Kỹ thuật Hạt nhân là ngành kỹ thuật tập trung giải quyết các bài toán khoa học và ứng dụng các quá trình bức xạ hạt nhân bao gồm hai lĩnh vực chính là:
- Năng lượng hạt nhân (gồm các quá trình giải phóng, kiểm soát và khai thác năng lượng hạt nhân phục vụ sản xuất, đời sống, an ninh quốc phòng)
- Ứng dụng bức xạ và đồng vị phóng xạ trong nghiên cứu, công nghiệp, y học và an ninh quốc gia.
Ngành Kỹ thuật Hạt nhân dựa trên nền tảng kiến thức và kỹ năng và những nguyên tắc cơ bản của vật lý và toán học nhằm mục đích diễn đạt tương tác và luân chuyển của bức xạ trong thiên nhiên và môi trường vật chất. Các hiện tượng kỳ lạ này phụ thuộc vào vào những quy trình trao đổi nhiệt, trường dòng chảy, phản ứng hóa học bên trong vật chất cũng như ứng xử của chúng khi chịu ảnh hưởng tác động của bức xạ. Do vậy Kỹ thuật Hạt nhân vốn dĩ là nghành nghề dịch vụ kỹ thuật liên ngành dựa trên 1 số ít ngành hẹp của Vật lý, và cũng giống như nghành công nghiệp hàng không, Kỹ thuật Hạt nhân phần nhiều dựa trên giải pháp quy mô hóa và mô phỏng cho quy trình phong cách thiết kế và nghiên cứu và phân tích những mạng lưới hệ thống phức tạp, có quy mô lớn và ngân sách thử nghiệm tốn kém .
Mục lục nội dung:
I. Lịch sử hình thành
Lĩnh vực Kỹ thuật Hạt nhân hình thành rõ nét từ thế kỷ 20 sau công bố phát hiện phản ứng phân hạch hạt nhân vào năm 1939 của hai nhà hoá học người Đức Otto Hahn và Fritz Strassmann. Ngay lập tức, cộng đồng khoa học và những chính trị gia đã nhìn thấy năng lực tạo ra một loại vũ khí hoàn toàn có thể giải phóng một lượng nguồn năng lượng khổng lồ dựa trên phản ứng phân hạch. Hệ quả kéo theo một cuộc đua vũ trang trong suốt thời hạn Thế chiến thứ II để giành vị trí tiên phong tạo ra loại vũ khí này, đơn cử là dự án Bất Động Sản Manhattan tại Mỹ, đứng vị trí số 1 bởi nhà vật lý người Ý Enrico Fermi. Dự án Manhattan thiết kế xây dựng lò phản ứng tiên phong vào năm 1942 tại Đại học Chicago với tên gọi là Chicago Pile No. 1 ( CP-1 ) nhằm mục đích mục tiêu chứng tỏ triết lý tinh chỉnh và điều khiển phản ứng dây chuyền sản xuất hạt nhân ( nuclear chain reaction ). Sau đó, dự án Bất Động Sản liên tục kiến thiết xây dựng lò phản ứng tại Hanford, Washington để tạo ra Plutonium nhằm mục đích sản xuất vũ khí hạt nhân. Lò phản ứng Hanford là một mạng lưới hệ thống kỹ thuật phức tạp, nhu yếu quản lý và vận hành bởi đội ngũ lớn những nhà khoa học kĩ năng và kỹ sư tay nghề cao từ toàn bộ những nghành, nhưng quan nhất là được bổ trợ thêm những nhà vật lý và toán học nắm vững những hiện tượng kỳ lạ vật lý hạt nhân phức tạp, hoàn toàn có thể thao tác cùng với những kỹ sư trong việc phong cách thiết kế và nghiên cứu và phân tích những mạng lưới hệ thống lò phản ứng ngay trong quá trình kiến thiết xây dựng tiên phong. Có thể nói đội ngũ kỹ sư – nhà vật lý và toán học này chính là tổ tiên của thế hệ kỹ sư Kỹ thuật Hạt nhân ngày này .
Sau thế chiến thứ II, việc phát triển thành công tầu ngầm hạt nhân bởi lực lượng Hải quân Mỹ là động lực lớn thúc đẩy sự hình thành của lĩnh vực kỹ thuật chưa được biết đến tại thời điểm đó, chính là Kỹ thuật Hạt nhân. Việc thiết kế và phân tích lò phản ứng hạt nhân hoạt động trên đất liền hoặc dưới đại dương (tầu ngầm) yêu cầu lượng kiến thức lý thuyết sâu rộng về các hiện tượng vật lý hạt nhân phức tạp xảy ra trong lò phản ứng cũng như lượng kiến thức thực tế về thiết kế và lắp đặt các cấu trúc bộ phận của hệ thống lò phản ứng như cấu trúc các bó nhiên liệu, hệ thống làm mát, vỏ áp lực thùng lò phản ứng, hệ thống điều khiển và một số lượng lớn các hệ thống phụ trợ cần thiết cho hoạt động của lò phản ứng. Mức độ tăng nhanh hiểu biết về vật lý hạt nhân trong lò phản ứng, các quá trình vận chuyển bức xạ hạt nhân bên trong và ngoài lò phản ứng đã dẫn tới sự hình thành lĩnh vực kỹ thuật mới, được gọi là Kỹ thuật Hạt nhân, với sự bổ trợ của các lĩnh vực kỹ thuật truyền thống cần thiết cho việc thiết kế, phân tích, xây dựng và vận hành lò phản ứng.
Trong những năm 1940, 1950, nhiều ứng dụng nguồn năng lượng hạt nhân vì mục tiêu hoà bình đã được tiến hành trong thực tiễn, trên cơ sở đó một số ít cơ sở giảng dạy về công nghệ tiên tiến lò phản ứng được thiết lập tiên phong tại Phòng thí nghiệm vương quốc Oak Ridge ( Tennessee, Mỹ ) và Argone ( Chicago, Mỹ ). Các cơ sở đào tạo và giảng dạy tại những viện nghiên cứu và điều tra này là nền tảng để hình thành những chương trình đào tạo và giảng dạy cấp bằng Kỹ thuật Hạt nhân tiên phong tại những trường cao đẳng và ĐH tại Mỹ vào những năm 1950 và 1960 tại Mỹ, gồm có Đại học bang Bắc Carolina, Đại học bang Pennsylvania và Đại học Michigan .
Việc ứng dụng thành công xuất sắc lò phản ứng hạt nhân trong nghành hàng hải và quân sự chiến lược ( tầu ngầm hạt nhân ) đã thôi thúc trực tiếp rất nhanh sự tăng trưởng những nhà máy sản xuất điện hạt nhân vì mục tiêu thương mại trong những năm 1960 và 1970, đồng thời ngày càng tăng nhu yếu huấn luyện và đào tạo nhân lực trong nghành nghề dịch vụ Kỹ thuật Hạt nhân. Tính đến nay có khoảng chừng hơn 40 khoa và chương trình huấn luyện và đào tạo tại những trường ĐH tương quan đến Kỹ thuật Hạt nhân tại Mỹ và Canada, hàng trăm chương trình đào tạo và giảng dạy về Kỹ thuật Hạt nhân được thiết lập tại những trường ĐH và cơ sở huấn luyện và đào tạo khác trên quốc tế .
Trong thời hạn này, mặc dầu nguồn năng lượng hạt nhân là động lực chính cho sự tăng trưởng vượt bậc của ngành, Kỹ thuật Hạt nhân được lan rộng ra khoanh vùng phạm vi sang những nghành ứng dụng như đo đạc và chụp ảnh bức xạ ( radiation measurement and imaging ), phản ứng tổng hợp hạt nhân ( nuclear fusion ) và vật lý plasma, vật tư hạt nhân ( nuclear materials ), và vật lý y khoa và sức khoẻ ( medical and health physics ). Để biểu lộ rõ hoạt động giải trí và ứng dụng của ngành Kỹ thuật Hạt nhân trên một khoanh vùng phạm vi rộng, 1 số ít cơ sở đào tạo và giảng dạy, những khoa Kỹ thuật Hạt nhân tại trường ĐH đã kiểm soát và điều chỉnh và lan rộng ra tên gọi của mình bằng cách thêm 1 số ít thuật ngữ như “ khoa học hạt nhân ” ( nuclear science ), “ khoa học X-quang ” ( radiological sciences ), hoặc “ khoa học bức xạ ” ( radiation sciences ) .
II. Vị trí việc làm của Kỹ sư ngành Kỹ thuật Hạt nhân
Cơ hội và vị trí việc làm của những kỹ sư sau khi học ngành Kỹ thuật Hạt nhân trải dài trên một phổ rộng những hoạt động giải trí gồm có : nghiên cứu và điều tra cơ bản, nghiên cứu ứng dụng, tăng trưởng, sản xuất và kiến thiết xây dựng, quản lý và vận hành, marketing và tương hỗ mẫu sản phẩm. Tất cả những hoạt động giải trí này đều có nhu yếu rất lớn trong nghành nguồn năng lượng hạt nhân. Đối với những nghành nghề dịch vụ ứng dụng kỹ thuật hạt nhân, mức độ tăng trưởng và trình độ khoa học công nghệ tiên tiến của nghành nghề dịch vụ quyết định hành động nhu yếu nhân lực ở từng vị trí .
Với năng lực triển khai những trách nhiệm, hoạt động giải trí nêu trên, những kỹ sư tốt nghiệp ngành Kỹ thuật Hạt nhân hoàn toàn có thể tiếp đón những vị trí việc làm tại những cơ quan tổ chức triển khai như sau :
- Các công ty chuyên về xây dựng, thiết kế và thi công trong lĩnh vực năng lượng hạt nhân: thực hiện việc thiết kế, phân tích an toàn, điều phối dự án, giám sát thi công, đảm bảo chất lượng, kiểm soát chất lượng, và các vấn đề liên quan.
- Các cơ quan tổ chức và tập đoàn chế tạo lò phản ứng và các bộ phận cấu thành, liên quan đến nhà máy điện hạt nhân: tham gia vào quá trình nghiên cứu, phát triển, thiết kế, chế tạo và lắp đặt các bộ phận và thành phần của hệ thống hạt nhân.
- Các công ty điện lực sở hữu các nhà máy điện hạt nhân: tham gia lập kế hoạch, giám sát thi công, phân tích an toàn lò phản ứng, quản lý nhiên liệu hạt nhân trong lò phản ứng, phân tích kinh tế lò phản ứng năng lượng, đánh giá tác động ảnh hưởng tới môi trường, vận hành lò phản ứng, đào tạo nhân lực, bảo vệ an toàn bức xạ, lưu giữ thanh nhiên liệu đã qua sử dụng, quản lý rác thải phóng xạ.
- Bệnh viện và các trung tâm y tế: thực hiện các nghiên cứu ứng dụng, phát triển và triển khai các công cụ, quy trình chẩn đoán và điều trị bệnh nhân sử dụng bức xạ hạt nhân.
- Cơ quan pháp quy: thực hiện các công việc liên quan đến cấp phép, thực thi các quy định, nghiên cứu an toàn, phân tích rủi ro, thanh tra giám sát hoạt động của các cơ sở liên quan đến bức xạ hạt nhân.
- Chương trình an ninh quốc phòng: tham gia các dự án, chương trình phát triển vũ khí và tầu ngầm hạt nhân.
- Trường đại học: tham gia giảng dạy, nghiên cứu các lĩnh vực khoa học cơ bản và kỹ thuật hạt nhân ứng dụng, đào tạo thế hệ kỹ sư Kỹ thuật Hạt nhân tương lai.
- Các phòng thí nghiệm quốc gia và phòng thí nghiệm nghiên cứu ứng dụng trong công nghiệp: thực hiện nghiên cứu cơ bản và ứng dụng liên quan đến bức xạ hạt nhân.
- Công ty, tổ chức thực hiện các dịch vụ liên quan đến bức xạ hạt nhân: thực hiện các công việc liên quan đến thiết kế, chế tạo, vận hành, bảo trì bảo dưỡng các thiết bị, hệ thống ứng dụng bức xạ hạt nhân, thực hiện các loại hình dịch vụ ứng dụng bức xạ hạt nhân trong y tế, công nghiệp, nông nghiệp, v.v
III. Các lĩnh vực chính của Kỹ thuật Hạt nhân
III.1 Năng lượng Hạt nhân
Sự tăng trưởng vượt bậc của ngành Kỹ thuật Hạt nhân trong nền công nghiệp hạt nhân chính là sự tăng trưởng xí nghiệp sản xuất điện hạt nhân. Tính tới thời gian hiện tại có khoảng chừng hơn 400 nhà máy sản xuất điện hạt nhân đang hoạt động giải trí phát điện năng trên toàn quốc tế, gần ¼ số nhà máy sản xuất được kiến thiết xây dựng tại Mỹ, phần còn lại hầu hết tăng trưởng tại một số ít vương quốc có nền công nghiệp hạt nhân tiên tiến và phát triển như Pháp, Nhật Bản, Nga, Nước Hàn, Ấn Độ, Canada, Anh và Trung Quốc. Rõ ràng, nguồn năng lượng hạt nhân là nghành nghề dịch vụ quan trọng của Kỹ thuật Hạt nhân, gồm có 1 số ít những nghành nâng cao được liệt kê dưới đây .
a) Vật lý lò phản ứng & vận chuyển bức xạ
Kỹ sư hạt nhân nghiên cứu và phân tích những hiện tượng kỳ lạ luân chuyển bức xạ và vật lý phức tạp xảy ra bên trong và ngoài lò phản ứng hạt nhân, đồng thời phối hợp việc làm với những nhà khoa học và kỹ sư những nghành khác nhằm mục đích quy mô hóa những hiện tượng kỳ lạ phức tạp như quy trình trao đổi nhiệt, Dự kiến thông số kỹ thuật dòng chảy chất lưu trong mạng lưới hệ thống, phản ứng hóa học, và những ứng xử của vật tư. Mô hình hóa và mô phỏng đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong nghành này .
b) Thủy nhiệt lò phản ứng & truyền nhiệt
Năng lượng giải phóng từ phản ứng phân hạch được tải đi khỏi thùng lò phản ứng bởi chất làm mát lò và được sử dụng để tạo ra hơi nước làm quay tua bin và phát điện. Các kỹ sư hạt nhân sẽ phối hợp với kỹ sư cơ khí động học dòng chảy để xác lập vận tốc trao đổi nhiệt, vận tốc dòng chất làm mát tương thích chảy trong mạng lưới hệ thống lò phản ứng bằng cách sử dụng những công cụ thống kê giám sát mô phỏng phức tạp có năng lực quy mô hóa phối hợp những hiện tượng kỳ lạ hạt nhân và thủy nhiệt .
c) Thiết kế vùng hoạt lò phản ứng
Với mỗi loại công nghệ nhà máy điện hạt nhân, các kỹ sư tham gia thiết kế vùng hoạt lò phản ứng sử dụng các công cụ mô hình hóa và mô phỏng để tìm ra cấu hình thiết kế tối ưu thỏa mãn các yêu cầu thiết kế vận hành chi tiết cũng như thỏa mãn các tiêu chuẩn của cơ quan pháp quy.
d) Phân tích an toàn
Phân tích an toàn nhà máy điện hạt nhân gồm hai phương pháp chính là phân tích an toàn tất định và an toàn xác suất (còn gọi là đánh giá xác suất rủi ro, thuật ngữ viết tắt là PRA). Phương pháp phân tích an toàn tất định sẽ thực hiện đánh giá đáp ứng của nhà máy trong những điều kiện như nhà máy vận hành ổn định, xảy ra các thay đổi chuyển tiếp bất thường, hoặc xảy ra các tình huống sự cố giả định. Việc đánh giá được thực hiện bằng các công cụ tính toán mô phỏng tiên tiến dựa trên phương pháp mô hình hóa các hiện tượng phức tạp gồm vận chuyển nơ tron, thủy nhiệt, truyền nhiệt, phân tích cấu trúc, và ảnh hưởng của bức xạ tới tính chất của vật liệu. Do đó các tính toán mô phỏng này cần được thực hiện trên các hệ thống máy tính có cấu hình mạnh. Phương pháp phân tích an toàn xác suất thực hiện đánh giá rủi ro đối với từng kịch bản thông qua việc tính toán xác suất của mỗi sự kiện khởi phát và tiếp theo là hậu quả có thể nếu xảy ra sự kiện khởi phát đó. Việc này được thực hiện bằng cách xây dựng “cây sự kiện” (event trees) theo tiến trình sự cố từ các sự kiện khởi phát giả định, và “cây lỗi” (fault trees) theo chiều ngược lại từ một sai hỏng giả định của bộ phận hoặc hệ thống nhằm xác định xác suất xảy ra sai hỏng. Kể từ sự cố Fukushima năm 2011, việc đánh giá an toàn nhà là mối quan tâm và ưu tiên xem xét hàng đầu của các quốc gia đã, đang và sẽ vận hành nhà máy điện hạt nhân.
e) Quản lý nhiên liệu
Quản lý nguyên vật liệu là việc làm thực thi những trách nhiệm cơ bản như phân loại, đáp ứng, và quản trị nguyên vật liệu cho nhà máy sản xuất trong suốt thời hạn quản lý và vận hành cũng như sau quản lý và vận hành. Một trách nhiệm quan trọng nữa trong tiến trình dừng lò chính là thay hòn đảo nguyên vật liệu ( đưa 1 số ít bó nguyên vật liệu mới vào thay cho những bó có độ làm giàu thấp và hòn đảo vị trí ) nhằm mục đích tối ưu hóa hiệu năng của vùng hoạt lò phản ứng .
f) Hải quân (vận hành tầu ngầm hoặc tầu sân bay hạt nhân)
Thiết kế lò phản ứng sử dụng cho tầu ngầm và tầu hạt nhân về cơ bản tương tự như như những lò phản ứng thương mại công nghệ tiên tiến nước áp lực đè nén, ngoại trừ việc chúng có kích cỡ nhỏ hơn nhiều và năng lực quản lý và vận hành trong điều kiện kèm theo mặt trận khắc nghiệt như chịu được ngư lôi tiến công, vũ khí hủy hoại tầu ngầm ( depth charge ) sử dụng shock thủy lực hoặc điều kiện kèm theo trọng tải lớn, chịu nhiều lực đẩy như trường hợp tầu trường bay ( carrier deck ). Như vậy rất nhiều việc làm và trách nhiệm nhu yếu triển khai bởi những kỹ sư hạt nhân trên tầu chạy bằng nguồn năng lượng hạt nhân in như trong những xí nghiệp sản xuất điện hạt nhân. Thực tế cho thấy những kỹ sư đã thao tác tại những đơn vị chức năng thủy quân có sử dụng tầu hạt nhân, sau khi xuất ngũ thường tìm được việc làm trong những nhà máy sản xuất điện hạt nhân thương mại .
III.2 Năng lượng Nhiệt hạch và Vật lý Plasma
Năng lượng nhiệt hạch là nguồn nguồn năng lượng tiềm tàng với khoanh vùng phạm vi ứng dụng rộng trong trong thực tiễn. Trái ngược với quy trình phân hạch, quy trình nhiệt hạch phối hợp hai hạt nhân nhẹ ở trạng thái khí ion hình thành lên hạt nhân nặng hơn nhưng có khối lượng nhỏ hơn tổng khối lượng của hai hạt nhân con khởi đầu do giải phóng nguồn năng lượng ( = độ hụt khối ). Năng lượng nhiệt hạch là nguồn nguồn năng lượng thắp sáng thiên hà, sống sót trong mặt trời và những vì sao. Năng lượng giải phóng từ phản ứng nhiệt hạch hoàn toàn có thể sống sót dưới nhiều dạng, gồm có những hạt mang điện, bức xạ điện từ và hạt nơ tron, tuy nhiên thử thách thực sự với những kỹ sư hạt nhân và nhà vật lý plasma chính là việc làm sao trấn áp được phản ứng nhiệt hạch, giống như trấn áp được phản ứng phân hạch trong lò phản ứng hạt nhân. Lò phản ứng nhiệt hạch nếu được tăng trưởng thành công xuất sắc sẽ sử dụng nước làm nguyên vật liệu và như vậy sẽ phân phối một nguồn nguồn năng lượng vô tận cho đời sống. Để hiện thực hoá nguồn nguồn năng lượng có tiềm năng lớn này, 1 số ít vương quốc đã phối hợp hình thành lên dự án Bất Động Sản đa vương quốc ITER ( International Thermonuclear Experimental Reactor ) nhằm mục đích mục tiêu thiết kế xây dựng xí nghiệp sản xuất điện nhiệt hạch trong thực tiễn. Trong nghành này, những kỹ sư hạt nhân sẽ cộng tác cùng những nhà vật lý plasma để phong cách thiết kế và nghiên cứu và phân tích hoạt động giải trí xí nghiệp sản xuất điện nhiệt hạch cũng như nắm vững được thực chất vật lý của plasma và những ứng dụng của plasma .
III.3 Vũ khí Hạt nhân
Vũ khí phân hạch ( bom nguyên tử ), vũ khí nhiệt hạch ( bom H ) và vũ khí tích hợp phản ứng phân hạch-nhiệt hạch tạo nên kho vũ khí hạt nhân của quốc tế. Kỹ sư hạt nhân tham gia chương trình tăng trưởng vũ khí hạt nhân thực thi rất nhiều mảng việc làm khác nhau như điều tra và nghiên cứu, tăng trưởng, phong cách thiết kế, sản xuất, sản xuất, thử nghiệm, bảo trì, giám sát mạng lưới hệ thống vũ khí hạt nhân. Do vũ khí hạt nhân là một mạng lưới hệ thống kỹ thuật phức tạp, quy trình sản xuất cần phải có sự phối hợp của những nhà khoa học và kỹ sư từ rất nhiều nghành nghề dịch vụ. Có thể thấy những khoá học giảng dạy và huấn luyện và đào tạo về vũ khí hạt nhân thường không có trong cấu trúc chương trình giảng dạy ngành Kỹ thuật Hạt nhân thường thì do nghành nghề dịch vụ này được xếp vào loại tuyệt mật và tuân theo pháp luật khắt khe về bảo mật an ninh vương quốc .
III.4 Ứng dụng Đồng vị Phóng xạ
Có khoảng chừng hơn 2000 đồng vị phóng xạ được sinh ra từ hoạt động giải trí của lò phản ứng, và những kỹ sư hạt nhân sẽ tham gia trực tiếp vào những việc làm tương quan đến cả quy trình sản xuất cũng như sử dụng chúng vào những ứng dụng Giao hàng kinh tế tài chính và đời sống xã hội. Cụ thể chúng được sử dụng trong những ứng dụng như TT điều nhịp tim ( heart pacemaker ), nghiên cứu và điều tra y khoa ( medical research ), tiệt trùng dụng cụ y tế ( sterilization of medical instruments ), chất ghi lại sử dụng trong công nghiệp ( industrial tracers ), thiết bị tia X, tăng cường năng lực link của nhựa plastic ( curing of plastics ), dữ gìn và bảo vệ thực phẩm ( preservation of food ) cũng như máy phát điện sử dụng nhiệt năng từ đồng vị phóng xạ ( radioisotope electric generator ). Có lẽ ứng dụng quan trọng nhất của đồng vị phóng xạ là ứng dụng trong nghành nghề dịch vụ y tế. Ví dụ rõ nhất là đồng vị molybdenum-99 được sử dụng trong rất nhiều ứng dụng chụp ảnh y tế, vốn là mẫu sản phẩm phân hạch trong lò phản ứng nhân và phân rã thành hạt nhân con là đồng vị sống ngắn technetium-99m phát xạ gamma .
III.5 Quản lý Rác thải Hạt nhân
Rác thải hạt nhân hoàn toàn có thể được phân loại thành hai nhóm, rác thải hoạt độ thấp và hoạt độ cao. Rác thải hoạt độ thấp thường sinh ra từ những cơ sở tương quan đến nguồn năng lượng hạt nhân, bệnh viện, viện điều tra và nghiên cứu và sống sót dưới dạng những những đồ vật nhiễm xạ như quần áo, khăn lau, dụng cụ, ống thử, kim tiêm và những vật tư điều tra và nghiên cứu y khoa. Rác thải hoạt độ thấp được giải quyết và xử lý đóng gói trong những thùng chống rò rỉ, đặt trong hầm bao trùm bởi lớp đất nông tại những cơ sở chôn cất chất thải phóng xạ hoạt độ thấp. Rác thải hoạt độ cao là những bó nguyên vật liệu đã qua sử dụng và chất thải hình thành từ chương trình sản xuất vũ khí hạt nhân. Về kim chỉ nan, rác thải hoạt độ cao hoàn toàn có thể được chôn cất vĩnh viễn trong những khu vực ở dưới sâu lòng đất, nhưng trong thực tiễn chưa có vương quốc nào có những chương trình hạt nhân dân sự cũng như chương trình vũ khí hạt nhân làm như vậy. Chẳng hạn tại Mỹ, rác thải hoạt độ cao hình thành từ những chương trình vũ phí hạt nhân được tàng trữ từ năm 1999 tại nhà máy sản xuất WIPP ( Waste Isolation Pilot Plant ) ở bang New Mexico trong khi khu vực đề xuất kiến nghị làm nơi chôn cất vĩnh viễn rác thải hạt nhân ở dưới ngọn núi Yucca bang Nevada dù đã được thi công nhưng sau đó bị dừng lại. Kỹ sư hạt nhân sẽ tham gia vào việc phong cách thiết kế những cơ sở lưu giữ và chôn cất, gồm có việc nghiên cứu và phân tích hiệu ứng bức xạ và nhiệt phân rã trong những thùng chứa và những lớp cấu trúc địa chất .
III.6 Vật liệu Hạt nhân
Vật liệu sử dụng trong lò phản ứng hạt nhân trong điều kiện kèm theo khắc nghiệt như nhiệt độ cao cộng với tương tác bức xạ có năng lực bị thoái hoá đặc thù cơ nhiệt. Kỹ sư hạt nhân sẽ điều tra và nghiên cứu những hiệu ứng của bức xạ với vật tư để tăng trưởng những vật tư mới có năng lực chịu được tương tác bức xạ mà không làm biến hóa đặc thù hoặc xác lập mức độ hư hỏng của vật tư để có giải pháp sửa chữa thay thế kịp thời. Các vật tư trong lò phản ứng chịu ảnh hưởng tác động của bức xạ gồm những thanh nhiên liệu, những cấu trúc bên trong lò phản ứng, thùng chứa lưu giữ rác thải hoạt độ cao, và bản thân vật tư chất thải phóng xạ. Từ việc nghiên cứu và điều tra và hiểu biết những biến hóa cơ bản xảy ra trong vật tư khi có tương tác bức xạ, những kỹ sư hoàn toàn có thể tăng trưởng những loại vật tư mới hữu dụng hơn mà không hề thu được trải qua những giải pháp thường thì .
III.7 Đo đạc Bức xạ
Kỹ sư hạt nhân làm việc trong lĩnh vực đo đạc bức xạ sẽ phát triển các hệ thống ghi nhận và đo đạc bức xạ tiên tiến, ứng dụng các hệ thống này để cải thiện và nâng cao công nghệ chụp ảnh bức xạ. Các công việc đảm nhiệm gồm thiết kế đầu dò, chế tạo đầu dò mới và phân tích hiệu năng của chúng, thực hiện đo đạc các nguyên tố cơ bản và các hiện tượng hạt nhân cần thiết cho quá trình phân tích lò phản ứng hạt nhân, phát triển các phương pháp và thuật toán mới cho hệ thống đầu dò, thực hiện phân tích kích hoạt nơ tron, thực hiện kiểm tra không phá huỷ mẫu các mẫu vật liệu và đánh giá các bộ phận cấu trúc trong hệ thống sử dụng phương pháp bức xạ truyền qua. Các kỹ sư hạt nhân cũng tham gia phát triển và ứng dụng các công nghệ ghi nhận bức xạ tiên tiến trong các chương trình chống phổ biến vũ khí hạt nhân và ngăn ngừa các tổ chức khủng bố sử dụng vật liệu hạt nhân với mục đích xấu, ví dụ như phát triển hệ thống có khả năng phát hiện các vật liệu hạt nhân trên các container vận chuyển.
III.8 Vật lý Y khoa và Khoa học Sức khoẻ
Các kỹ sư y vật lý ( medical physicists ) và kỹ sư xạ trị ( radiation oncologists ) hoàn toàn có thể thực thi những việc làm ứng dụng bức xạ trong chẩn đoán và điều trị bệnh, trong khi những kỹ sư nghành khoa học sức khoẻ ( health physicists ) điều tra và nghiên cứu những hiệu ứng tác động ảnh hưởng của bức xạ ion hoá tới khung hình, ví dụ trong trường hợp chịu chiếu xạ nghề nghiệp. Trong mọi trường hợp, những kỹ sư hạt nhân hoàn toàn có thể thực thi việc làm nghiên cứu và phân tích quy trình luân chuyển bức xạ trong khung hình sống và khảo sát những hiệu ứng sinh học của bức xạ so với sức khoẻ cũng như những mô, tế bào mắc bệnh .
Biên dịch và hiệu chỉnh: TS. Nguyễn Văn Thái
Nguồn: britanica.com
