Kinh nghiệm trong ngành công nghiệp hạt nhân cho thấy các hệ mô phỏng là công cụ hiệu quả cho mục đích giáo dục và đào tạo cho người sử dụng, từ sinh viên đến nhà thiết kế và các nghiên cứu viên. Đối với các nước mới phát triển chương trình năng lượng hạt nhân, việc đào tạo và chương trình giảng dạy ban đầu có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các công cụ “NPP Simulators for Education” do IAEA cung cấp, được phân phối miễn phí cho các quốc gia thành viên. Các công ty thiết kế các hệ thống mô phỏng cung cấp các hệ mô phỏng trên máy tính phù hợp với nhu cầu của người sử dụng. Các hệ mô phỏng này cung cấp một mô hình đầy đủ và chính xác các quá trình vật lý và công nghệ của một nhà máy điện hạt nhân và được coi là công cụ thực tiễn xây dựng về mặt kiến thức và kỹ năng cho người học hiểu biết về công nghệ và an toàn lò phản ứng.
Hình 1. Phát triển các hệ thống mô phỏng lò phản ứng trên máy tính cá nhân của IAEA
Hình 2. Thống kê số số lượng nước yêu cầu, các tổ chức và phần mềm mô phỏng được phân phối bởi IAEA
Khoa Vật lý, đại học Khoa học tự nhiên – ĐHQG Tp. Hồ Chí Minh đã sử dụng hệ mô phỏng của IAEA trong công tác đào tạo và đã có nhiều sinh viên, học viên cao học tham gia nghiên cứu, học tập trên hệ mô phỏng này. Gần đây, đại học Đà Lạt cũng đã đưa vào sử dụng hệ mô phỏng lò OPR-1000 do Hàn Quốc cung cấp cho mục đích đào tạo.
Hình 3. Lễ bàn giao hệ mô phỏng lò OPR-1000 cho đại học Đà Lạt.
Các hệ mô phỏng trên máy tính để bàn giúp người học có cái nhìn sâu sắc và sự hiểu biết về thiết kế cũng như sự hiểu biết rõ ràng về các đặc trưng vận hành của các loại lò phản ứng khác nhau. Các hệ mô phỏng chạy trên các máy tính cá nhân có thể giúp cả các nhân viên chuyên môn cũng như không có chuyên môn như là một công cụ giáo dục mang tính giới thiệu. Tuy nhiên, những người đặc biệt quan tâm là các giảng viên quan tâm đến việc phát triển các khóa học về kỹ thuật hạt nhân với sự hỗ trợ của các công cụ giáo dục thực hành rất hiệu quả này. Việc áp dụng các chương trình mô phỏng giới hạn trong việc cung cấp các đặc tính đáp ứng chung của các loại lò phản ứng được chọn và chúng không được sử dụng cho các mục đích cụ thể của nhà máy như thiết kế, đánh giá an toàn, cấp phép hoặc đào tạo nhân viên điều khiển.
Hình 4.Thực hành điều khiển khởi động và dừng lò trên hệ mô phỏng nhà máy điện hạt nhân VVER-1200 tại trung tâm Đào tạo hạt nhân
Năm 2015, IAEA đã hỗ trợ Việt Nam có được hệ mô phỏng nhà máy điện hạt nhân lò VVER-1200. Đây là hệ thống mô phỏng đa chức năng trên máy tính cá nhân với chế độ thời gian thực, được thiết kế nhằm đạt được các mục tiêu giáo dục và đào tạo sau đây:
– Đào tạo ban đầu để hiểu biết và nắm bắt các quy trình thủy nhiệt và vật lý lò phản ứng, điều kiện hoạt động bình thường và bất thường của nhà máy điện hạt nhân lò VVER.
– Tích lũy các kỹ năng thực tế về kiểm soát nhà máy trong điều kiện hoạt động bình thường và bất thường.
Hình 5. Nhóm phân tích an toàn (SATG) mạng an toàn hạt nhân châu Á (ANSN) thăm
Hệ thống mô phỏng nhà máy điện hạt nhân VVER 1200 tại Trung tâm Đào tạo hạt nhân
Nghiên cứu và học tập trên hệ mô phỏng, người học có thể hiểu biết một cách trực quan các hiện tượng vật lý – thủy nhiệt, củng cố kiến thức về các nguyên lý vật lý, thủy nhiệt, vận hành nhà máy điện hạt nhân. Người học nắm được vai trò và chức năng của các rào cản an toàn khác nhau, vật lý lò phản ứng và động học neutron, cân bằng nhiệt trong vùng hoạt, trong mạch tải nhiệt chính và trong toàn bộ nhà máy. Đặc biệt là vai trò, chức năng các hệ thống phụ trợ quan trọng nhất, các quy trình vận hành và các thông số kiểm soát chính, các vấn đề cơ bản của việc kiểm soát lò phản ứng và vận hành nhà máy điện hạt nhân. Hiểu biết về chức năng của tuabin và máy phát và kết nối với lưới điện, kể cả ảnh hưởng của sự không ổn định của lưới điện và phản ứng của nhà máy điện hạt nhân.
Hình 6. Học sinh thăm quan hệ mô phỏng và nghe giới thiệu về NMĐHN tại Trung tâm Đào tạo hạt nhân
Trong các ngày từ 15 – 19/5/2017, IAEA đã tổ chức Hội thảo kỹ thuật về phát triển phương pháp tiếp cận giáo dục và đào tạo có hệ thống bằng cách sử dụng mô phỏng trên máy tính cá nhân cho chương trình điện hạt nhân.
Mục đích của hội thảo nhằm trao đổi thông tin và bài học kinh nghiệm về việc sử dụng các hệ mô phỏng nhà máy điện hạt nhân trên máy tính để bàn trong giáo dục và đào tạo với mục tiêu phát triển một chiến lược giáo dục theo từng bước, toàn diện và có hệ thống để nâng cao các kỹ năng dựa trên tri thức (knowledge-based skills). Mục tiêu cụ thể của cuộc họp:
- Thúc đẩy việc trao đổi thông tin liên quan đến việc sử dụng các hệ mô phỏng cơ bản dựa trên máy tính trong giáo dục và đào tạo ở các tổ chức khác nhau (các trường đại học, viện nghiên cứu, các tổ chức chính phủ)
- Thảo luận về việc học tập toàn diện, tích hợp và có hệ thống bằng cách thực hiện chiến lược giáo dục sử dụng thư viện các hệ mô phỏng cơ bản của IAEA cho các công nghệ lò phản ứng khác nhau
- Thảo luận và xác định các nhiệm vụ liên quan đến cách tiếp cận có hệ thống đối với đào tạo và các mô-đun đào tạo khác nhau liên quan đến kỹ thuật hệ thống nhà máy điện hạt nhân thông thường và tiên tiến.
- Cung cấp các khuyến nghị cho IAEA cho các hoạt động trong tương lai về các hệ mô phỏng cơ bản dựa trên máy tính cá nhân.
Bạn đọc quan tâm có thể đọc các bài trình bày tại địa chỉ: https://www.iaea.org/NuclearPower/Meetings/2017/2017-05-15-05-17-NPTDS.html
Lê Đại Diễn – Phó Giám đốc Trung tâm Đào tạo hạt nhân