กัมมันตภาพรังสี...คืออะไร? มาดูกัน

dho1991

กัมมันตภาพรังสี...คืออะไร?

กัมมันตภาพรังสี (Radioactivity) เป็นคุณสมบัติของธาตุและไอโซโทปบางส่วน ที่สามารถเปลี่ยนแปลงตัวเองเป็นธาตุหรือไอโซโทปอื่น ซึ่งการเปลี่ยนแปลงนี้จะมีการปลดปล่อยหรือส่งรังสีออกมาด้วย ปรากฏการณ์นี้ได้พบครั้งแรกโดย เบคเคอเรล เมื่อปี พ.ศ. 2439 ต่อมาได้มีการพิสูจน์ทราบว่า รังสีที่แผ่ออกมาในขบวนการสลายตัวของธาตุหรือไอโซโทปนั้นประกอบด้วย รังสีแอลฟา, รังสีเบต้า และรังสีแกมมา

รังสีแอลฟา
รังสีที่ประกอบด้วยอนุภาคแอลฟาซึ่งเป็นอนุภาคที่มีมวล 4 amu มีประจุ +2 อนุภาคชนิดนี้จะถูกกั้นไว้ด้วยแผ่นกระดาษหรือเพียงแค่ผิวหนังชั้นนอกของคนเราเท่านั้น

การสลายตัวให้รังสีแอลฟา
90Th 232----->88Ra 228 +   2a 4

รังสีเบต้า

รังสีที่ประกอบด้วยอนุภาคอิเลคตรอนหรือโพสิตรอน รังสีนี้มีคุณสมบัติทะลุทะลวงตัวกลางได้ดีกว่ารังสีแอลฟา สามารถทะลุผ่านน้ำที่ลึกประมาณ 1 นิ้วหรือประมาณความหนาของผิวเนื้อที่ฝ่ามือได้ รังสีเบต้าจะถูกกั้นได้โดยใช้แผ่นอะลูมิเนียมชนิดบาง

การสลายตัวให้รังสีบีตา
79Au 198----->80Hg 198 +   -1b 0
7N 13----->6C 13 +   +1b 0

รังสีแกมมา
รังสีที่เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าพลังงานสูง มีคุณสมบัติเช่นเดียวกันกับรังสีเอกซ์ที่สามารถทะลุผ่านร่างกายได้ การกำบังรังสีแกมมาต้องใช้วัสดุที่มีความหนาแน่นสูงเช่น ตะกั่วหรือยูเรเนียม เป็นต้น

การสลายตัวให้รังสีแกมมา
27Co 60----->-1b 0 +   28Ni 60----->28Ni60 +   g

การใช้ประโยชน์จากรังสี

ปัจจุบันได้มีการนำรังสีและสารกัมมันตรังสีมาใช้งานต่างๆ กันเช่น ในทางการแพทย์มีการใช้ในการตรวจวินิจฉัย และบำบัดอาการโรคของผู้เจ็บป่วยจากโรคร้ายต่างๆ เช่น การฉายรังสีเอกซ์ การตรวจสมอง การตรวจกระดูก และการบำบัดโรคมะเร็ง เป็นต้น นอกจากนี้ก็มีการใช้งานทางรังสีในกิจการอุตสาหกรรม การเกษตร และการศึกษาวิจัยทางวิทยาศาสตร์ อาทิเช่น การใช้รังสีตรวจสอบรอยเชื่อม รอยร้าวในชิ้นส่วนโลหะต่างๆ การใช้ป้ายเรืองแสงในที่มืด การตรวจอายุวัตถุโบราณ การถนอมอาหารด้วยรังสี และการฆ่าเชื้อโรคในเครื่องมือแพทย์

อันตรายจากรังสี

แม้รังสีจะมีอยู่ล้อมรอบตัวเรา และมนุษย์ทุกคนก็สามารถใช้ประโยชน์จากรังสีได้ แต่รังสีก็นับได้ว่ามีความเป็นพิษภัยในตัวเองเช่นกัน รังสีมีความสามารถก่อให้เกิดความเสียหายของเซลล์สิ่งมีชีวิต และถ้าได้รับรังสีสูงมากอาจทำให้มีอาการป่วยทางรังสีได้ ดังนั้นผู้ที่ปฏิบัติงานเกี่ยวข้องกับรังสีจะต้องกระทำด้วยความรอบคอบ เพื่อป้องกันตัวเองและสาธารณชนไม่ให้ได้รับอันตรายจากรังสีเลย

ผลกระทบจากรังสีต่อร่างกาย

International Commission on Radiological Protection (ICRP) เป็นองค์การสากลในการป้องกันอันตรายจากรังสี ได้รวบรวมผลกระทบจากรังสีต่อร่างกายไว้ดังนี้ ปริมาณรังสี(มิลลิซีเวิร์ต) อาการ 2.2 เป็นระดับรังสีปกติในธรรมชาติ ที่มนุษย์แต่ละคนได้รับใน 1 ปี 5 เกณฑ์สูงสุดที่อนุญาตให้สาธารณชนได้รับใน 1 ปี 50 เกณฑ์สูงสุดที่อนุญาตให้ผู้ปฏิบัติงานทางรังสีได้รับใน 1 ปี 250 ไม่ปรากฏอาการผิดปกติใดๆ ทั้งระยะสั้นและระยะยาว 500 เม็ดเลือดขาวลดลงเล็กน้อย 1,000 มีอาการคลื่นเหียน และอ่อนเพลีย เม็ดเลือดขาวลดลง 3,000 อ่อนเพลีย อาเจียน ท้องเสีย เม็ดเลือดขาวลดลง ผมร่วง เบื่ออาหาร ตัวซีด คอแห้ง มีไข้ อายุสั้น อาจเสียชีวิตภายใน 3-6 สัปดาห์ 6,000 อ่อนเพลีย อาเจียน ท้องร่วงภายใน 1-2 ชั่วโมง เม็ดเลือดลดลงอย่างรวดเร็ว ผมร่วง มีไข้ อักเสบบริเวณปากและลำคออย่างรุนแรง มีเลือดออก มีโอกาสเสียชีวิตถึง 50% ภายใน 2-6 สัปดาห์ 10,000 มีอาการเหมือนข้างต้น ผิวหนังพองบวม ผมร่วง เสียชีวิตภายใน 2-3 สัปดาห์ มิลลิซีเวิร์ต (Millisievert: mSv) เป็นหน่วยวัดปริมาณรังสีที่ร่างกายได้รับ ยกตัวอย่างเช่น โดยปกติใน 1 ปี แต่ละคนจะได้รับรังสีจากธรรมชาติประมาณ 2.23 มิลลิซีเวิร์ต ดังนี้ ที่มา มิลลิซีเวิร์ต รังสีคอสมิค 0.3 พื้นดิน 0.4 บ้านเรือน 1.2 อาหารและเครื่องดื่ม 0.2 เอกซ์เรย์ทางการแพทย์ 0.1 ฝุ่นกัมมันตรังสี 0.01 เครื่องใช้ในบ้าน 0.01 ขึ้นเครื่องบิน 0.01 รวม 2.23 การป้องกันอันตรายจากรังสี การป้องกันอันตรายจากรังสีจะประสบความสำเร็จตามเป้าหมายได้ ขึ้นอยู่กับการบริหารองค์กรความปลอดภัย (Safety organization) ให้ มีประสิทธิภาพสูง และประกอบกับผู้ปฏิบัติงานทางรังสีในหน่วยงานนั้น ตลอดจนผู้บังคับบัญชาที่รับผิดชอบ จะต้องร่วมมือกัน ให้การสนับสนุน และให้ความสนใจอย่างต่อเนื่อง ตลอดจนติดตามการจัดการในทุกระดับชั้นอย่างระมัดระวัง โดยอาศัยมาตรการต่างๆ ดังต่อไปนี้ 1. การประเมินอันตราย (Hazard evaluation) การประเมินอันตรายเป็นขั้นตอนสำคัญ ในการกำหนดโครงการความปลอดภัยทางรังสี เราจะต้องทราบความเป็นมาและขอบเขตของอันตรายที่จะเกิดขึ้นต่อสุขภาพ ในการปฏิบัติการใดๆ เกี่ยวกับต้นกำเนิดรังสี บนรากฐานเกี่ยวกับการประเมินอันตรายจากรังสีนี้ สถานที่ปฏิบัติการทางรังสี จะต้องมีการวางแผนการป้องกันอันตรายจากรังสีเป็นอย่างดี ตลอดจนวางระเบียบปฏิบัติในการทำงานเกี่ยวกับสารรังสี เพื่อให้แน่ใจได้ว่าระดับของปริมาณรังสี (Radiation dose) และความเข้มข้นของสารรังสีที่ปนเปื้อนอยู่ในอากาศและในน้ำอยู่ในระดับต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และไม่ว่าในกรณีใดๆ จะไม่เกินค่าสูงสุดที่ยอมรับได้ (Maximum permissible values) ซึ่งกำหนดโดยคณะกรรมาธิการนานาชาติ ว่าด้วยการป้องกันอันตรายจากรังสี (International Commission on Radiological Protection, ICRP) ได้มีการประชุมปรึกษาหารือ และทบทวนปรับปรุงระดับค่าต่างๆ ของวัสดุกัมมันตรังสีในน้ำและอากาศอยู่เสมอเป็นระยะๆ ความเจริญก้าวหน้าของวิชาการต่างๆ และข้อมูลใหม่ๆ ที่ได้รับมา ค่าต่างๆ เหล่านี้ได้มีการกำหนดค่าไว้สำหรับกลุ่มบุคคลสองกลุ่ม คือผู้ปฏิบัติงานเกี่ยวข้องกับสารรังสี และประชาชนทั่วไป โดยถือว่าถ้าร่างกายของคนทั้งสองกลุ่มนี้ได้รับรังสี หรือวัสดุกัมมันตรังสีเข้าไป ไม่เกินค่าที่ ICRP กำหนดไว้สำหรับธาตุทางรังสีแต่ละตัวแล้ว ความเสี่ยงอันตรายต่อภัยทางรังสี หรือความเสียหายที่จะเกิดขึ้นต่อสุขภาพของบุคคลนั้น ถือว่าอยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับกันได้ และได้นำค่าตัวเลขเหล่านี้มาใช้เป็นข้อมูลขั้นพื้นฐาน ในการออกแบบสถานที่ปฏิบัติการทางรังสี การพัฒนาระเบียบปฏิบัติการที่เหมาะสม อย่างไรก็ตาม ICRP ยังได้แนะนำว่า การได้รับรังสีทั้งหลายควรจะรักษาให้อยู่ในขีดจำกัดต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในขณะที่ระดับรังสีสูงสุดอันเป็นที่ยอมรับกันได้ สามารถใช้เป็นแนวทางในการวางแผน แต่ไม่ควรถือว่าเป็นระดับที่ผู้ปฏิบัติงานทางรังสีสามารถรับได้เป็นประจำ ซึ่งผิดเจตนารมณ์ที่แท้จริง ในทางปฏิบัติแล้วผู้ปฏิบัติงานทางรังสีจะต้องพยายามให้ตัวเองและผู้อื่นได้รับรังสี น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาข้อโต้แย้งในทางกฎหมาย การใช้คำว่าระดับสูงสุดที่อนุญาตให้รับได้ (Maximum permissible levels) นั้น ประกอบกับปัญหาในแง่ของจิตวิทยาแล้ว ถ้าใครได้รับรับรังสีมีค่าเกินค่าที่ ICRP ได้กำหนดไว้ จะต้องอยู่ในสภาวะที่เป็นอันตราย ซึ่งจะไม่เป็นความจริง ดังนั้นในการยกร่างเกี่ยวกับแนวปฏิบัติทางกฎหมาย ให้เลี่ยงไปใช้คำว่า ขีดจำกัดในการปฏิบัติการหรือปริมาณรังสีอันเป็นที่ยอมรับได้ (Operational limits or acceptable dose) แทน ดูจะเหมาะสมกว่า 2. การออกแบบสถานที่ปฏิบัติการหรืออุปกรณ์ (Design of installations or devices) ในการออกแบบสถานที่ปฏิบัติการหรืออุปกรณ์ สำหรับใช้เกี่ยวกับต้นกำเนิดรังสีด้วยความระมัดระวัง ก็เป็นอีกขั้นตอนหนึ่งที่สำคัญ ในการ ป้องกันอันตรายจากรังสี โดยให้มีการผนวกเอาระบบของความปลอดภัย และการป้องกันอันตรายจากรังสีเข้าไว้ในแผน การออกแบบก่อสร้างสถานปฏิบัติการหรืออุปกรณ์ อันเป็นการลดอิทธิพลความผิดพลาดที่อาจจะเกิดขึ้นจากความผิดพลาดที่มนุษย์เป็นผู้ก่อขึ้น ทำให้มีโอกาสได้รับรังสีจากการปฏิบัติงานสูงกว่าปกติ ระบบของความปลอดภัยที่จะใช้ในการออกแบบจะมากหรือน้อย ก็ขึ้นกับลักษณะของงาน ที่ทำ เช่น ถ้าในกรณีที่มีการใช้ต้นกำเนิดรังสีที่มีความแรงรังสีสูงมากในทางการแพทย์ หรืออุตสาหกรรม ระบบของความปลอดภัยก็ย่อมต้องมีสูงตามไปด้วย และจะลดระดับลงถ้าใช้ต้นกำเนิดรังสีที่มีความแรงรังสีต่ำลงมา ดังนั้นจึงต้องมีการยกร่างระเบียบปฏิบัติอย่างระมัดระวัง และการควบคุมทางการบริหารที่เหมาะสมควบคู่กันไปด้วย การออกแบบสถานที่ปฏิบัติการ รวมทั้งทำเลที่ตั้ง การวางผัง และการกำบังรังสีพื้นที่บริเวณสถานที่ปฏิบัติงาน ในการที่จะบรรลุการออก แบบที่เหมาะสม จะต้องมีการพิจารณาถึงองค์ประกอบอื่นๆ อีกหลายองค์ประกอบ รวมทั้งประเภทและความแรงของต้นกำเนิดรังสีที่จะใช้ในระยะแรก และเผื่อไว้สำหรับในอนาคตที่อาจจะมีการขยายการใช้เพิ่มขึ้นด้วย หลักสามประการในการป้องกันอันตรายจากรังสีคือ 1) เวลา การปฏิบัติงานทางด้านรังสีต้องใช้เวลาน้อยที่สุด เพื่อป้องกันมิให้ร่างกายได้รับรังสีเกินมาตรฐานที่กำหนดไว้สำหรับบุคคล 2) ระยะทาง ความเข้มของรังสีจะเปลี่ยนแปลงลดลงไปตามระยะทางจากสารต้นกำเนิดรังสี สำหรับต้นกำเนิดรังสีที่เป็นจุดเล็กๆ ความเข้มจะลดลงเป็นสัดส่วนกลับกับระยะทางยกกำลังสอง 3) เครื่องกำบัง ความเข้มของรังสีเมื่อผ่านเครื่องกำบังจะลดลง แต่จะมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับพลังงานของรังสี คุณสมบัติ ความหนาแน่น และ ความหนาของวัตถุที่ใช้ เครื่องวัดรังสี เครื่องวัดรังสีที่นิยมใช้กันโดยทั่วไปได้แก่ เครื่องสำรวจรังสี เครื่องบันทึกรังสีประจำตัวบุคคล เครื่องวัดรังสีประจำตัวบุคคลชนิดเตือนภัย และเครื่องตรวจวัดรังสีประจำที่ เครื่องสำรวจรังสี เป็นเครื่องตรวจหารังสีที่ใช้แบตเตอรี สะดวกต่อการพกพา เช่น Geiger Muller และ Ionization Chamber เครื่องบันทึกรังสีประจำตัวบุคคล เป็นเครื่องมือบันทึกปริมาณรังสีที่ร่างกายได้รับ ซึ่งเจ้าหน้าที่ที่ปฏิบัติงานด้านรังสีจำเป็นต้องพกติดตัว มีหลายชนิด เช่น pocket dosimeter, film badge, thermoluminescent dosimeter (TLD) เครื่องวัดรังสีประจำตัวบุคคลแบบเตือนภัย เป็นเครื่องวัดสำหรับพกพาติดตัว จะส่งเสียงหรือแสง เพื่อเตือนให้ทราบเมื่อระดับรังสีสูงเกินกว่าที่กำหนดไว้ในเครื่อง เครื่องตรวจรังสีประจำที่ เป็นเครื่องวัดรังสีชนิดติดตั้งประจำที่ เมื่อตรวจพบรังสีที่สูงกว่าค่าที่กำหนดไว้จะส่งเสียงและแสงเตือน

ข้อมลูดีดีจาก ฝ่ายวิศวกรรมนิวเคลียร์
การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย

cool

อ่านไปแค่บางส่วน ไม่ว่ากันนะครับ

JEM

ขอบคุณครับ ที่ช่วยอธิบาย ทีสงสัยมาหลายวัน

art101

ขอบจัยเน้อ...ด้ความรู้