Theo kinh nghiệm thế giới, chất thải phóng xạ (CTPX) hoạt độ thấp và trung bình thường được chôn nông ở độ sâu trong lòng đất khoảng 0-20m, sau đó được lấp phủ bằng các lớp đất sét hoặc bentonite là những vật liệu không thấm nước. Mục tiêu của việc chôn nông CTPX có hoạt độ thấp và trung bình là tiến hành lưu giữ và quản lý CTPX trong điều kiện kỹ thuật cần thiết sao cho liều chiếu xạ do chất thải phát ra tác động vào con người cũng như động, thực vật xung quanh ở mức cho phép trong khoảng thời gian quản lý kỹ thuật dài 300 năm (tương đương thời gian 10 chu kỳ bán hủy của các đồng vị phóng xạ chủ yếu có trong CTPX), đảm bảo CTPX phân rã gần hết, không còn nguy hiểm cho con người và môi sinh.  Địa điểm thích hợp để chôn cất nông CTPX có hoạt độ thấp cần có các điều kiện tự nhiên và xã hội phù hợp (khí tượng, thủy văn, địa hình, địa chất và địa chất thủy văn, dân cư...) sao cho chất thải phóng xạ khi được đem chôn cất sẽ hoàn toàn bị cách ly khỏi con người và môi trường trong suốt thời gian lưu giữ. 

Trên thế giới hiện tại có hàng trăm cơ sở chôn cất chất thải phóng xạ hoạt độ thấp và trung bình đã được lựa chọn và đi vào hoạt động. Đa phần trong đó sử dụng hình thức chôn nông (single near sueface facilty-SNFS và Engineered near surface facility-ENFS) chỉ cách bề mặt từ 0 đến 20m. Lượng CTPX của hai loại này trên toàn thế giới là khoảng 30 triệu m3, trong đó 24 triệu m3 đã được chôn lấp và khoảng 6 triệu m3 đang được lưu giữ. Như vậy, nghĩa là khoảng 75% CTPX phát sinh từ khi bắt đầu ngành công nghiệp hạt nhân thế giới đã được chôn lấp. Phần lớn chất thải phóng xạ mức thấp đã được gửi ngay tới các cơ sở chôn lấp sau khi đóng gói để quản lý lâu dài. Hầu hết CTPX mức trung bình hiện đang được lưu giữ tại các cơ sở chuyên biệt để chờ trong khi các hầm chôn lấp địa chất đang được phát triển. Thụy Điển đang phát triển các cơ sở chôn lấp địa chất với kế hoạch đưa vào hoạt động khoảng năm 2025. Tại Mỹ, hầm chôn lấp địa chất sâu đã vận hành từ năm 1999. Hiện nay, khoảng 30 nước (ví dụ như Pháp, Tây Ban Nha, Mỹ, Phần Lan) đã có các hầm chôn lấp chất thải mức thấp. 

Bentonit là một loại khoáng sét cực mịn, có tính keo cao, trương phồng mạnh trong nước, được phát hiện vào năm 1848 bởi Wilbur C.Knight người Mĩ. Tên của nó được đặt theo tên của thành phố Fort Benton thuộc tiểu bang Wyoming, Hoa Kì, nơi đầu tiên phát hiện ra Bentonit. Nhờ những thuộc tính ưu việt được phát hiện. Bentonit ngày được ứng dụng ngày càng nhiều vào đời sống, sản xuất, nhất là trong xây dựng, khai thác mỏ, sản xuất thực phẩm, các ứng dụng trong nông nghiệp.

Hiện nay, ở Việt Nam ngành công nghiệp hạt nhân mới đang ở giai đoạn đầu nên các quy định trong nghành hạt nhân vẫn đang ở giai đoạn tham khảo và hoàn thiện. Với vật liệu chống thấm chứa bentonite được nghiên cứu trong đề tài để làm lớp đệm trong bãi chôn chất thải phóng xạ mức thấp và rất thấp, thì ở Việt Nam chưa có các quy định cụ thể để áp dụng. Do đó, nhóm nghiên cứu do TS. Lưu Cao Nguyên - Trung tâm Xử lý CTPX&MT - Viện Công nghệ Xạ hiếm đứng đầu đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu  khả năng thấm của lớp bảo vệ chứa Bentonite dùng trong bãi chôn nông chất thải phóng xạ” nhằm nghiên cứu và xây dựng thí nghiệm được lựa chọn trên cơ sở khoa học để đánh giá được sự dịch chuyển của nhân phóng xạ Urani trong dung dịch chất thải hoạt độ thấp qua lớp bảo vệ chứa bentonite và đưa ra một số quy định của Việt Nam về thí nghiệm độ thấm của vật liệu đất nhưng ở trên các bãi chôn chất thải sinh hoạt, và chống thấm cho đê điều để tham khảo và đưa ra được mô hình thí nghiệm phù hợp với điều kiện tại Việt Nam.

Qua một thời gian triển khai, nhóm nghiên cứu thu được các kết quả như sau: 

- Đã xây dựng được báo cáo tổng quan, giới thiệu về các nguyên tắc cơ bản của IAEA và những bài học kinh nghiệm về chính sách quản lý CTPX của các nước trên thế giới, cơ sở khoa học, các mô hình nghiên cứu và các cơ sở chôn nông CTPX hoạt độ thấp và rất thấp trên thế giới. 

- Đã xây dựng mô hình thí nghiệm nghiên cứu sự thấm của các nguyên tố urani qua các lớp vật liệu được tạo nên từ hỗn hợp đất/bentonit với các tỷ lệ % khác nhau, tương ứng là 75/25; 50/50; 25/75, được nén ép ở máy nén áp lực CARVER (USA), đến áp lực 1,5 tấn, và đạt tới tỷ trọng d=2,7g/ cm3. 

- Đã tiến hành thí nghiệm nghiên cứu sự thấm của các nguyên tố urani qua các lớp vật liệu nêu trên với các khoảng thời gian 1 tháng, 2 tháng, 3 tháng. Các số liệu thu được ban đầu cho thấy: vận tốc thấm của urani qua lớp vật liệu nghiên cứu nằm trong khoảng 3,85. 10-10 -  5,14.1010 m/s. 

- Căn cứ vào khả năng ngăn cản sự di chuyển của nguyên tố urani qua lớp vật liệu nghiên cứu, căn cứ vào tính khả thi về kinh tế, đề tài đã đề xuất chọn loại vật liệu M1 (với tỉ lệ Đ/B = 75/25) làm vật liệu chống thấm dùng trong bãi chôn nông CTPX hoạt độ thấp và rất thấp. 

Do thời gian nghiên cứu sự thấm của urani qua lớp vật liệu còn quá ngắn, các số liệu thu được mới chỉ giúp đưa ra được đánh giá định hướng nên để có được các số liệu tin cậy và chính xác cần có những nghiên cứu chuyên sâu và tiến hành trong khoảng thời gian dài hơn.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 14783/2018) tại Cục Thông tin KHCN Quốc gia.

P.T.T (NASATI)