhân, báo cáo đề xuất một số khuyến nghị chiến lược: (i) tăng cường truyền thông, giáo dục và minh bạch; (ii) đẩy mạnh đầu tư R&D vào SMR, MSR và công nghệ tái chế nhiên liệu; (iii) hoàn thiện khung pháp lý và quy trình quản lý an toàn bức xạ, an ninh hạt nhân và xử lý chất thải; (iv) khuyến khích hợp tác quốc tế và trao đổi kỹ thuật để tiếp cận các tiêu chuẩn và thực hành tốt; và (v) phát triển năng lực con người — đào tạo kỹ sư, nhà khoa học và nhân lực vận hành.
Công nghệ bức xạ được ứng dụng rộng rãi trong kiểm tra không phá hủy (NDT), đo lường quá trình sản xuất và chiếu xạ vật liệu. Thiết bị NDT sử dụng tia X, tia gamma và neutron để phát hiện khuyết tật trong mối hàn, kết cấu thép, động cơ phản lực và các thành phần quan trọng khác, đồng thời cung cấp khả năng kiểm tra tại chỗ nhờ các nguồn phóng xạ kín có thể vận chuyển. Các thiết bị đo lường bức xạ giúp kiểm soát độ dày, mật độ, hàm lượng và mức chất lỏng trong dây chuyền sản xuất một cách chính xác liên tục, góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả sản xuất. Kiểm tra không phá hủy (NDT) không chỉ là một kỹ thuật kiểm soát chất lượng; trong nhiều ngành then chốt như hàng không, dầu khí, đóng tàu và ô tô, NDT với các nguồn tia X, tia gamma và neutron là phương tiện đảm bảo an toàn vận hành và kéo dài tuổi thọ công trình. Tính di động của các nguồn phóng xạ kín cho phép triển khai kiểm tra tại các công trường, kho bãi và nhà máy xử lý lớn mà không cần kết nối lưới điện, góp phần giảm chi phí vận hành và tăng độ phủ kiểm tra.
Chiếu xạ công nghiệp còn được dùng để tiệt trùng dụng cụ y tế, thuốc và bao bì dược phẩm mà không cần dùng nhiệt hay hóa chất, đảm bảo tiêu diệt tới 99,99% vi sinh vật mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Ngoài ra, công nghệ này đang mở ra cơ hội cho xử lý vật liệu như tái chế nhựa: bức xạ ion hóa có thể phá vỡ polyme kém chất lượng thành các thành phần có thể chuyển đổi để tái sử dụng, giảm thiểu dư lượng chất phụ gia và hạn chế tác hại môi trường.
Công nghệ bức xạ đã đem lại những đóng góp thực tế cho nông nghiệp: kỹ thuật tạo giống đột biến giúp rút ngắn tốc độ chọn giống so với tiến trình tự nhiên, tạo ra giống cao sản và kháng bệnh; kỹ thuật côn trùng vô sinh (SIT) dùng bức xạ để tiệt sinh côn trùng đực, thả chúng vào tự nhiên nhằm giảm mật độ dịch hại; chiếu xạ thực phẩm giúp tiêu diệt mầm bệnh và côn trùng, kéo dài thời gian bảo quản, đáp ứng tiêu chuẩn xuất khẩu. Ví dụ tại Việt Nam, Viện Di truyền nông nghiệp đã phát triển hàng chục giống đột biến, bao gồm nhiều giống lúa và đậu tương, với tác động kinh tế rõ rệt về tăng thu nhập cho nông dân và diện tích canh tác.
Ứng dụng kỹ thuật thủy văn đồng vị tạo ra những hiểu biết sâu sắc về nguồn gốc, tuổi và mức độ dễ bị ô nhiễm của nước ngầm, đóng góp cho quản lý bền vững nguồn nước. Bên cạnh đó, nhiệt thải từ cơ sở hạt nhân có thể được tận dụng cho việc khử muối nước biển, giải pháp tiềm năng để cung cấp nước ngọt hiệu quả khi kết hợp với các công nghệ nhiệt. Công nghệ bức xạ ion hóa cũng có thể ứng dụng trong xử lý nước thải bằng cách sinh ra các gốc tự do phân hủy các hợp chất ô nhiễm hữu cơ và tiêu diệt vi sinh vật gây ô nhiễm; ví dụ, các hệ thống bức xạ gamma đã được triển khai để xử lý bùn và khử trùng từ những năm 1970 tại một số nơi. Những ứng dụng này minh họa chiều sâu đa dụng của công nghệ: không chỉ là nguồn rủi ro nếu bị sử dụng thiếu thận trọng, công nghệ bức xạ còn là công cụ giải quyết ô nhiễm hiệu quả.
Quản lý chất thải phóng xạ, đặc biệt là chất thải mức cao, vẫn là thách thức chính của ngành. Kỹ thuật tồn tại để lưu giữ lâu dài, như kho lưu trữ địa chất sâu (DGR), được xem là phương án kỹ thuật được chấp nhận rộng rãi, nhưng vấn đề khó xử không hoàn toàn là kỹ thuật mà là sự đồng thuận xã hội và chính trị để triển khai các dự án quy mô lớn như vậy. Thiếu DGR trên thế giới không phải vì thiếu công nghệ, mà phần nhiều do rào cản chấp nhận của cộng đồng và yếu tố chính trị.
Một số ví dụ cụ thể về lợi ích kinh tế mang lại từ ứng dụng công nghệ bức xạ trong nông nghiệp ở Việt Nam. Một số giống đột biến được phát triển bởi Viện Di truyền nông nghiệp đã có tác dụng thực tiễn đáng kể: giống Lúa DT10 được báo cáo mang lại tổng giá trị thu nhập lên tới 3 tỷ USD (với mức tăng khoảng 540 triệu USD so với giống cũ), trong khi các giống như Lúa Khang Dân đột biến phủ trên diện tích khoảng 1,2 triệu ha/năm và giúp tăng thu nhập khoảng 11,4% cho khoảng 1,5 triệu nông dân. Các giống đậu tương đột biến (DT84, DT90, DT99, DT2008) chiếm hơn 50% diện tích trồng đậu tương ở một số vùng và giúp tăng thu nhập từ 30-40% cho gần 3,5 triệu nông dân. Những con số này minh họa rõ rệt lợi ích kinh tế trực tiếp mà các ứng dụng bức xạ có thể đem lại cho sản xuất nông nghiệp và sinh kế cộng đồng.
Để giữ vững tiến trình phát triển, việc đầu tư vào nguồn nhân lực là yếu tố quyết định: đào tạo kỹ sư, nhà khoa học, cán bộ vận hành và nhân lực quản lý an toàn là điều không thể thiếu. Tăng cường hợp tác quốc tế, tận dụng các chương trình và hướng dẫn kỹ thuật để xây dựng năng lực nội địa, đồng thời thực hiện các chương trình R&D liên kết để thích ứng với điều kiện địa phương. Việc hợp tác này cũng cần song hành với hoàn thiện khung pháp lý và tiêu chuẩn quản lý nhằm đảm bảo an toàn bức xạ và an ninh hạt nhân khi triển khai quy mô lớn các ứng dụng. Những mở rộng này làm rõ một điểm then chốt: công nghệ bức xạ và hạt nhân mang đến các tác động đa chiều — từ lợi ích y tế, công nghiệp tới tác động xã hội và kinh tế tại cộng đồng. Khả năng chuyển hóa những tiến bộ kỹ thuật thành lợi ích kinh tế thực tế phụ thuộc nhiều vào năng lực quản trị, chính sách khuyến khích, đào tạo nguồn nhân lực và truyền thông minh bạch để xây dựng niềm tin công chúng. Những đột phá về công nghệ và các ứng dụng thực tiễn mở ra cơ hội đáng kể, song song với đó là nhu cầu giải quyết thách thức quản lý chất thải và xây dựng niềm tin xã hội. Tương lai của ngành phụ thuộc vào khả năng tích hợp đổi mới kỹ thuật với quản trị, pháp lý và truyền thông để biến công nghệ này thành một công cụ bền vững cho phát triển.
Từ khóa: bức xạ; hạt nhân;
– CMD –
