Việt Nam và JINR thúc đẩy dự án chùm positron chậm

Các nhà khoa học Việt Nam và Viện Liên hợp Nghiên cứu Hạt nhân Dubna (JINR) đang thúc đẩy dự án xây dựng hệ máy chùm positron chậm đầu tiên tại Việt Nam. Trong chuyến làm việc từ ngày 16 đến 24/7/2026 tại Dubna, hai bên đã trao đổi các điều kiện tiền khả thi, thông số kỹ thuật và lộ trình xây dựng hạ tầng phục vụ nghiên cứu vật liệu bán dẫn, nano và vật liệu chức năng.

Việt Nam chủ trì đầu tư, JINR hỗ trợ công nghệ và nhân lực

Đoàn công tác Việt Nam làm việc với lãnh đạo Phòng thí nghiệm Các vấn đề Hạt nhân Dzhelepov (DLNP) thuộc JINR, tập trung vào dự án “Nghiên cứu và phát triển hệ máy chùm positron chậm tại Việt Nam”. Thành phần đoàn gồm Phó Viện trưởng Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam (VINATOM) Nguyễn Tuấn Khải; Viện trưởng Viện Nghiên cứu Khoa học Cơ bản và Ứng dụng thuộc Đại học Duy Tân Nguyễn Quang Hưng và Lưu Anh Tuyên từ Trung tâm Hạt nhân TP.HCM.

Phía JINR có Giám đốc DLNP Evgeni Yakushev, kỹ sư trưởng S. L. Yakovenko và các chuyên gia liên quan. Chuyến làm việc còn có sự tham gia hỗ trợ của Nguyễn Văn Tiệp, điều phối viên thường trực của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam tại JINR, cùng nghiên cứu sinh Nguyễn Vũ Minh Trung, người đang trực tiếp tham gia nghiên cứu kỹ thuật chùm positron chậm tại Dubna.

Hai bên đã thảo luận những điều kiện tiền khả thi, xác định các thông số kỹ thuật ban đầu và xây dựng lộ trình dự kiến cho quá trình thiết kế, chế tạo và đưa hệ máy vào vận hành trong những năm tới. Theo phương án hợp tác được thống nhất, Việt Nam sẽ chủ trì nguồn kinh phí của dự án, trong khi JINR đảm nhiệm vai trò hỗ trợ nghiên cứu – phát triển và đào tạo đội ngũ chuyên gia.

Dự án không bắt đầu từ con số không. Các nhóm nghiên cứu Việt Nam đã có nhiều năm hợp tác với JINR trong ứng dụng phổ hủy positron và các kỹ thuật hạt nhân vào khoa học vật liệu. Một nghiên cứu công bố năm 2025 của các nhà khoa học Việt Nam và JINR đã sử dụng hệ chùm positron chậm tại Dubna để phân tích màng mỏng BiVO4, cho phép khảo sát phân bố khuyết tật theo chiều sâu từ vài nanomet đến khoảng một micromet.

Đầu năm 2026, Nguyễn Vũ Minh Trung cũng báo cáo tại phiên họp Ủy ban Cố vấn Chương trình về Vật lý vật chất ngưng tụ của JINR về việc nâng cấp phương pháp phổ dựa trên sự mở rộng Doppler của vạch hủy positron dành cho chùm positron chậm. Hoạt động này cho thấy hợp tác đã chuyển dần từ khai thác thiết bị tại JINR sang tích lũy năng lực kỹ thuật cần thiết để phát triển hệ thống tương tự.

Công cụ khảo sát khuyết tật ở cấp độ nguyên tử

Chùm positron chậm, hay Slow Positron Beam (SPB), là một công cụ phân tích không phá hủy có độ nhạy cao đối với các khuyết tật dạng lỗ trống và những biến đổi vi cấu trúc trong vật liệu. Bằng cách điều chỉnh năng lượng của positron, nhà nghiên cứu có thể khảo sát vật liệu ở các độ sâu khác nhau, từ vùng gần bề mặt tới sâu bên trong màng mỏng.

Khả năng này đặc biệt hữu ích đối với vật liệu bán dẫn, kim loại, hợp kim, ceramic, màng mỏng và vật liệu nano. Những khuyết tật có kích thước rất nhỏ trong mạng tinh thể có thể ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất điện, quang học, cơ học và tuổi thọ của vật liệu, nhưng không phải lúc nào cũng dễ phát hiện bằng các phương pháp phân tích thông thường. Các hệ chùm positron chậm vì vậy được sử dụng để nghiên cứu khuyết tật trên bề mặt, tại giao diện và bên trong vật liệu bán dẫn cũng như nhiều hệ vật liệu tiên tiến.

Một hướng được phía Việt Nam quan tâm là khảo sát vật liệu tại chỗ trong điều kiện nhiệt độ thay đổi từ vài chục Kelvin đến hàng trăm Kelvin. Thay vì lấy mẫu ra khỏi thiết bị sau từng giai đoạn xử lý, nhà nghiên cứu có thể theo dõi quá trình khuyết tật hình thành, biến đổi hoặc bị triệt tiêu khi vật liệu được nung nóng hay làm lạnh. Điều này giúp mô phỏng sát hơn những điều kiện mà vật liệu có thể gặp trong linh kiện và thiết bị điện tử.

Năng lực của phương pháp đã được nhóm Việt Nam kiểm chứng qua các nghiên cứu tại Dubna. Với màng mỏng BiVO4 được cấy ion, phép đo bằng chùm positron chậm cho phép xác định sự thay đổi của khuyết tật theo chiều sâu trong vật liệu. Các công trình tiếp theo của nhóm tiếp tục sử dụng kỹ thuật này để nghiên cứu quá trình điều khiển khuyết tật trong vật liệu bán dẫn phục vụ những ứng dụng như xúc tác và công nghệ nano.

Hướng tới hệ chùm positron chậm đầu tiên tại Việt Nam

Kế hoạch xây dựng SPB đã được các nhà khoa học Việt Nam đưa ra trong các diễn đàn khoa học trước chuyến làm việc tháng 7. Tại Hội nghị quốc tế về Đổi mới và Công nghệ Vật liệu năm 2026, nhóm nghiên cứu của VINATOM và Đại học Duy Tân trình bày tham luận về nghiên cứu vật liệu bán dẫn và nano bằng chùm positron chậm tại JINR, đồng thời đề xuất phát triển hệ thiết bị đầu tiên loại này tại Việt Nam và khu vực Đông Nam Á.

Theo đề xuất này, hệ thống dự kiến được phát triển thành một hạ tầng nghiên cứu đa dụng phục vụ đặc trưng hóa vật liệu bán dẫn và vật liệu nano. Những thành phần kỹ thuật cần giải quyết bao gồm quá trình làm chậm positron, vận chuyển chùm hạt và hệ thống đầu dò, đồng thời phải tính tới khả năng mở rộng thiết bị trong tương lai.

Việc xây dựng một hệ SPB trong nước sẽ cho phép các nhóm nghiên cứu Việt Nam chủ động hơn thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào thời gian khai thác thiết bị ở nước ngoài. Hạ tầng này hướng tới phục vụ nghiên cứu khuyết tật trong bán dẫn, vật liệu nano, kim loại và vật liệu chức năng, đồng thời tạo môi trường đào tạo thực hành cho đội ngũ chuyên gia về vật lý positron, kỹ thuật chùm hạt, đầu dò và phân tích dữ liệu.

Dự án cũng phù hợp với định hướng rộng hơn trong hợp tác Việt Nam – JINR về phát triển hạ tầng và nhân lực hạt nhân. Trong chuyến thăm JINR của đoàn Bộ Khoa học và Công nghệ Việt Nam trước đó, phía Việt Nam đã xác định đào tạo nhân lực và khai thác hiệu quả các phòng thí nghiệm là những mục tiêu quan trọng của hợp tác, đồng thời đề nghị JINR tham gia hỗ trợ phát triển các cơ sở nghiên cứu mới và đào tạo chuyên gia trong những lĩnh vực Việt Nam có nhu cầu.

Sau các cuộc làm việc tại DLNP tháng 7/2026, phía Việt Nam và JINR thống nhất tiếp tục đẩy nhanh các bước chuẩn bị cho dự án. Nếu được triển khai theo kế hoạch, hệ chùm positron chậm sẽ bổ sung một công cụ phân tích chuyên sâu cho hạ tầng nghiên cứu vật liệu tại Việt Nam, trước hết phục vụ các nghiên cứu về bán dẫn, vật liệu nano, kim loại và các hệ vật liệu chức năng.

Văn phòng Du học Nga viết nội dung sau khi tham chiếu thông tin từ các nguồn:

• Cổng thông tin Việt Nam tại JINR: vietnam.jinr.ru/vi/hop-tac-khoa-hoc-viet-nam-jinr-ve-du-an-chum-positron-cham/
• Viện Liên hợp Nghiên cứu Hạt nhân Dubna: publish.jinr.ru/News/News_2-2026.pdf