Giáo sư Phạm Duy Hiển bên nhóm nghiên cứu khai thác kênh ngang số một trên lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt. Nguồn: VINATOM

Bài toán lớn về năng lượng, dù là năng lượng truyền thống, năng lượng mới hay năng lượng tái tạo, đang đặt ra những vấn đề cấp bách “nhiều trong một”: vừa yêu cầu phải có được những giải pháp hiệu quả ở các khâu khai thác, chuyển đổi, lưu trữ, truyền tải năng lượng lại vừa đảm bảo an toàn an ninh mà vẫn thân thiện với môi trường. Trong một giai đoạn chỉ kéo dài năm năm, thật khó có thể giải quyết được trọn vẹn cả một chu trình năng lượng như vậy.

Do đó, ngay cả trường hợp sản phẩm làm ra của chương trình còn chưa nhiều thì những gì nó đem lại, cũng rất hữu ích. Có thể, ngay một lúc, người ta không thể đánh giá hết những đóng góp từ chương trình này nhưng nếu đặt nó vào bối cảnh biến đổi khí hậu đang tác động đến cuộc sống hằng ngày, đến nhu cầu năng lượng ngày một gia tăng mà Hội nghị Thượng đỉnh về Biến đổi khí hậu COP26, diễn ra từ ngày 31/10 đến 12/11/2021, đang mong muốn tìm giải pháp, mới thấy giá trị của những đóng góp ấy.

Tạo ra các công nghệ mới

Bao trùm một phạm vi rộng lớn của các loại hình năng lượng, Chương trình KC.05/16-20 hướng đến bảy nội dung khác nhau, trong đó có nhiều nội dung liên quan trực tiếp đến việc tạo ra những công nghệ mới như ứng dụng công nghệ bức xạ phục vụ y tế, nông nghiệp, công nghiệp, môi trường; ứng dụng công nghệ khai thác năng lượng gió, mặt trời, sinh khối, nhiên liệu sinh học; nghiên cứu ứng dụng công nghệ tiên tiến trong khai thác sử dụng nguồn năng lượng sơ cấp, giải pháp an ninh, nâng cao độ tin cậy hiệu quả của hệ thống sản xuất, truyền tải và tiêu thụ điện năng; chế tạo các thiết bị tiên tiến nâng cao hiệu quả khai thác, sản xuất, lưu trữ năng lượng…

Nếu nhìn vào tiềm năng ứng dụng của sản phẩm tạo ra từ các đề tài, có thể thấy nội dung ứng dụng công nghệ bức xạ phục vụ y tế, nông nghiệp, công nghiệp, môi trường thực sự là điểm nhấn của chương trình. Có lẽ ở đây, dù vỏn vẹn ba đề tài cho ứng dụng trong ngành y tế nhưng hiệu quả của nó có thể dễ dàng mường tượng ra. Theo đánh giá của giáo sư Mai Trọng Khoa (Bệnh viện Bạch Mai) tại lễ tổng kết Chương trình KC-05/16-20 vào sáng ngày 30/10/2021, hiện nhu cầu sử dụng năng lượng bức xạ ion hóa để chẩn đoán và điều trị trong lĩnh vực y tế rất lớn nên “cả ba đề tài nghiên cứu điều chế dược chất vi cầu phóng xạ nhằm chữa trị ung thư gan nguyên phát và thứ phát trên lò phản ứng Đà Lạt, điều chế dược chất phóng xạ 18F-Choline trong chụp PET/CT chẩn đoán hình ảnh ung thư tuyến tiền liệt và dược chất phóng xạ 18F-fluorothymidine phục vụ ghi hình PET/CT đều sẽ được chào đón ở tất cả các cơ sở khám chữa bệnh trên cả nước”.

Giới thiệu sản phẩm nghiên cứu, thiết kế chế tạo thiết bị chụp hình cắt lớp CT sử dụng chùm tia hình nón ứng dụng trong công nghiệp. Nguồn: VINATOM

Việc Việt Nam làm chủ công nghệ và chủ động sản xuất được các sản phẩm này là điều vô cùng đáng quý, giáo sư Mai Trọng Khoa nhấn mạnh đến ý nghĩa của các đề tài. Đây là những dược chất đặc biệt, thời gian bán rã ngắn nên nếu nhập từ nước ngoài, chi phí vận chuyển và việc không chủ động được về mặt thời gian làm hạn chế việc ứng dụng trong thực tế chẩn đoán và điều trị bệnh nhân ung thư của các bệnh viện. “Kể từ năm 2013 đến nay, Bệnh viện Bạch Mai mới bắt đầu áp dụng điều trị ung thư gan nguyên phát và thứ phát vì lúc đó mới mua được thuốc từ một hãng của Úc. Tuy nhiên, giá thành của thuốc ngoại lại rất đắt lên tới 500 triệu đồng/liều nên không phải bệnh nhân nào cũng có điều kiện chữa trị. Do đó tôi cho rằng, việc sản xuất dược chất vi cầu phóng xạ ngay tại lò phản ứng Đà Lạt với giá thành chỉ bằng một nửa là một kết quả rất tuyệt vời”, ông đánh giá về tiềm năng ứng dụng sản phẩm vi cầu phóng xạ trên bệnh nhân ung thư gan, không chỉ đem lại nhiều hi vọng kéo dài cuộc sống của bệnh nhân mà còn tiết kiệm được rất nhiều tiền bạc cho xã hội.

Không chỉ việc làm ra sản phẩm “mới toanh” mới có thể đem lại giá trị cao cho xã hội, chương trình còn cho thấy, có những sản phẩm không mới nhưng lại mang tính độc đáo, sáng tạo và thân thiện với môi trường như thiết bị chiếu xạ gamma dùng nguồn phóng xạ Cobalt-60 đã qua sử dụng. Đây là thiết bị phục vụ nghiên cứu đột biến tạo giống cây trồng có tích hợp năm kỹ thuật xác định liều như tính toán lý thuyết, tính toán MCNP, liều kế TLD, buồng ion hóa và liều kế Fricke để đảm bảo độ chính xác khi chiếu xạ và an toàn bức xạ. Bước đầu, thiết bị đã được thử nghiệm tại Viện Di truyền nông nghiệp (Bộ NN&PTNT) để tạo các biến dị kiểu hình của giống đậu tương thế hệ M1 và M2, qua đó thu được các hạt mang biến dị có lợi cho chọn tạo giống mới như chín sớm, thấp cây, năng suất cao…, vốn là những tính trạng hết sức quý giá của những giống mới, thuận lợi cho canh tác và thu hoạch trong tương lai. Có lẽ, trong một tương lai biến đổi khí hậu và những điều kiện canh tác, môi trường khắc nghiệt hơn như hạn hán, lụt lội, sâu bệnh… thì những giống cây có những tính trạng mới được tạo ra từ chiếu xạ đột biến hoặc chiếu xạ đột biến kết hợp với những công cụ di truyền khác sẽ là giải pháp để đảm bảo khả năng đáp ứng nhu cầu lương thực cho ngành nông nghiệp Việt Nam.

Trong Chương trình KC.05/16-20, cũng có những giải pháp mà thoạt nhìn tưởng chừng không có nhiều đột phá nhưng lại ẩn chứa những hiệu quả lớn, nếu được đưa vào áp dụng trong thực tiễn. Đó là những công nghệ sản xuất phụ gia đa năng tiết kiệm năng lượng trên cơ sở các hợp chất có chỉ số khúc xạ mol cao có khả năng giúp tiết kiệm nhiên liệu trung bình 10%, giảm phát thải 20%, dù chỉ cần sử dụng ở mức phần triệu trong nhiên liệu; động cơ điện tiết kiệm năng lượng có mật độ từ cảm cao, hệ thống khắc phục nhanh sự cố tăng/giảm điện áp ngắn hạn cho phụ tải; phụ gia đốt kèm than để tăng hiệu suất và giảm phát thải khí ô nhiễm cho nhà máy điện than… Những giải pháp này vô cùng ý nghĩa trong bối cảnh “ở Việt Nam, nếu áp dụng các giải pháp tiết kiệm năng lượng hiệu quả thì có thể tối thiểu giảm từ 10% đến tối đa 30% nguồn năng lượng sử dụng, tuy nhiên hiện nay, hằng năm chỉ tiết kiệm được hơn 6,5% thôi. Do đó, sân chơi để áp dụng các giải pháp tiết kiệm năng lượng rất lớn và nếu chúng ta làm tốt thì mỗi năm đỡ phải xây một nhà máy cỡ 500 MW, nghĩa là tiết kiệm được hàng tỉ USD”, TS. Đỗ Hữu Hào, Chủ tịch Hội KH&CN Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả Việt Nam, cho biết.

Xây dựng năng lực nghiên cứu và hợp tác với doanh nghiệp

Nhưng tác động của một chương trình quốc gia được triển khai một cách nghiêm túc không chỉ dừng lại ở những tiềm năng của sản phẩm hữu hình. Xét tổng thể, một trong những điều lớn nhất mà quá trình thực hiện các đề tài và dự án sản xuất thử nghiệm mang lại chính là góp phần nâng cao năng lực của các nhà nghiên cứu và nhóm nghiên cứu ở các trường, viện. Đó là kết quả có ý nghĩa về mặt lâu dài với khoa học và là cơ sở để Việt Nam có thể có những công nghệ mới trong tương lai. Nếu nhìn vào thực tại khoa học Việt Nam, mới thấy những giá trị ấy hiện còn đang thiếu hụt trong khi sự quan tâm của xã hội không còn dành cho khoa học khi những người giỏi hầu như không làm khoa học. “Nghiên cứu khoa học đang mất dần sự hấp dẫn trong những năm gần đây. Việt Nam không có nhiều nhóm nghiên cứu mạnh, chúng ta thiếu những người làm khoa học tâm huyết và đam mê. Vì vậy, chúng ta cần có chính sách, có thể như việc duy trì nghiêm túc chương trình này, để nuôi dưỡng và khuyến khích những người làm khoa học”, TS. Trần Chí Thành, chủ nhiệm Chương trình KC.05/16-20, nói.

Việc “nuôi dưỡng và khuyến khích” đó đã giúp ngành năng lượng nguyên tử Việt Nam lần đầu tiên khai thác được kênh ngang số một trên lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt, kể từ ngày khôi phục lò. Nhóm nghiên cứu ở Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt đã thiết kế được kênh dẫn dòng neutron nhiệt cùng với hệ thiết bị tạo dòng neutron nhiệt và che chắn bức xạ, dựa trên các hiểu biết về phương pháp mô phỏng Monte-Carlo, lập trình xử lý tín hiệu từ đầu dò, ứng dụng phương pháp đo phổ gamma dịch chuyển nối tầng… Việc thiết kế kênh dẫn dòng neutron, chế tạo thiết bị là một trong hai năng lực quan trọng trên lò phản ứng nghiên cứu, do đó nó rất hữu ích cho việc triển khai nghiên cứu và khai thác lò phản ứng mới, một thiết bị nghiên cứu quan trọng của Dự án Trung tâm KH&CN hạt nhân quốc gia (CNST).

Đây chỉ là một trong rất nhiều kết quả mà các đề tài của chương trình làm được. Trong báo cáo tổng kết, ban chủ nhiệm chương trình đã đề cập đến hiệu quả của việc tập hợp và duy trì đội ngũ nghiên cứu như các nhóm nghiên cứu về neutron, thiết kế dẫn dòng neutron, nghiên cứu về đánh giá phát tán phóng xạ từ nhà máy điện hạt nhân trong môi trường không khí và biển, nghiên cứu về chế tạo thiết bị điện tử hạt nhân, nghiên cứu về chụp ảnh phóng xạ, đột biến phóng xạ, dược chất phóng xạ… (ngành năng lượng nguyên tử), nhóm nghiên cứu về năng lượng mặt trời, nhiên liệu sinh học, điều khiển tự động hóa, công nghệ phụ gia, vật từ tính… (ngành năng lượng truyền thống và năng lượng mới).

Bên cạnh đó, còn có một nét hết sức đặc biệt mà các nhóm nghiên cứu này xây dựng được, đó là năng lực hợp tác và chia sẻ vấn đề với các nhà sản xuất. Năng lực này hình thành qua quá trình thực hiện các đề tài không chỉ có tiềm năng giải quyết các vấn đề kinh tế xã hội mà còn mở ra những cơ hội mới với nhiều doanh nghiệp. Rất nhiều doanh nghiệp đã nhìn thấy những cơ hội có được những sản phẩm mới với những tính năng độc đáo và nhiều sức cạnh tranh trên thị trường trong và ngoài nước đã mạnh dạn bỏ kinh phí đầu tư, thực hiện nghiên cứu cùng các nhà khoa học. Ví dụ ở đề tài “Ứng dụng công nghệ chiếu xạ để sản xuất maltodextrin kháng tiêu hóa từ tinh bột gạo dùng làm chất xơ thực phẩm”, sự hứa hẹn của việc tạo ra chất kháng tiêu hóa từ các giống lúa có năng suất cao nhưng không được đánh giá cao về chất lượng dinh dưỡng và chất này có thể bổ sung vào các sản phẩm sẵn có để tạo ra những sản phẩm chế biến có hàm lượng chất xơ cao mà không làm thay đổi quy trình công nghệ hiện có đã khiến công ty cổ phần dinh dưỡng Nutricare hay công ty VIFON… quan tâm.

Sự quan tâm của doanh nghiệp với kết quả nghiên cứu của chương trình cũng phản ánh tinh thần “lấy doanh nghiệp làm trung tâm” một cách thực chất. Đây cũng là lý do vì sao ở chương trình này, kinh phí mà doanh nghiệp đầu tư lớn gấp đôi kinh phí từ ngân sách nhà nước. Trong buổi tổng kết, Thứ trưởng Bộ KH&CN Trần Văn Tùng đã nhấn mạnh vào ưu điểm này của chương trình “Tôi nhìn thấy trong nhiều kết quả liên quan đến nghiên cứu của chúng ta có những sản phẩm phối hợp với doanh nghiệp để hướng tới mục tiêu có thể triển khai sản xuất trong tương lai. Không có nhiều chương trình KC có nhiều đề tài và sản phẩm có thể đưa ra một công nghệ hoàn chỉnh, được doanh nghiệp quan tâm và đưa ra thị trường như thế này”. Theo quan điểm của ông, trong bối cảnh cần gia tăng hàm lượng KH&CN trong các sản phẩm thiết thực trong đời sống kinh tế xã hội thì việc thuyết phục được doanh nghiệp thấy được những lợi ích tiềm năng của KH&CN là một nỗ lực đáng quý. “Bộ KH&CN vẫn khuyến khích việc đầu tư cho khoa học từ nguồn vốn xã hội, sao cho nguồn đầu tư cho kH&CN từ nhà nước ít nhất chiếm 1/3, phần còn lại là từ xã hội. Tôi thấy đây là ví dụ tiêu biểu và nên triển khai rộng rãi hơn. Bộ KH&CN luôn ủng hộ những nhiệm vụ như vậy”.

Một điều hết sức đặc biệt mà các nhóm nghiên cứu của chương trình kc.05/16-20 xây dựng được, đó là năng lực hợp tác và chia sẻ vấn đề với các nhà sản xuất. Năng lực này hình thành qua quá trình thực hiện các đề tài không chỉ có tiềm năng giải quyết các vấn đề kinh tế xã hội mà còn mở ra những cơ hội mới với nhiều doanh nghiệp. Ví dụ ở đề tài “Ứng dụng công nghệ chiếu xạ để sản xuất maltodextrin kháng tiêu hóa từ tinh bột gạo dùng làm chất xơ thực phẩm”.

Thanh Nhàn