Ngày 5 tháng 10 năm 2019 trên FB của Vietnam Physics có câu hỏi về kỹ thuật sử dụng tán xạ nơtron, nhưng chưa có ai trả lời giúp trên trang FB của Vietnam Physics. Ngày 13 tháng 3 năm 2020 chúng tôi đưa câu hỏi này lên trên FB của Diễn đàn hội làm việc trong lĩnh vực năng lượng nguyên tử (NLNT). Một số câu trả lời và kiến nghị đã được đưa ra, nhưng chưa đúng hoàn toàn với yêu cầu của câu hỏi. Hôm nay xin được trao đổi về vấn đề này trên Diễn đàn để cung cấp thêm thông tin cho mọi người, đặc biệt cho các chuyên gia khoa học vật liệu.

Câu hỏi này do chuyên gia chuyên khoa học vật liệu nêu ra. Chuyên gia khoa học vật liệu đặt ra câu hỏi này là quá đúng vì đây là một kỹ thuật mà chuyên gia khoa học vật liệu là người sử dụng (end users) cần phải hiểu các ưu nhược điểm của kỹ thuật này trong nghiên cứu cấu trúc vật liệu. Việc tìm câu trả lời không khó vì hầu như ở tất cả các cơ sở nghiên cứu hạt nhân lớn trên thế giới đều có các thiết bị sử dụng kỹ thuật tán xạ notron, nhiễu xạ nơtron trong nghiên cứu cấu trúc vật liệu dựa trên các chùm nơtron nhiệt, nơtron lạnh và nơtron siêu lạnh được tạo ra trên lò phản ứng nghiên cứu hay máy gia tốc (Spallation Neutron Souces). Một số thông tin về thiết bị tán xạ nơtron, nhiễu xạ nơtron các chuyên gia khoa học vật liệu có thể tìm trên các trang sau: www.isis.stfc.ac.uk; www.ill.eu; http://neutron.neutron-eu.net; http://j-park.jp/matlife/en/index.html; http://netrons.ornl.gov; www.es-scandinavia.eu. Năm 2009 Hội Vật lý Hoa Kỳ đã có tổng kết về các thiết bị tán xạ nơtron trong ấn phẩm “Access to Major International X-Ray and Neutron Scattering Facilities”. Đây cũng là một tài liệu tham khảo tốt để tìm câu trả lời cho câu hỏi được nêu ra. Chuyên gia khoa học vật liệu ở các cơ sở nghiên cứu hạt nhân sẽ là người sử dụng các thiết bị tán xạ nơtron, nhiễu xạ nơtron phục vụ mục đích nghiên cứu cấu trúc vật liệu của họ. Họ hiểu biết các ưu nhược điểm của từng loại thiết bị sử dụng tán xạ notron, nhiễu xạ nơtron trong nghiên cứu cấu trúc vật liệu để biết trong nghiên cứu nào thì sử dụng kỹ thuật gì và kết hợp với các kỹ thuật khác (kỹ thuật nhiễu xạ tia X, kính hiển vi điện tử,…) như thế nào trong nghiên cứu cấu trúc vật liệu.

Một số câu trả lời trong FB ngày 13/3/2020 đã nhầm tưởng là hỏi về nghiên cứu tán xạ notron như một loại nghiên cứu phản ứng hạt nhân nên đã giới thiệu chuyên gia này chuyên gia kia của Việt Nam. Nghiên cứu tán xạ notron như một loại nghiên cứu phản ứng hạt nhân thì có một số chuyên gia hạt nhân Việt Nam đã và đang làm ở trong và ngoài nước. Tuy nhiên, đây không phải là nội dung câu hỏi mà chuyên gia khoa học vật liệu nêu ra. Kỹ thuật sử dụng tán xạ notron, nhiễu xạ nơtron trong nghiên cứu cấu trúc vật liệu thì ở trong khối năng lượng nguyên tử của Việt Nam chưa có hoặc có không nhiều người đã trực tiếp sử dụng và nếu có sử dụng thì cũng chỉ là nhân viên vận hành, bảo dưỡng thiết bị đó hoặc tham gia xử lý phổ đo được như trong một trả lời đã nêu. Lò phản ứng hạt nhân Đà lạt thì không thể sử dụng được cho việc lắp đặt thiết bị tán xạ nơtron hay nhiễu xạ nơtron phục vụ nghiên cứu cấu trúc vật liệu do công suất nhỏ và cấu trúc không gian trong nhà lò không cho phép thực hiện. Nếu Việt Nam có Lò phản ứng nghiên cứu mới thì việc thiết lập các thiết bị sử dụng tán xạ notron, nhiễu xạ nơtron trên các kênh của lò phản ứng sẽ là một hướng ứng dụng quan trọng góp phần nâng cao tiềm lực KH&CN của Đất nước. Tuy nhiên, nó phụ thuộc rất nhiều vào cộng đồng khoa học vật liệu của chúng ta có nhu cầu hay không và nhu cầu có lớn đến mức phải cần thiết đầu tư các thiết bị sử dụng kỹ thuật tán xạ notron, nhiễu xạ nơtron trên lò phản ứng trong nghiên cứu vật liệu không? Chúng ta chờ đợi câu trả lời từ cộng đồng khoa học vật liệu Việt Nam chứ không phải từ cộng đồng khoa học hạt nhân Việt Nam.

Kỹ thuật hạt nhân đã được ứng dụng trong giải quyết nhiều vấn đề khoa học và công nghệ của các ngành kinh tế - xã hội như y tế, nông nghiệp, công nghiệp,… Tuy nhiên, không phải chuyên gia hạt nhân, mà chính chuyên gia các ngành kinh tế - xã hội là người trực tiếp sử dụng các kỹ thuật hạt nhân này. Xin lấy ví dụ của ngành Y tế, rất nhiều thiết bị đo hạt nhân phục vụ chẩn đoán bệnh như chụp X-quang, chụp CT, chụp SPECT, chụp Gamma Camera, chụp PET,... đã được sử dụng. Các chuyên gia hạt nhân có thể hiểu nguyên lý của các thiết bị này, có thể vận thành thiết bị này, có thể sửa chữa và bảo dưỡng các thiết bị này, nhưng sử dụng các thiết bị này cho chẩn đoán bệnh phải là chuyên gia y tế. Chuyên gia y tế hiểu rõ về ưu thế của từng loại thiết bị cho mục tiêu chẩn đoán bệnh của họ vì họ là chuyên gia về giải phẩu bệnh và từ kết quả chụp họ sẽ có kết luận đúng về bệnh lý để có phương án điều trị phù hợp.

Tương tự như vậy đối với ngành khoa học vật liệu. Có nhiều thiết bị phục vụ cho nghiên cứu cấu trúc vật liệu như nhiễu xạ tia X, kính hiển vi điện tử, các thiết bị sử dụng kỹ thuật tán xạ nơtron, nhiễu xạ nơtron,… Chuyên gia khoa học vật liệu hiểu các ưu thế và hạn chế của từng loại thiết bị kỹ thuật này đối với bài toán nghiên cứu cấu trúc vật liệu của mình để lựa chọn nên sử dụng kỹ thuật nào. Do đó, tùy theo mục tiêu nghiên cứu cấu trúc vật liệu mà các chuyên gia khoa học vật liệu sẽ quyết định đầu tư những thiết bị gì, có cần thiết bị sử dụng tán xạ nơtron, nhiễu xạ nơtron không vì thiết bị sử dụng kỹ thuật tán xạ notron, nhiễu xạ nơtron phải gắn với một thiết bị rất đắt tiền là lò phản ứng nghiên cứu hay máy gia tốc lớn (Spallation Neutron Soureces). Thiết bị sử dụng kỹ thuật tán xạ notron, nhiễu xạ nơtron là một trong các hướng sử dụng chủ yếu của lò phản ứng nghiên cứu góp phần nâng cao tiềm lực KH&CN quốc gia ngoài các dịch vụ kỹ thuật có được của lò nghiên cứu phục vụ thị trường như sản xuất chất phóng xạ, phân tích kích hoạt, chiếu xạ silic, chiếu xạ đổi màu đá bán quý,… Nếu các chuyên gia khoa học vật liệu không có các yêu cầu về việc sử dụng kỹ thuật tán xạ notron, nhiễu xạ nơtron trong nghiên cứu vật liệu ở Việt Nam thì các chuyên gia hạt nhân cũng chẳng biết sẽ đầu tư cái gì để khai thác các kênh notron của lò phản ứng, ngoài các hướng nghiên cứu phản ứng hạt nhân với nơtron – một lĩnh vực nghiên cứu không còn là thế mạnh hiện nay của lò phản ứng nghiên cứu nữa. Do đó câu hỏi mà các chuyên gia khoa học vật liệu đưa ra trong FB của Vietnam Physics lại phải chính do các nhà khoa học chuyên ngành vật liệu trả lời chứ không phải chuyên gia hạt nhân trả lời. Chuyên gia hạt nhân có thể giới thiệu địa chỉ các Trung tâm nghiên cứu hạt nhân lớn trên thế giới ở đó có các thiết bị sử dụng kỹ thuật tán xạ notron, nhiễu xạ nơtron trong nghiên cứu cấu trúc vật liệu để các chuyên gia khoa học vật liệu tìm hiểu hoặc có thể cung cấp một số thông tin về những loại thiết bị sử dụng kỹ thuật tán xạ notron, nhiễu xạ nơtron nào được sử dụng trên thế giới vào mục đích nghiên cứu gì từ góc độ phổ biến thông tin khoa học chung chứ không phải từ góc độ của chuyên gia khoa học vật liệu. Chúng tôi hy vọng rằng các chuyên gia khoa học vật liệu Việt Nam sẽ có các đề xuất cụ thể về nhu cầu phải có các thiết bị sử dụng kỹ thuật tán xạ nơtron, nhiễu xạ nơtron trong nghiên cứu cấu trúc vật liệu để làm đầu vào cho các chuyên gia hạt nhân đề xuất phát triển hướng khai thác sử dụng các kênh notron của lò phản ứng nghiên cứu trong tương lai ở nước ta.

Rất mong có sự giao lưu nhiều hơn giữa cộng đồng khoa học hạt nhân và cộng đồng khoa học vật liệu ở nước ta để cùng nhau thúc đẩy phát triển khoa học và công nghệ Việt Nam phục vụ các nhu cầu thiết thực của Đất nước vì công nghệ hạt nhân có thể giúp ích cho rất nhiều nghiên cứu về vật liệu cả trong lĩnh vực chế tạo vật liệu mới cũng như nghiên cứu cấu trúc vật liệu. Hy vọng trong các hội nghị khoa học và công nghệ hạt nhân toàn quốc sắp tới sẽ có nhiều báo cáo của các chuyên gia khoa học vật liệu – Đây là hình thức giao lưu hiệu quả nhất của giới khoa học cần cần được quan tâm thúc đẩy.

Vương Hữu Tấn, Chủ tịch Hội NLNTVN