Ý tưởng & Sáng tạo VN (Vietnam Ideas & Creativities) [β7]

Kỷ niệm cũ - Phát minh của hai vợ chồng vĩ đại - Tựa như ông thần trong truyện cổ tích - Những cái bình được thử nghiệm - Có kẽ nứt không? - Chiếc mặt nạ của vua Tutankhamen - Kim cương màu xanh da trời - Bắt sấm sét như thế nào? - Trợ thủ của các thầy thuốc.

Ngay từ thời cổ, các sản phẩm sứ tuyệt mỹ với đủ mọi màu sắc khác nhau được sản xuất ở Trung Hoa đã nổi tiếng khắp thế giới. Các hợp chất của coban tạo cho chúng màu xanh da trời. Cho đến hiện nay, nguyên tố này vẫn không từ giã đồ sứ - nó có mặt trong các chất men sứ màu xanh nước biển. Còn các chuyên gia về đồ gốm ở Gruzia thì làm được loại đồ sứ có màu đen rất đẹp; màu đen này được tạo nên bằng cách cho loại đá núi lửa anđêzit tương tác với coban oxit trong quá trình nung.

Từ đầu đến giờ, chúng ta mới chỉ nghe nói đến coban thông thường, nhưng kể từ năm 1934, khi mà các nhà bác học Pháp Fređeric và Iren Jôlio Quyri khám phá ra hiện tượng phóng xạ nhân tạo, thì khoa học và kỹ thuật đã bắt đầu tỏ rõ mối quan tâm đặc biệt đối với các đồng vị phóng xạ của các nguyên tố khác nhau, trong đó có cả coban. Trong số mười hai đồng vị phóng xạ của kim loại này thì coban - 60 được sử dụng rộng rãi nhất trong thực tiễn. Các tia phóng xạ của nó có khả năng đâm xuyên rất cao. Về công suất phóng xạ thì 17 gam coban phóng xạ tương đương với 1 kilôgam rađi - nguồn phóng xạ thiên nhiên mạnh nhất. Bởi vậy, khi điều chế, bảo quản và vận chuyển đồng vị này cũng như mọi đồng vị phóng xạ khác, phải tuân thủ đầy đủ những nguyên tắc nghiêm ngặt nhất của kỹ thuật an toàn, phải áp dụng mọi biện pháp cần thiết để bảo vệ chắc chắn cho con người khỏi những tia tử vong.

Sau khi coban kim loại thông thường biến thành coban phóng xạ trong lò phản ứng hạt nhân, người ta liền nhốt nó, tựa như nhốt vị thần trong truyện cổ tích, vào những bình chứa đặc biệt, có hình dáng giống như bình đựng sữa. Trong các bình chứa như vậy, coban - 60 có một lớp chì bọc bên ngoài được vận chuyển đến nơi cần dùng trên những xe chuyên dụng. Chẳng may xe bất ngờ gặp tai nạn, bình chứa có thể bị vỡ, liệu lúc đó ampun đựng coban đặt trong bình chứa có đe dọa tính mạng con người hay không? Không, điều đó sẽ không xảy ra. Dĩ nhiên, không một ô tô nào có thể hoàn toàn tránh được tai nạn dọc đường, nhưng trong trường hợp này, thậm chí nếu tai nạn xảy ra thì bình chứa coban vẫn nguyên vẹn và không gây độc hại gì. Vì trước khi trở thành bình đựng đồng vị phóng xạ, các bình này đã trải qua các cuộc thí nghiệm rất nghiêm ngặt. Chúng được ném từ độ cao năm mét xuống nền bêtông, rồi được đặt trong các buồng nhiệt và nhiều thử nghiệm khác nữa. Chỉ sau đó, chúng mới được phép nhận vào bụng mình một ampun nhỏ xíu chứa chất phóng xạ. Tất cả những biện pháp phòng ngừa như vậy thực sự làm cho công việc của những người liên quan với các nguồn bức xạ hạt nhân trở nên an toàn.

Coban phóng xạ có rất nhiều nghề. Chẳng hạn, phép dò khuyết tật bằng tia gama được ứng dụng rất rộng rãi trong công nghiệp. Đây là phương pháp kiểm tra chất lượng sản phẩm bằng cách chiếu tia gama vào để soi, còn nguồn phát ra tia này là đồng vị coban - 60. Phương pháp kiểm tra này cho phép phát hiện dễ dàng các vết nứt, lỗ hổng, lỗ rò những khuyết tật khác bên trong các vật đúc lớn, các mối hàn, khâu nối và các chi tiết nằm ở những chỗ khó tiếp cận trực tiếp nhờ một khí cụ gọn nhẹ và không đắt tiền lắm. Bởi vì tia gama do nguồn phát ra đều đặn về mọi phía, nên phương pháp này cho phép kiểm tra nhiều vật cùng một lúc, còn đối với các sản phẩm hình trụ thì kiểm tra được ngay một lúc khắp toàn chu vi.

Nhờ có tia gama nên đã được giải quyết được vấn đề về chiếc mặt nạ của faraon Tutankhamen mà từ lâu các nhà Ai Cập học quan tâm. Một số nhà bác học khẳng định rằng, nó được làm từ một cục vàng nguyên vẹn, còn các nhà bác học khác thì cho rằng, nó được lắp ghép từ những phần riêng biệt. Người ta đã quyết định nhờ sự giúp sức của đại bác coban - đó là một khí cụ đặc biệt được nạp đạn bằng đồng vị coban - 60. Thì ra chiếc mặt nạ này quả thật gồm một số chi tiết, nhưng được lắp ghép với nhau cẩn thận đến nỗi hoàn toàn không thể nhận thấy những đường tiếp giáp.

Coban phóng xạ được sử dụng để kiểm tra và điều chỉnh mức kim loại nóng chảy trong lò nung, mức phối liệu trong lò cao và trong các phễu tiếp liệu, để duy trì mức thép lỏng trong bể kết tinh của các thiết bị rót liên tục.

Dụng cụ đo độ dày bằng tia gama cho phép xác định nhanh chóng và rất chính xác độ dày của vỏ bọc thân tàu thủy, thành ống, thành nồi hơi và các sản phẩm khác trong trường hợp không thể tiếp cận được bề mặt bên trong của chúng nên vì thế mà các dụng cu thông thường đều bất lực.

Để nghiên cứu các quá trình công nghệ và khảo sát điều kiện làm việc của các thiết bị khác nhau, người ta sử dụng cái gọi là các nguyên tử đánh dấu, tức là những đồng vị phóng xạ của nhiều nguyên tố, trong đó có coban.

Liên Xô đã xây dựng xong lò phản ứng hóa học phóng xạ đầu tiên trên thế giới, trong đó, cũng chính đồng vị coban - 60 được dùng làm nguồn tia gama.

Bên cạnh các phương pháp hiện đại khác để tác động đến các chất khác nhau, chẳng hạn như áp lực siêu cao và siêu âm, bức xạ laze và xử lý bằng plasma, phương pháp chiếu tia phóng xạ được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp vì nó làm cho tính chất của nhiều loại vật liệu được cải thiện một cách đáng kể. Thí dụ, lốp ô tô được lưu hóa bằng tia phóng xạ có tuổi thọ cao hơn 10 - 15 % so với lốp bình thường, còn nếu sợi dùng để dệt vải may quần áo học sinh mà được cấy các phân tử polistirolen nhờ tia phóng xạ thì vải sẽ bền gấp hai lần. Ngay cả các thứ đá quý sau khi trải qua các thủ thuật phóng xạ cũng trở nên đẹp hơn. Chẳng hạn, dưới tác động của nơtron nhanh, kim cương sẽ có màu xanh da trời, còn nơtron chậm sẽ làm cho kim cương có màu xanh lục, tia coban - 60 lại làm cho kim cương có màu xanh lục phớt lam dịu dàng.

Coban phóng xạ còn làm việc trên cả đồng ruộng, nơi mà nó được sử dụng để khảo sát độ ẩm của đất, để xác định trữ lượng nước trong thảm tuyết, để chiếu tia phóng xạ vào hạt giống trước khi gieo và dùng vào nhiều mục đích khác nữa.

Các nhà bác học Pháp đã có một phát minh rất lý thú. Họ đã xác định được rằng, coban phóng xạ có thể dùng làm ... mồi cho sấm sét rất tốt. Nếu pha thêm một lượng nhỏ đồng vị coban - 60 vào cần thu lôi thì bức xạ gama sẽ làm cho không khí xung quanh đó bị ion hóa ở mức độ đáng kể. Những đợt phóng điện phát sinh trong khí quyển giữa cơn giông tố sẽ bị hút vào cột thu lôi có chất phóng xạ, tựa như mạt sắt bị hút vào thanh nam châm. Phát minh mới mẻ này giúp ta thu lượm sấm sét trong vòng bán kính vài trăm mét.

Để kết luận, chúng ta sẽ nghe kể về một nghề nữa, có lẽ là nghề quan trọng nhất của coban phóng xạ. Nó là bạn đồng minh đáng tin cậy của các thầy thuốc trong cuộc chiến đấu vì cuộc sống của mọi người. Các hạt đồng vị coban - 60 đặt trong các khẩu đại bác y học sẽ bắn những chùm tia gama vào các khối u ác tính bên trong mà chẳng gây hại gì cho cơ thể con người; chúng hủy diệt các tế bào gây bệnh ung thư vốn sinh sôi nảy nở rất nhanh chóng, bắt các tế bào này phải ngừng hoạt động, nhờ đó mà thanh toán được các ổ gây nên bệnh hiểm nghèo.

Trong các căn hầm bảo quản của Liên hợp Đồng vị toàn Liên Xô có hàng chục cỡ bình chứa lớn nhỏ. Chúng được dùng để đựng các đồng vị phóng xạ của coban, stronti, xeri và các nguồn phóng xạ hạt nhân khác. Đã đến lúc chúng được gửi đến các bệnh viện và các phòng khám bệnh, các xí nghiệp và các viện nghiên cứu khoa học, tóm lại là đến những nơi cần nguyên tử hòa bình.

(còn nữa)