¹³⁷Cs là một trong những sản phẩm phân hạch được sinh ra từ việc thử vũ khí hạt nhân trong khí quyển và đại dương, tai nạn nhà máy điện hạt nhân, tai nạn của tàu ngầm nguyên tử hoặc từ việc xả chất thải hạt nhân vào môi trường. ¹³⁷Cs là một hạt nhân phóng xạ tồn tại lâu dài với chu kỳ bán rã lên đến 30 năm vì thế khi thoát ra ngoài môi trường và tích lũy trong nước biển luôn tiềm ẩn nguy cơ gây ra liều chiếu trong cho con người. Nồng độ hoạt độ ¹³⁷Cs trong nước khá nhỏ thay đổi từ vùng biển này sang vùng biển khác và nằm trong dải từ 0,3 đến 61 Bq/m³. Vì thế, để xác định được ¹³⁷Cs trong nước biển thường phải xử lý một thể tích nước biển khá lớn lên đến vài trăm lít.

Hiện tại có hai phương pháp chính để thu hồi ¹³⁷Cs trong nước Biển là phương pháp đồng kết tủa và phương trao đổi ion qua cột hấp thụ. Phương pháp trao đổi ion qua cột hấp thụ có ưu điểm là dễ thực hiện nhưng khó khăn khi phải nghiên cứu, chế tạo cột trao đổi ion, hiện nay cột trao đổi ion đã được thương mại hóa nhưng giá thành khá đắt không phù hợp với điều kiện của Việt Nam đặc biệt khi phải quan trắc thường xuyên và làm với số lượng mẫu lớn. Phương pháp đồng kết tủa có ưu điểm là hiệu quả các bước thực hiện đơn giản, đặc biệt là dễ thực hiện khi phải phân tích số lượng mẫu nhiều, hạn chế là thời gian xử lý mẫu lâu hơn phương pháp trao đổi ion. Gần đây, một số nghiên cứu đã thành công trong việc cải tiến phương pháp đồng kết tủa với mục đích giảm thể tích nước biển cần phân tích từ 200 lít xuống từ vài lít cho đến vài chục lít nhưng vẫn đảm bảo xác định chính xác ¹³⁷Cs.

Trung tâm Quan trắc Phóng xạ và Đánh giá tác động Môi Trường (QTPX&ĐGTĐMT), Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân được giao nhiệm vụ quan trắc phóng xạ môi trường nên công việc lấy mẫu nước biển thường xuyên và liên tục với số lượng lớn. Do quy trình đồng kết tủa để xác định ¹³⁷Cs trong nước biển chưa được xác định lại hiệu suất thu hồi và lượng nước biển vẫn phải dùng tới 200 lít dẫn tới tốn kém vật tư, hóa chất. Do đó để có thể xác định được hiệu suất thu hồi ¹³⁷Cs trong mẫu nước biển bằng phương pháp đồng kết tủa và giảm thể tích và xác định thể tích mẫu nước biển tối ưu cần phân tích, nhóm thực hiện đề tài do ThS. Dương Đức Thắng, Trung tâm Quan trắc Phóng xạ và Đánh giá tác động Môi Trường, Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân đứng đầu đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xác định hiệu suất thu hồi ¹³⁷Cs trong mẫu nước biển theo phương pháp đồng kết tủa”.

Sau một thời gian triển khai thực hiện, nhóm thực hiện đề tài đã đạt được mục tiêu ban đầu đề ra đó là xác định được hiệu suất thu hồi ¹³⁷Cs trong mẫu nước biển bằng phương pháp đồng kết tủa với các thể tích khác nhau từ 40, 50, 60, 80 và 100 lít và xác định thể tích mẫu nước biển tối ưu đối với quy trình đồng kết tủa đang thực hiện ở trung tâm QTPX&ĐGTĐMT là 50 lít. Hiệu suất thu hồi ¹³⁷Cs trong mẫu nước biển thay đổi trong khoảng từ 92,62 đến 99,26 % với giá trị trung bình là 95,22 ± 2,61 % và có độ lặp lại tốt.

Hiệu suất thu hồi đối với mẫu có thể tích 50 lít là 95,70 ± 2,50 % và sai số thống kê khi xác định ¹³⁷Cs vẫn nhỏ hơn 20%. Do đó có thể giảm thể tích mẫu xuống 50 lít vẫn đảm bảo độ tin cậy khi xác định ¹³⁷Cs trong mẫu nước biển bằng phương pháp đồng kết tủa, từ đó giảm được chi phí vật tư hóa chất và thời gian khi phân tích với số lượng mẫu lớn.

Đề tài cũng hoàn thành các sản phẩm đã đăng ký đó là: 01 Quy trình thu hồi 137Cs trong mẫu nước biển với thể tích tối ưu, 01 bảng số liệu ¹³⁷Cs trong mẫu nước biển, 01 Báo cáo Hội nghị Khoa học và Công nghệ Hạt nhân toàn quốc lần thứ 13 được tổ chức tại thành phố Hạ Long từ 07-09/8/2019 và 01 bài báo được chấp nhận đăng trên tại trí tạp chí tiếng anh (NST) của VINATOM.

Với những kết quả đạt được, cần áp dụng vào các chương trình Quan trắc phóng xạ và đánh giá ô nhiễm môi trường biển của Bộ KH&CN, và Bộ TN&MT do Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân thực hiện.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 17595/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.T.T (NASATI)