Hiệp ước Cấm thử hạt nhân toàn diện: Cơ chế kiểm chứng Hiệp ước
16:04 26/03/2019: Việt Nam đã là thành viên chính thức của Hiệp ước Cấm thử hạt nhân toàn diện (CTBT) thông qua việc ký Hiệp ước năm 1996 ngay từ ngày đầu mở ký và phê chuẩn Hiệp ước năm 2006 sau 10 năm nghiên cứu kỹ mọi khía cạnh của Hiệp ước. Việc tham gia Hiệp ước nâng cao vị thế của Việt Nam trên trường quốc tế và kèm theo đó có thêm trách nhiệm đối với Hiệp ước và quốc tế.
Hiệp ước CTBT là một trong các văn kiện quốc tế thể hiện nỗ lực của cộng động quốc tế nhằm hướng đến một thế giới không vũ khí hạt nhân. Nội dung chính của Hiệp ước nêu rõ trách nhiệm đối với tất cả quốc gia thành viên không được thử nổ vũ khí hạt nhân trong mọi môi trường trên lãnh thổ của mình và cũng không được tham gia hay khuyến khích bất cứ vụ nổ hạt nhân nào ở bất cứ đâu trên thế giới,
Hiệp ước cũng quy định việc thành lập Tổ chức Hiệp ước Cấm thử Hạt nhân Toàn diện (CTBTO) nhằm thực hiện mục tiêu và tôn chỉ của Hiệp ước này, đảm bảo việc thực hiện các điều khoản của Hiệp ước, bao gồm các điều khoản kiểm chứng quốc tế đối với việc tuân thủ Hiệp ước, và để tạo một diễn đàn thảo luận và hợp tác giữa các Quốc gia Thành viên.
Theo các điều khoản của Hiệp ước cấm thử hạt nhân toàn diện Hiệp ước (CTBT), cơ chế kiểm chứng toàn cầu phải sẵn sàng hoạt động khi có hiệp ước có hiệu lực để giám sát sự tuân thủ với Hiệp ước. Cơ chế kiểm chứng phải có khả năng phát hiện các vụ nổ hạt nhân trong tất cả các môi trường, cụ thể là dưới lòng đất, dưới nước và trong khí quyển.
Cơ chế kiểm chứng gồm các thành phần sau:
- Hệ thống quan trắc quốc tế (IMS) được thiết kế để thu thập bằng chứng khoa học và khách quan về bất cứ vụ nổ hạt nhân nào trong mọi môi trường (nước, khí quyển và dưới đất)
- Trung tâm dữ liệu quốc tế (IDC) nhận, lưu trữ, phân tích số liệu từ tất cả các trạm quan trắc của IMS, và cung cấp cho tất cả các quốc gia thành viên số liệu và kết quả phân tích một cách công bằng
- Thanh sát tại chỗ (OSI) là biện pháp cuối cùng do tổ chức CTBTO tiến hành nếu quá trình trao đổi và làm sáng tỏ đòi hỏi một cuộc thanh sát tại chỗ để khẳng định có hay không vụ nổ thử hạt nhân tại địa điểm nghi ngờ.
Trong bài viết này chúng tôi xin giới thiệu các thành phần trên đây của Cơ chế kiểm chứng để truyền tải các hiểu biết cơ bản về vấn đề này đến cộng đồng các nhà khoa học cũng như các nhà quản lý quan tâm đến Hiệp ước, qua đó, xác định các vấn đề kỹ thuật được sử dụng trong cơ chế kiểm chứng Hiệp ước cần quan tâm nghiên cứu để nâng cao năng lực kỹ thuật quốc gia đáp ứng được trách nhiệm đối với Hiệp ước khi Hiệp ước có hiệu lực cũng như khai thác hiệu quả các số liệu của hệ thống IMS cho công tác cảnh báo và ứng phó sự cố khi có sự cố, tai nạn hạt nhân xuyên biên giới xảy ra.
1. Hệ thống quan trắc quốc tế (IMS): Khi hoàn thành, Hệ thống quan trắc quốc tế (IMS) sẽ bao gồm một mạng lưới gồm 337 trạm quan trắc và 16 phòng thí nghiệm hạt nhân phóng xạ nhằm theo dõi trái đất để tìm bằng chứng về vụ nổ hạt nhân trong mọi môi trường. Mạng lưới các máy quan trắc này tìm kiếm, phát hiện và cung cấp bằng chứng về vụ nổ thử hạt nhân. Hệ thống này sử dụng bốn phương pháp kiểm chứng sử dụng các công nghệ hiện đại nhất hiện có. Thông tin do các trạm IMS thu thập được gửi ngay về Trung tâm dữ liệu quốc tế (IDC) tại Vienna, Áo để phân tích. Một khi dữ liệu đã được phân tích, IDC sẽ phân phối các sản phẩm dữ liệu cho các quốc gia thành viên.
Bằng chứng về vụ nổ hạt nhân : Hai hiện tượng cơ bản xảy ra khi một thiết bị hạt nhân được kích nổ: giải phóng năng lượng và tạo ra các sản phẩm vật chất. Năng lượng được giải phóng từ  vụ nổ tương tác với môi trường và truyền qua Trái đất như dao động âm thanh. Các sản phẩm vật lý gây ra bởi vụ nổ hạt nhân được phát tán vào môi trường xung quanh và có thể đi vào khí quyển từ dưới lòng đất hoặc dưới nước. Các hạt và khí phóng xạ được giải phóng trong quá trình nổ hạt nhân hầu hết phân rã trong vòng vài giây đến vài tháng, nhưng một số trong chúng phân rã lâu hơn nhiều.
Các công nghệ quan trắc: Các trạm địa chấn, thủy âm, hạt nhân phóng xạ và hạ âm được sử dụng để quan trắc các môi trường dưới lòng đất, dưới nước và khí quyển, tương ứng. Những trạm này sử dụng công nghệ sóng để phát hiện các tín hiệu rất ngắn được tạo ra khi năng lượng được giải phóng từ vụ nổ hạt nhân truyền qua trái đất như những rung động âm thanh. Các rung động được thu thập từ các trạm này, ở dạng sóng số hoặc chuỗi thời gian, cung cấp cho ta thông tin đặc trưng để phát hiện, định vị và mô tả nguồn năng lượng.
Để xác định xem một sự kiện được ghi nhận bởi một trạm IMS là kết quả của vụ nổ hạt nhân hay không, công nghệ hạt nhân phóng xạ được sử dụng để thu thập và phân tích các mẫu không khí để tìm kiếm các sản phẩm vật chất (bụi phóng xạ) được tạo ra và được gió đưa đi. Các trạm phóng xạ có thể phát hiện các bụi phóng xạ thoát ra từ vụ nổ trong khí quyển hoặc thoát lên từ dưới lòng đất hay dưới nước bởi vụ nổ dưới đất hay dưới nước. Quan trắc hạt nhân phóng xạ thực hiện thông qua việc thu thập và phân tích các mẫu không khí chứa hạt phóng xạ được giữ lại trên phin lọc của hệ thống hút khí. Bằng chứng được thu thập bởi các thiết bị hạt nhân phóng xạ có thể xác nhận một vụ nổ hạt nhân xảy ra.
Địa chấn : Bao gồm 50 trạm chính và 120 trạm phụ, các trạm địa chấn của IMS phát hiện và định vị các sự kiện địa chấn. Các các trạm chính gửi dữ liệu đến IDC theo thời gian thực, trong khi các trạm phụ trợ cung cấp dữ liệu khi IDC yêu cầu. Trạm địa chấn của IMS thu thập dữ liệu được sử dụng để phân biệt giữa vụ nổ hạt nhân và trận động đất tự nhiên.
Mạng lưới địa chấn bao gồm hai loại trạm địa chấn; trạm ba thành phần và trạm mảng địa chấn. Với các cảm biến được đặt tại một địa điểm, trạm ba thành phần đo ba thành phần của sóng (lên xuống, đông-tây và bắc-nam) gây ra bởi các sự kiện địa chấn, chẳng hạn như động đất và vụ nổ. Các trạm mảng bao gồm 9 đến 25 cảm biến địa chấn được sắp xếp theo dạng hình học. Khả năng phát hiện được nâng cao của trạm mảng cho phép đo độc lập hướng và khoảng cách đến nguồn của một sự kiện địa chấn.
Thủy âm:  IMS sử dụng công nghệ thủy âm để phát hiện sóng âm được tạo ra bởi hiện tượng tự nhiên và nhân tạo lan truyền qua các đại dương. Mạng lưới thủy âm bao gồm 11 trạm, quan sát được tất cả các đại dương của trái đất. Bởi vì năng lượng âm thanh lan truyền qua đại dương một cách cực kỳ hiệu quả, nên mạng lưới trạm thủy âm cần rất ít trạm.

Mạng thủy âm bao gồm sáu trạm hydrophone và năm trạm T-phase (địa chấn). Trạm hydrophone sử dụng các ống nghe dưới nước (hydrophones) truyền tín hiệu đã ghi nhận được qua cáp điện thoại đến thiết bị trên bờ. Trong khi cực kỳ nhạy cảm và rất hiệu quả trong việc thu tín hiệu từ các sự kiện dưới nước ở khoảng cách lớn, việc lắp đạt trạm tốn kém và bảo trì đắt đỏ. Do đó, mạng thủy âm cũng bao gồm năm trạm quan trắc dạng T-pha. Nằm trên các hòn đảo, trạm T-phase sử dụng máy đo địa chấn để theo dõi và ghi nhận sóng địa chấn mà chúng được tạo thành  khi sóng âm tiếp xúc với đất liền.
Hạ âm: Các trạm siêu âm của IMS sử dụng vi áp kế (cảm biến áp suất âm thanh) để theo dõi sóng âm tần số thấp trong khí quyển. Mạng lưới siêu âm bao gồm 60 trạm đặt tại 35 quốc gia trên thế giới. Các trạm siêu âm của IMS sử dụng các dãy gồm bốn đến tám cảm biến được đặt cách nhau ba cây số. Các cảm biến này phát hiện sự thay đổi áp suất khí quyển được tạo ra bởi sóng hạ âm. Sóng hạ âm là kết quả của các hiện tượng tự nhiên và nhân tạo như núi lửa đang hoạt động, thiên thạch lao vào bầu khí quyển, các mảnh vỡ không gian quay lại, phóng tên lửa, máy bay bay siêu thanh, và vụ nổ khai thác mỏ và hóa chất lớn.
Một trong những sử dụng chính dữ liệu hạ âm là phát hiện tức thời một sự kiện, giúp tăng cường tiềm năng cho cuộc thanh sát tại chỗ thành công trong trường hợp một vụ nổ hạt nhân. Sóng hạ âm được đặc trưng bởi khả truyền rất xa năng đi đường dài và suy giảm rất ít khi có chứa ngại vật.
Radionuclide : Mạng lưới hạt nhân phóng xạ bao gồm 80 trạm sử dụng các mẫu không khí để phát hiện sự có mặt của các hạt phóng xạ từ vụ nổ hạt nhân trong khí quyển. Một nửa số trạm phóng xạ sẽ được trang bị thêm hệ thống phát hiện khí hiếm. Các khí hiếm, như xenon-133, rò rỉ vào khí quyển trong vụ nổ hạt nhân dưới lòng đất hoặc dưới nước. Ban thư ký kỹ thuật tạm thời (PTS) sử dụng công nghệ mô hình vận chuyển khí quyển để xác định khu vực và khung thời gian của một vụ thử nổ hạt nhân bằng phép tính toán tìm ngược để xác định khu vực có thể chứa nguồn tạo nên mẫu không khí ghi nhận được bởi các trạm hạt nhân phóng xạ.
Sau vụ nổ hạt nhân, các sản phẩm phân hạch hạt nhân và kích hoạt từ vụ nổ thoát vào khí quyển. Vì không có thời gian phân rã, nên thành phần của các hạt nhân phóng xạ này khác với thành phần hạt nhân phóng xạ từ các nguồn khác, chẳng hạn như từ bệnh viện, máy gia tốc hạt nhân và lò phản ứng. Mạng lưới hạt nhân phóng xạ là thành phần duy nhất của IMS có thể xác định rõ ràng một vụ nổ hạt nhân nếu các hạt nhân phóng xạ phát hiện được trong không khí.
2. Trung tâm dữ liệu quốc tế (IDC)
Nằm trong Ủy ban trù bị CTBTO tại Vienna, Trung tâm dữ liệu quốc tế (IDC) hỗ trợ trách nhiệm kiểm chứng của hệ IMS bằng cách cung cấp khách quan các sản phẩm và dịch vụ để đảm bảo quan trắc hiệu quả trên toàn thế giới. Những sản phẩm số liệu này được phát triển dựa trên thông tin được thu thập bởi các trạm quan trắc IMS. Sau đó, dữ liệu thô và sản phẩm của dữ liệu được truyền cho các quốc gia thành viên để đánh giá cuối cùng, chúng có thể được sử dụng để yêu cầu làm sáng tỏ về một sự kiện hay yêu cầu cuộc thanh sát tại chỗ. GCI cung cấp phương tiện để phân phối dữ liệu và sản phẩm giữa các quốc gia thành viên và IDC.
Sản phẩm dữ liệu và dịch vụ: Các trạm IMS truyền dữ liệu quan trắc thu thập được trong thời gian thực tới IDC để phân tích. Tại IDC, những dữ liệu này được xử lý ngay lập tức và sản phẩm được phân tích tự động đầu tiên sẽ được phân phối cho các quốc gia thành viên trong vòng hai giờ sau khi dữ liệu thô đến IDC. Các sản phẩm dữ liệu bao gồm dữ liệu đã thu thập về các sự kiện địa chấn, các sự kiện âm thanh và các hạt nhân phóng xạ đã được phát hiện bởi các trạm IMS. Sau khi nhận được dữ liệu thô từ các thiết bị IMS, các nhà phân tích IDC xem xét các danh sách này để chuẩn bị các bản tin được kiểm soát chất lượng.
Sản phẩm tiêu chuẩn: Theo quy định của CTBT, thay mặt cho tất cả các quốc gia thành viên, IDC xử lý dữ liệu thô để tạo và lưu trữ miễn phí các sản phẩm IDC tiêu chuẩn. Những sản phẩm dữ liệu này hiện đang được phân phối đến hơn 1200 người sử dụng ở 120 quốc gia. Những sản phẩm này bao gồm danh sách đã tổng hợp của tất cả các tín hiệu được phát hiện bởi IMS, danh sách và bản tin sự kiện tiêu chuẩn, bản tóm tắt các sản phẩm IDC khác nhau cũng như  trạng thái hoạt động và hiệu quả của hệ IMS và IDC.
Dịch vụ cho các quốc gia thành viên : CTBT đảm bảo tất cả các quốc gia thành viên được truy cập một cách minh bạch, bình đẳng, kịp thời và thuận tiện tất cả dữ liệu IMS, thô hoặc được xử lý, tất cả sản phẩm IDC và tất cả dữ liệu IMS khác trong kho lưu trữ của IDC. Các phương thức hỗ trợ truy cập dữ liệu và cung cấp dữ liệu bao gồm chuyển tiếp tự động và thường xuyên dữ liệu IMS và các sản phẩm IDC, cũng như cung cấp cho các quốc gia thành viên sự phân tích kỹ thuật chuyên sâu dữ liệu IMS và dữ liệu liên quan khác để giúp xác định nguồn gốc của một sự kiện cụ thể.
Hỗ trợ kỹ thuật: IDC sẽ hỗ trợ kỹ thuật cho các quốc gia thành viên riêng lẻ trong việc xây dựng yêu cầu của họ để lựa chọn và sàng lọc dữ liệu và các sản phẩm, cài đặt thuật toán máy tính hoặc phần mềm miễn phí để tính toán các thông số tín hiệu và sự kiện mới, cũng như hỗ trợ phát triển khả năng xử lý và phân tích dữ liệu IMS tại trung tâm dữ liệu quốc gia.
Truyền dữ liệu đến các quốc gia đã ký Hiệp ước: Từ tháng 2 năm 2000, IDC đã cung cấp dữ liệu IMS và các sản phẩm IDC cho các quốc gia đã ký Hiệp ước trên cơ sở thử nghiệm. Khoảng 120 tài khoản bảo mật đã được thành lập, cho phép các quốc gia đã ký Hiệp ước truy cập những dữ liệu và sản phẩm này.
3. Thanh sát tại chỗ (OSI)
Mối quan tâm về việc không tuân thủ Hiệp ước, “liệu có một vụ nổ hạt nhân nào xảy ra hay không?”, có thể được giải quyết thông qua một quá trình tham vấn và làm rõ. Các quốc gia thành viên cũng có thể yêu cầu một cuộc thanh sát tại chỗ (OSI), là biện pháp kiểm chứng cuối cùng theo CTBT và chỉ có thể được thực hiện sau khi Hiệp ước đã có hiệu lực.
OSI là biện pháp để thu thập các bằng chứng giúp làm rõ liệu một vụ nổ thử vũ khí hạt nhân hoặc bất kỳ vụ nổ hạt nhân nào khác đã được thực hiện vi phạm Hiệp ước hay không. Các thủ tục xác minh sẽ được dựa trên thông tin khách quan, giới hạn trong chủ đề của Hiệp ước CTBT, và được thực hiện với sự tôn trọng đầy đủ chủ quyền của các quốc gia thành viên. Tất cả các biện pháp cần thiết sẽ được thực hiện để bảo vệ bí mật của bất kỳ thông tin nào liên quan đến các hoạt động và cơ sở dân sự và quân đội thu được trong khi thanh sát.
Liên quan đến vấn đề thanh sát tại chỗ, Hiệp ước có quy định một quy trình bắt đầu từ khi một quốc gia thành viên yêu cầu cuộc thanh sát tại chỗ cho đến khi kết thúc quá trình thanh sát. Quy trình này nêu rõ trách nhiệm của quốc gia thành viên yêu cầu thanh sát, quốc gia thanh viên chịu thanh sát, trách nhiệm, vai trò của hội đồng chấp hành, Tổng giám đốc Ban thư ký kỹ thuật tạm thời. Các quy định về yêu cầu thanh sát, thời gian giải quyết từng giai đoạn của các đơn vị liên quan, quá trình thực hiện thanh sát cũng như báo cáo kết quả thanh sát…được Hiệp ước quy định rất rõ.
Một tài liệu rất quan trọng cho việc thực hiện thanh sát tại chỗ là cuốn Hướng dẫn vận hành. Ban thư ký kỹ thuật tạm thời đang phát triển cuốn Hướng dẫn vận hành để hướng dẫn các hoạt động của đoàn thanh sát. Một số vấn đề cần được giải quyết bao gồm các thủ tục cho các chuyến bay khảo sát trong khi thanh sát cho mục đích cung cấp cho đoàn thanh sát định hướng tổng quan về khu vực thanh sát, thu hẹp và tối ưu hóa các địa điểm cho các hoạt động thanh sát trên mặt đất, thủ tục liên lạc giữa các đoàn thanh sát và Tổng giám đốc, các quy định liên quan đến sức khỏe và sự an toàn của các thành viên trong đoàn. Các biện pháp ngăn chặn lộ thông tin bí mật cũng phải được giải quyết.
Cuốn hướng dẫn cũng sẽ có một danh sách các thiết bị thanh sát chính và phụ, cũng như các thủ tục cho hiệu chỉnh, kiểm tra và bảo vệ các thiết bị đó.
4. Những quan tâm về kỹ thuật
Như đã nêu trên đây, mạng quan trắc quốc tế  của CTBTO bao gồm 4 kỹ thuật hiện đại là địa chấn, thủy âm, hạ âm và hạt nhân phóng xạ. Với 4 kỹ thuật này CTBTO có thể thu thập được các số liệu, bằng chứng liên quan phục vụ cho kiểm chứng trách nhiệm của các quốc gia về Hiệp ước. Các kỹ thuật này được áp dụng rộng rãi trong nền kinh tế xã hội và không xa lạ đối với các nhà kỹ thuật của Việt Nam. Tuy nhiên, để đáp ứng được năng lực kỹ thuật phục vụ cho công tác kiểm chứng Hiệp ước CTBT, khẳng định được bằng chứng liên quan đến vụ nổ hạt nhân, xác định được khu vực có khả năng chứa nguồn rò rỉ hạt nhân phóng xạ do vụ nổ hạt nhân tiềm ẩn thì cần tập hợp được các cơ quan đơn vị kỹ thuật liên quan để cùng nhau xây dựng năng lực kỹ thuật liên quan cho mục đích chung là phục vụ công tác kiểm chứng.
Hơn nữa, công tác thanh sát tại chỗ trong cơ chế kiểm chứng của CTBTO sử dụng nhiều kỹ thuật cụ thể và nhiều thiết bị hiện đại cho mục đích khẳng định thực sự có một vụ nổ hạt nhân được thực hiện hay không cũng đòi hỏi sự quan tâm nghiên cứu và tìm hiểu sâu các vấn đề nêu trong cuốn Hướng dẫn thanh sát tại chỗ của CTBTO. Cũng cần lưu ý rằng, các thiết bị kỹ thuật phục vụ cho thanh sát tại chỗ luôn được phát triển, cải tiến và bổ sung đòi hỏi các nhà kỹ thuật phải thường xuyên theo dõi và cập nhật kiến thức và hiểu biết về thiết bị tránh bị tụt hậu. Ngoài ra,  yêu cầu về cuộc thanh sát tại chỗ sẽ được quyết định trong vòng 3-4 ngày, và ngay sau đó đoàn thanh sát tại chỗ sẽ khởi hành đến địa điểm thanh sát với rất nhiều thiết bị cho mục đích thanh sát. Nếu không có sự chuẩn bị kỹ càng chúng ta không thể khẳng định được các thiết bị nào được phép đưa vào để thực hiện cuộc thanh sát tại chỗ hay không khi Hiệp ước có hiệu lực./.
NTH, Cục ATBXHN
Tin bài khác
Online: 26
Số lượt truy cập: 6584260
Lên đầu trang
SSL