Hệ thống quan trắc phóng xạ môi trường VinaERMS-INST: Chất lượng tương đương với sản phẩm nước ngoài

Các nhà nghiên cứu Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân (Viện NLNTVN) đã thiết kế và lắp đặt được VinaERMS-INST là một hệ thống đo suất liều gamma có chất lượng tương đương với hệ thống quan trắc của các hãng trên thế giới.

Số lượng các trạm quan trắc và cảnh báo phóng xạ môi trường được lắp đặt vẫn còn ít và chưa đáp ứng được nhu cầu theo dõi và quản lý môi trường trong nước. Nguồn: TT quan trắc môi trường miền Bắc

Tại nước ta nhu cầu về xây dựng, lắp đặt các trạm quan trắc phóng xạ đang được các cơ quan tổ chức quan tâm, nhất là khi các nhà máy điện hạt nhân có công suất hàng ngàn MW của Trung Quốc đang được xây dựng và vận hành gần biên giới, có thể có nguy cơ rủi ro về an toàn bức xạ môi trường. Trước tình hình đó, ngày 31/8/2010 Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt dự án “Quy hoạch mạng lưới quan trắc và cảnh báo phóng xạ môi trường quốc gia đến năm 2020” (tại Quyết định số 1636/QĐ-TTg). Mục tiêu là xây dựng mạng lưới quan trắc và cảnh báo phóng xạ môi trường quốc gia, nhằm đảm bảo việc giám sát an toàn phóng xạ môi trường, phát hiện kịp thời mọi diễn biến bất thường về bức xạ trên toàn lãnh thổ Việt Nam, hỗ trợ cho việc chủ động ứng phó sự cố bức xạ, sự cố hạt nhân và cung cấp cơ sở dữ liệu về phóng xạ môi trường quốc gia phục vụ công tác quản lý nhà nước về năng lượng nguyên tử và an toàn hạt nhân.

Tuy nhiên, cho tới nay số lượng các trạm quan trắc và cảnh báo phóng xạ môi trường được lắp đặt vẫn còn ít và chưa đáp ứng được nhu cầu theo dõi và quản lý môi trường trong nước. Trong bối cảnh đó, bằng nguồn kinh phí từ các dự án tăng cường trang thiết bị, thông qua các đề tài nghiên cứu và sự tài trợ của các nước thông qua quan hệ hợp tác như Hàn Quốc, Nhật Bản…, Viện KH&KT hạt nhân đã lắp đặt và vận hành 12 hệ thống bao gồm: bảy trạm Fuji (Nhật Bản) và năm trạm Sara (Envinet, Đức) tại 11 trạm quan trắc PXMT trực tuyến ở các tỉnh Lạng Sơn, Hải Phòng, Móng Cái, Bãi Cháy, Lào Cai, Cao Bằng, Nghệ An, Sơn La, Đà Nẵng, Hà Nội và trên đảo Bạch Long Vĩ.

Tuy nhiên, để chủ động cung cấp thiết bị, góp phần xây dựng mạng lưới quan trắc phóng xạ quốc gia và các trạm quan trắc địa phương tại một số tỉnh thành, Viện KH&KT hạt nhân đã thiết kế, chế tạo hệ thống quan trắc phóng xạ môi trường VinaERMS-INST có chất lượng tương đương với hệ thống nước ngoài của các hãng như Fuji Electric, Envinet Gmbh và Enersys,… Các nhà nghiên cứu có thể tự tin khẳng định điều đó vì hệ thống đo bên cạnh việc cung cấp chính xác giá trị liều lượng phóng xạ tại điểm quan trắc còn phải bảo đảm vận hành tốt ngoài hiện trường và đáp ứng được các tiêu chuẩn quốc tế như IEC 60846 và IP67. Bên cạnh đó, hệ thống sản xuất trong nước sẽ có lợi thế hơn về giá thành cũng như chủ động hơn trong quá trình vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa.

Thông thường, các hệ thống quan trắc và cảnh báo phóng xạ môi trường được thiết kế bao gồm một hoặc nhiều đầu dò phóng xạ có độ nhạy cao và khả năng đo suất liều gamma trong một dải rộng. Hệ thống có thể ghép nối truyền tín hiệu không dây tới người dùng thông qua mạng internet. Các dữ liệu thường được xử lý và hiển thị trên nền tảng web với độ bảo mật cao. Ngoài ra, chúng thường được lắp đặt cố định và hoạt động không giới hạn nhờ nguồn pin năng lượng mặt trời và acquy dự phòng.

VinaERMS-INST là một hệ thống đo suất liều gamma có khả năng hoạt động liên tục ngoài hiện trường, là thành phần chính của trạm quan trắc và cảnh báo phóng xạ môi trường. Hệ thống được sử dụng nhằm tăng cường khả năng cảnh báo sớm sự cố phóng xạ và hỗ trợ các cơ quan quản lý trong việc truy xuất nguồn gốc phóng xạ cũng như dự báo chiều hướng lan truyền phóng xạ tại địa phương.

Sơ đồ khối của hệ thống VinaERMS-INST

Hệ thống VinaERMS-INST được thiết kế nhằm đo tương đương liều môi trường H*(10) với nhiều ưu điểm như: Độ nhạy cao, dải đo rộng với độ chính xác cao; Đáp ứng được các khuyến cáo của tiêu chuẩn quốc tế IEC-60846 dành cho thiết bị đo liều gamma; Có khả năng vận hành tốt ngoài hiện trường và phù hợp với đặc điểm khí hậu tại Việt Nam.

Hệ thống được xây dựng như sơ đồ khối với các thành phần chính bao gồm tổ hợp đầu dò bù trừ năng lượng Geiger-Muler (GM1 và GM2), dải đo rộng từ mức phông tự nhiên đến >1Sv/h; bộ vi xử lý 32-bit (MCU) cho việc đo đạc tín hiệu xung phóng xạ từ khối xử lý xung (Pulse processing unit), thực hiện giải thuật tính toán chuyển đổi tốc độ đếm sang tương đương liều môi trường H*(10). Bộ nguồn nuôi (Power supply) dựa trên nguồn điện 220V AC kết hợp vớipin năng lượng mặt trời và acqui dự phòng (12V-30Ah)giúp cho hệ thống có thể hoạt động liên tục ngoài trời. Các số liệu được đo đạc theo thời gian thực và lưu trữ trong thể nhớ SD card và hiển thị trên màn hình LED hoặc tinh thể lỏng (Display-LED/GLCD). Hệ thống sử dụng công nghệ IoT trong việc truyền dữ liệu tới trung tâm điều hành trên máy chủ đám mây (Cloud) thông qua mạng GSM, wifi/4G/3G/GPRS. Người dùng có thể truy nhập, điều khiển hệ thống thông qua nền tảng web với bất kỳ một thiết bị thông minh nào như máy tính, tablet, điện thoại di động có kết nối internet.

Ngoài ra, hệ thống cũng có tùy chọn lắp thêm các cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa (Temp. and Humi. Sensors) để có thêm thông tin cho người dùng trong việc xem xét sự phụ thuộc của suất liều ghi nhận được với số liệu thời tiết tại vùng đo. Toàn bộ đầu dò phóng xạ và các khối điện tử chức năng được đặt trong hộp bảo vệ đạt chuẩn IP-66.

Kết cấu cơ khí của hệ thống VinaERMS-INST

Tính năng của hệ thống VinaERMS-INST là có thể đo đạc  –  đo đạc suất tương đương liều gamma môi trường và lưu trữ dữ liệu theo thời gian thực; truyền dữ liệu – giao tiếp với máy tính qua cổng USB (type-B) thông qua giao thức RS232; truyền dữ liệu tới người dùng thông qua Wifi/4G/3G/GPRS. Dữ liệu thu thập được hiển thị trên nền tảng webpage, có thể truy nhập trên tất cả các thiết bị kết nối không dây có sử dụng internet; gửi tin nhắn SMS, truy xuất các thông tin về vị trí, liều lượng, tình trạng hệ thống theo thời gian thực; lưu trữ thông tin – dữ liệu được lưu trữ trong thẻ nhớ 128Gb (SD card) theo cấu trúc: thời gian, suất liều, trạng thái hệ thống; trạng thái hệ thống và chuẩn đoán lỗi – thông báo, chuẩn đoán tình trạng hệ thống khi bị lỗi (nguồn, cao thế, hệ thống ghi nhận truyền tải dữ liệu,…); tùy chọn các cảm biến đo độ ẩm, nhiệt độ để quan sát sự biến động môi trường nơi hệ thống hoạt động.

Nguyễn Đức Tuấn (Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân, Viện NLNTVN)