BÀI 24. CÔNG NGHIỆP HẠT NHÂN

KHỞI ĐỘNG

Nhà máy điện hạt nhân có thể giải quyết vấn đề thiếu hụt năng lượng. Tuy vậy, một số quốc gia phát triển dự định sẽ đóng cửa các nhà máy điện hạt nhân trong tương lai. Nhà máy điện hạt nhân có những ưu điểm và nhược điểm gì?

Giải nhanh:

Ưu điểm: sản xuất lượng điện lớn với ít nhiên liệu, giảm khí thải nhà kính ( không thải CO₂ ra ngoài trong quá trình hoạt động), giúp cung cấp nguồn điện ổn định, không bị phụ thuộc vào thời tiết, các nhà máy điện hạt nhân hiện đại được trang bị nhiều hệ thống an toàn tiên tiến.

Nhược điểm: chi phí đầu tư rất cao cùng với đó là xây dựng và vận hành nhà máy điện hạt nhân tốn kém. Chất thải phát sinh trong quá trình nếu không được xử lí an toàn thì sẽ gây nguy hiểm cho hệ sinh thái và môi trường con người

I. NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN

Câu hỏi 1: Vì sao các nhà máy điện hạt nhân thường được xây dựng cạnh hồ, sông và bờ biển?

Giải nhanh:

Các nhà máy điện hạt nhân thường được xây dựng cạnh hồ, sông và bờ biển vì:

• Nguồn nước làm mát: do quá trình sản xuất điện hạt nhân tạo ra lượng nhiệt lớn, lúc này nước sẽ được sử dụng để làm mát lò phản ứng và các thiết bị trong nhà máy ( hồ, sông, biển cung cấp nguồn nước dồi dào).

• Loại bỏ nhiệt: nước làm mát sau khi sử dụng sẽ được thải ra môi trường mà hồ, sông, bờ biển rất to và rộng nên có khả năng pha loãng và phân tán nhiệt hiệu quả nhất so với các vùng.

• Về độ an toàn: vị trí gần hồ, sông, bờ biển thường xa dân cư nên có thể giảm thiểu rủi ro nếu mà xảy ra tai nạn.

• Về hạ tầng: vị trí gần nguồn nước thường có sẵn hệ thống giao thông và hạ tầng phù hợp cho việc vận chuyển nhiên liệu và thiết bị.

• Giúp giảm chi phí: việc sử dụng nguồn nước tự nhiên để làm mát giúp giảm chi phí xây dựng và vận hành nhà máy.

Câu hỏi 2: Liệt kê các nguy cơ ảnh hưởng tới sức khoẻ con người và môi trường nếu không may xảy ra sự cố tại lò phản ứng hạt nhân.

Giải nhanh:

Các nguy cơ ảnh hưởng tới sức khoẻ con người và môi trường nếu không may xảy ra sự cố tại lò phản ứng hạt nhân là:

• Phơi nhiễm phóng xạ: có thể gây tổn thương tế bào, dẫn đến các bệnh ung thư, bạch cầu, dị tật bẩm sinh,..

• Ô nhiễm môi trường: khi rò rỉ chất phóng xạ thì ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái, về lâu dài thì các chất phóng xạ tồn tại trong môi trường nhiều năm sẽ ảnh hưởng đển sức khoẻ con người qua nhiều thế hệ.

• Bị ảnh hưởng đến tâm lí: nỗi sợ hãi, lo lắng làm ảnh hưởng đến sức khoẻ tinh thần của người dân trong khu vực.

• Để lại hậu quả vô cùng to lớn về kinh tế, ảnh hưởng đến ngân sách quốc gia.

Hoạt động: Thảo luận để thực hiện các yêu cầu sau:

1. Nêu vai trò của các nhà máy điện hạt nhân trong đời sống.

2. Đánh giá các ưu điểm, nhược điểm và cơ hội phát triển của các nhà máy điện hạt nhân.

Giải nhanh:

1. Vai trò của các nhà máy điện hạt nhân trong đời sống là: 

2. Ưu điểm: 

- Sản xuất lượng điện lớn với ít nhiên liệu, giảm khí thải nhà kính ( không thải CO₂ ra ngoài trong quá trình hoạt động)

- Giúp cung cấp nguồn điện ổn định, không bị phụ thuộc vào thời tiết, các nhà máy điện hạt nhân hiện đại được trang bị nhiều hệ thống an toàn tiên tiến.

Nhược điểm: 

- Chi phí đầu tư rất cao cùng với đó là xây dựng và vận hành nhà máy điện hạt nhân tốn kém. 

- Chất thải phát sinh trong quá trình nếu không được xử lí an toàn thì sẽ gây nguy hiểm cho hệ sinh thái và môi trường con người. 

Cơ hội phát triển của các nhà máy hạt nhân: 

- Nhu cầu sử dụng điện ngày càng nhiều thúc đẩy phát triển ngành năng lượng hạt nhân.

- Công nghệ tiên tiến: các tiến bộ khoa học kỹ thuật giúp nâng cao hiệu quả, an toàn và giảm chi phí của nhà máy điện hạt nhân.

- Hợp tác quốc tế: Hợp tác quốc tế trong lĩnh vực an toàn hạt nhân và phát triển công nghệ năng lượng hạt nhân.

II. Y HỌC HẠT NHÂN

Hoạt động: Thảo luận và thực hiện các yêu cầu sau:

1. Tại sao người ta sử dụng tia gamma trong chụp ảnh phóng xạ cắt lớp bên trong cơ thể?

2. Nêu vai trò của y học hạt nhân trong đời sống.

3. Đánh giá các ưu điểm, nhược điểm và cơ hội phát triển của y học hạt nhân.

Giải nhanh:

1. Người ta sử dụng tia gamma trong chụp ảnh phóng xạ cắt lớp bên trong cơ thể vì: 

- Tia gamma có năng lượng cao, có thể xuyên qua cơ thể con người dễ dàng hơn so với các loại tia X khác, giúp chụp ảnh các bộ phận sâu bên trong cơ thể mà không cần phẫu thuật. 

- Chụp ảnh phóng xạ cắt lớp bằng tia gamma có độ phân giải cao, giúp phát hiện các tổn thương nhỏ trong cơ thể từ đó hỗ trợ chẩn đoán sớm các bệnh ung thư và các bệnh lý khác.

- Liều lượng tia gamma sử dụng trong chụp ảnh phóng xạ cắt lớp tương đối thấp, ít gây hại cho cơ thể. Có thể chẩn đoán nhiều bệnh lí khác nhau.

2. Vai trò của y học hạt nhân trong đời sống là: 

- Chẩn đoán bệnh: chụp ảnh y học hạt nhân giúp phát hiện các bệnh lý về tim, phổi,..Chẩn đoán chức năng giúp đánh giá chức năng của các cơ quan trong cơ thể như tim, thận, gan,… Chẩn đoán invitro là sử dụng các đồng vị phóng xạ để đánh dấu các tế bào hoặc mô để nghiên cứu y học.

- Điều trị bệnh: xạ trị ( sử dụng tia phóng xạ để tiêu diệt tế bào ung thư); liệu pháp đồng vị phóng xạ ( sử dụng các đồng vị phóng xạ để điều trị các bệnh như cường giáp, ung thư tuyến giáp,..)

- Nghiên cứu khoa học: phát triển thuốc mới, nghiên cứu sinh học và y học.

3. Đánh giá các ưu điểm, nhược điểm và cơ hội phát triển của y học hạt nhân như sau:

- Ưu điểm: chẩn đoán chính xác, điều trị hiệu quả, ít xâm lấn, đa dạng ứng dụng ( y học hạt nhân được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như chẩn đoán,  điều trị, nghiên cứu khoa học,…)

- Nhược điểm: chi phí rất cao, tiếp xúc với bức xạ thường xuyên gây nguy cơ tiểm ẩn dù cho liều lượng sử dụng trong y học hạt nhân thường thấp, nhu cầu về nhân lực có trình độ chuyên môn cao, cần có những thiết bị phù hợp để sử dụng các kỹ thuật y học hạt nhân.

- Cơ hội phát triển của y học hạt nhân: các tiến bộ khoa học kĩ thuật giúp nâng cao hiệu quả, an toàn và giảm chi phí của các kĩ thuật y học hạt nhân; hợp tác quốc tế trong lĩnh vực y học hạt nhân giúp chia sẻ kiến thức và kinh nghiệm phát triển các kĩ thuật mới; đồng thời nâng cao nhận thức cộng đồng về lợi ích cũng như rủi ro của y học hạt nhân.

Câu hỏi: Khi sử dụng máy xạ trị để chữa bệnh, tia phóng xạ có tác động lên các tế bào khoẻ mạnh không? Hãy tìm thông tin về các triệu chứng của bệnh nhân sau khi xạ trị.

Giải nhanh:

Khi sử dụng máy xạ trị để chữa bệnh, tia phóng xạ có tác động lên các tế bào khoẻ mạnh, có thể dẫn đến chết tế bào, tế bào không hồi phục được, cũng có thể tế bào sống nhưng không thực hiện chứng năng bình thường được.

Triệu chứng của bệnh nhân sau khi xạ trị: mệt mỏi, buồn nôn, ói mửa, bị rụng tóc, viêm da, viêm niêm mạc, có thể gây teo cơ, xơ hoá da, mô,…

III. ỨNG DỤNG PHÓNG XẠ HẠT NHÂN TRONG CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ TRONG BẢO QUẢN THỰC PHẨM

Hoạt động: Thảo luận và thực hiện các yêu cầu sau:

1. Nêu vai trò của ứng dụng phóng xạ hạt nhân trong công nghệ sinh học và trong bảo quản thực phẩm.

2. Đánh giá ưu điểm, nhược điểm và cơ hội phát triển các ứng dụng phóng xạ hạt nhân trong công nghệ sinh học và trong bảo quản thực phẩm.

Giải nhanh:

1. Vai trò của ứng dụng phóng xạ hạt nhân trong công nghệ sinh học và trong bảo quản thực phẩm là:

- Tia phóng xạ có thể được sử dụng hỗ trợ nghiên cứu gây đột biến gene, nhằm tạo ra các giống cây trồng mới có một số đặc điểm vượt trội như khả năng kháng sâu bệnh, năng suất cao,…

- Phương pháp đánh dấu phóng xạ cũng được sử dụng trong nghiên cứu sinh học, nông nghiệp và lâm nghiệp.

Ví dụ: để nghiên cứu đường đi của phân bón trong cây trồng, người ta sẽ bón phân có đồng vị có tính phóng xạ b. Ta quan sát ảnh chụp phóng xạ của cây tại các thời điểm cách đều nhau, từ đó đưa ra các biện pháp chăm sóc cây trồng phù hợp, giúp nâng cao chất lượng và năng suất.

2. - Ưu điểm của các ứng dụng phóng xạ hạt nhân trong công nghệ sinh học và trong bảo quản thực phẩm là: hiệu quả cao, tạo ra các giống cây trồng có năng suất cao, chất lượng tốt, khả năng chống chịu sâu bệnh tốt. Bảo quản thực phẩm lâu hơn, an toàn cho người sử dụng khi được thực hiện đúng cách.

- Nhược điểm các ứng dụng phóng xạ hạt nhân trong công nghệ sinh học và trong bảo quản thực phẩm là: một số loại thực phẩm chiếu xạ có thể bị thay đổi màu sắc, hương vị làm thay đổi chất lượng sản phẩm. Thực phẩm chiếu xạ cũng có giá thành cao hơn các loại khác. Về cây trồng biến đổi gene thì cũng có thể gây tác động xấu đến côn trùng, ảnh hưởng đến hệ sinh thái và sức khoẻ con người.

- Cơ hội phát triển các ứng dụng phóng xạ hạt nhân trong công nghệ sinh học và trong bảo quản thực phẩm là: nhu cầu về thực phẩm an toàn và chất lượng cao ngày càng tăng, thúc đẩy phát triển các ứng dụng phóng xạ hạt nhân trong bảo quản thực phẩm. Các tiến bộ khoa học kỹ thuật giúp nâng cao hiệu quả an toàn và giảm chi phí của các ứng dụng phóng xạ hạt nhân. Hợp tác quốc tế giúp chia sẻ kiến thức, kinh nghiệm và phát triển các ứng dụng mới.

Em có thể: 

- Nêu được ví dụ về vai trò và ứng dụng phóng xạ của một số ngành công nghiệp hạt nhân trong đời sống.

- Giải thích được vì sao cần khai thác năng lượng hạt nhân vào mục đích hoà bình.

Giải nhanh:

- Ví dụ :ngành điện hạt nhân 

+ Vai trò: cung cấp nguồn điện sạch, an toàn và hiệu quả, góp phần giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu.

+ Ứng dụng: trong tàu điện ngầm (sử dụng lò phản ứng hạt nhân để cung cấp năng lượng cho tàu ngầm); nhà máy điện hạt nhân (sử  dụng năng lượng từ phản ứng phân hạch hạt nhân để sản xuất điện)

Ngành y học hạt nhân:

+ Vai trò: chẩn đoán và điều trị bệnh hiệu quả đặc biệt là ung thư.

+ Ứng dụng: xạ trị (sử dụng tia phón xạ để tiêu diệt tế bào ung thư).

- Cần khai thác năng lượng hạt nhân vào mục đích hoà bình vì: để áp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng, cùng với đó khai thác năng lượng hạt nhân giúp giảm thiểu biến đổi khí hậu và thúc đẩy phát triển kinh tế. Cần sử dụng năng lượng hạt nhân một cách an toàn, cần hợp tác quốc tế để ngăn ngừa việc sử dụng năng lượng hạt nhân cho mục đích quân sự.