รังสีกับสิ่งแวดล้อม

พลังงานนิวเคลียร์และกัมมันตรังสีมีส่วนเกี่ยวข้องกับสิ่งแวดล้อม 3 กรณี ได้แก่

  • การใช้ประโยชน์พลังงานและเทคโนโลยีนิวเคลียร์ ทำให้มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
  • การใช้เทคนิคนิวเคลียร์ในการตรวจสอบความเปลี่ยนแปลงและแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อม
  • สิ่งแวดล้อมมีรังสีอยู่ตามธรรมชาติ

    รังส(Radiation)คือพลังงานที่แผ่ออกมาจากต้นกำเนิดในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า หรือในลักษณะของอนุภาค

  • รังสีในลักษณะของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า(Electromagnetic Radiation)ประกอบด้วย คลื่นวิทยุ(เสียง)ไมโครเวฟ อินฟาเรด แสงสว่าง อัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ รังสีแกมมา และรังสีคอสมิค
  • รังสีที่เป็นกระแสของอนุภาคความเร็วสูง(Sub-atomic Particle Radiation)ประกอบด้วย แอลฟา(a) เบตา(b)และ นิวตรอน(n)

    เราอาจจำแนก รังสี ตามความสามารถในการเกิดอันตรกิริยาต่างๆ(Interaction)กับสสารได้ 2แบบ คือ

1.        รังสีที่ไม่ก่อให้เกิดไอออน(Non-Ionizing Radiation) เช่น คลื่นวิทยุ(เสียง) ไมโครเวฟ อินฟาเรด แสงสว่าง และอัลตราไวโอเลต

2.        รังสีที่ก่อให้เกิดไอออน(Ionizing Radiation) เช่น รังสีเอกซ์ รังสีแกมมา รังสีคอสมิค แอลฟา เบตา และ นิวตรอน เป็นต้น

    ในที่นี้ขอกล่าวถึงเฉพาะรังสีที่ก่อให้เกิดไอออน ซึ่งเกิดได้ 3 กรณี

1.        เกิดจากสารกัมมันตรังสีสลายตัว (ได้แก่ รังสี แกมมา เบตา แอลฟา และรังสีเอกซ์)

2.        เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ (ได้แก่ รังสี แกมมา เบตา แอลฟาและนิวตรอน)

3.        เกิดจากการเปลี่ยนแปลงวงโคจรอิเล็กตรอนของนิวเคลียส (ได้แก่ กรณีของรังสีเอกซ์)

4.        เกิดจากต้นกำเนิดรังสีนอกโลก (ได้แก่ กรณีของรังสีคอสมิก)

    รังสีที่ก่อให้เกิดไอออนดังกล่าวจะเกิดขึ้นและอยู่ล้อมรอบมนุษย์ตลอดเวลา ซึ่งอาจจะมีมากบ้างหรือน้อยบ้างนั้น ขึ้นอยู่กับสถานที่ และลักษณะ การปฏิบัติงานต่างๆกัน ในประเทศสหรัฐอเมริกาได้มีการสรุปค่าความแรงรังสีโดยเฉลี่ยจากต้นกำเนิดรังสีต่างๆดังนี้

ตารางที่1.ระดับรังสีโดยเฉลี่ยที่มนุษย์ได้รับในรอบปี

ต้นกำเนิดรังสี

ระดับรังสี(mSv/yr)

เปอร์เซนต์

รังสีจากธรรมชาติ

 

 

ก๊าซเรดอน

02.0

55

รังสีคอสมิก

0.27

8

รังสีจากผิวโลก

0.28

8

รังสีจากภายในร่างกาย

0.39

11

รวม

3.00

82

รังสีจากกิจกรรมมนุษย์

 

 

การเอกซ์เรย์ทางการแพทย์

0.39

11

การใช้งานเวชศาสตร์นิวเคลียร์

0.14

4

ผลิตภัณฑ์ใช้ในชีวิตปกติ

0.10

3

สถานปฏิบัติงานทางรังสี

0.01

0.30

กระบวนการผลิตเชื้อเพลิงฯ

0.01

0.03

ฝุ่นกัมมันตรังสี

0.01

0.03

อื่นๆ

0.01

0.03

รวมรังสีจากกิจกรรมมนุษย์

0.63

18

รวมรังสีที่มนุษย์ได้รับ

3.60

100

 

ผลของรังสีต่อสิ่งมีชีวิต

            เนื่องจากรังสีเป็นพลังงานรูปแบบหนึ่ง ดังนั้นเมื่อกระทบวัสดุต่างๆ และสิ่งที่มีชีวิต ก็ย่อมเกิดผลกระทบขึ้นได้ซึ่งขึ้นอยู่กับปัจจัย หลายอย่าง ได้แก่ ชนิดของ รังสี พลังงานของรังสี ปริมาณของรังสี และชนิดของอวัยวะที่รังสีตกกระทบ

            รังสีที่ไม่ก่อให้เกิดไอออน ส่วนใหญ่ส่งผลกระทบต่อเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ในรูปของความร้อน(Thermal Effects)ในขณะที่รังสี ที่ก่อให้เกิดไอออนมีผลต่อสิ่งมีชีวิต โดยทำให้อะตอม/โมเลกุลของเซลล์ มีการแตกตัวเป็นไอออนและทำให้มีการเกิดปฏิกิริยาเคมีต่อเนื่องกันไป จนกระทั่งโครงสร้างของเซลล์มีการแตกตัวเป็นไอออนและทำให้มีการเกิดปฏิกิริยาต่อเนื่องกันไป จนกระทั่งโครงสร้างของเซลล์และระบบการทำงาน ของเซลล์เปลี่ยนแปลงไปด้วยและเกิดอาการผิดปกติในร่างกายขึ้นรังสีแต่ละชนิดนั้นก่อผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิต ไม่เหมือนกัน ซึ่งในทางวิชาการได้มีการศึกษา ถึงความรุนแรงของผลกระทบดังกล่าว สรุปได้ในตารางที่2

ตารางที่2 ค่าแฟกเตอร์น้ำหนักความอันตรายของรังสี(Radiation Weighting factor)

 

ชนิดของรังสี

Radiation Weighting Factor

โฟตรอนทุกพลังงาน

1

อิเล็กตรอนและมิวออนทุกพลังงาน

1

นิวตรอนพลังงานต่ำกว่า 10 Kev

5

นิวตรอนพลังงาน 10 Kev ถึง 100 Kev

10

นิวตรอนพลังงาน 100 Kev ถึง 2 Mev

20

นิวตรอนพลังงาน 2 Mev ถึง 20 Mev

10

นิวตรอนพลังงานสูงกว่า 20 Mev ขึ้นไป

5

โปรตอนพลังงานสูงกว่า 2 Mev

5

แอลฟา,fission, fragment, heavy nuclei

20

ที่มา:ICRP Publication 60

   ทั้งนี้โดยที่ เซลล์เนื้อเยื่อและอวัยวะต่างๆ แต่ละส่วนในร่างกายของสิ่งมีชีวิตนั้นมีปฏิกิริยาตอบสนองต่อรังสีแตกต่างกันไป ดังนั้นแม้มนุษย์ ได้รับ รังสีทั่วร่างกาย แต่ผลที่เกิดขึ้นต่ออวัยวะต่างๆ จะไม่เท่ากันตามข้อมูลในตารางที่ 3

ตารางที่3 แสดงค่าแฟกเตอร์น้ำหนักของผลกระทบจากรังสีต่ออวัยวะต่างๆ(Tissue Weighting Factor)

 

อวัยวะ

Tissue weighting factor

อวัยวะสืบพันธุ์ (gonad)

0.20

ไขกระดูก (Bone Marrow)

0.12

ลำไส้ (Colon)

0.12

ปอด (Lung)

0.12

กระเพาะ (Stomach)

0.12

ถุงน้ำดี (Bladder)

0.05

หน้าอก (Breast)

0.05

ตับ (Liver)

0.05

หลอดอาหาร (Oesophagus)

0.05

ต่อมธัยรอยด์ (Thyroid)

0.05

ผิวหนัง (Skin)

0.01

กระดูก (Bone surtace)

0.01

อวัยวะอื่นๆ (Remainder)

0.05

ที่มา: ICRP Publication 60, 1994     

        ด้วยเหตุที่นักวิทยาศาสตร์ทราบดีว่ารังสีนั้นอาจจะก่ออันตรายต่อสิ่งมีชีวิตได้ดังกล่าวแล้วจึงได้มีการศึกษาค้นคว้าว่าระดับความแรงรังสีเท่าใดที่จะไม่ก่อ ให้ เกิดอันตรายต่อผู้ทำงาน(ระดับปลอดภัย)และระดับรังสีเท่าใดที่จะถือได้ว่าปลอดภัยต่อประชาชนโดยรวม ทั้งนี้ไม่นับรวมปริมาณรังสีที่เกิดในธรรมชาติ และ ระดับรังสีที่ใช้ประโยชน์ในการตรวจวินิจฉัยและรักษาพยาบาลทางการแพทย์และสรุปเป็นระดับรังสีที่ปลอดภัยดังนี้

ตารางที่4 เกณฑ์ระดับความแรงรังสีที่ปลอดภัย

 

ระดับความแรงรังสี

ระดับรังสีสำหรับผู้ปฏิบัติงาน

ระดับรังสีสำหรับบุคคลทั่วไป

ความแรงรังสีรวม

20 มิลลิซีเวิร์ทต่อปี

1 มิลลิซีเวิร์ทต่อปี

เลนส์ตา

150 มิลลิซีเวิร์ทต่อปี

15 มิลลิซีเวิร์ทต่อปี

ผิวหนัง

500 มิลลิซีเวิร์ทต่อปี

50 มิลลิซีเวิร์ทต่อปี

มือเท้า

500 มิลลิซีเวิร์ทต่อปี

50 มิลลิซีเวิร์ทต่อปี

ที่มา: IAEA Safety Series No.115, Vienna, 1995

รังสีสูงเท่าไรจึงจะเป็นอันตราย

        จากประสบการณ์ตรวจสอบผลจากรังสีจากการทิ้งระเบิดนิวเคลียร์ และการศึกษาวิจัยและปฏิบัติงานเกี่ยวข้องกับพลังงานนิวเคลียร์ รังสี และ วัสดุ กัมมัน ตรังสี ตลอดช่วงเวลา 100 ปีที่ผ่านมาได้มีการสรุปผลความเสี่ยงและอันตรายของรังสีต่อมนุษยื และสรุปเป็นเกณฑ์อันตรายของรังสีดังนี้

ตารางที่5 ระดับความแรงรังสีและอันตรายที่อาจจะเกิดขึ้น

 

ความแรงรังสีระดับ 10,000 มิลลิซีเวิร์ท ในระยะเวลาสั้นๆ

เกิดการบาดเจ็บทางรังสีทันทีและทำให้ถึงแก่ความตายใน 2-3 สัปดาห์

ความแรงรังสีระดับ 1,000 มิลลิซีเวิร์ท ในระยะเวลาสั้นๆ

เกิดการบาดเจ็บทางรังสี เช่นคลื่นไส้อาเจียนแต่ไม่ถึงตายและอาจเกิด เป็นมะเร็ง ใน ระยะ หลัง

        ความแรงรังสีระดับ 20 มิลลิซีเวิร์ทต่อปี

เกณฑ์ความปลอดภัยทางรังสีสำหรับผู้ปฏิบัติงานในสถานปฏิบัติงานทางรังสี

        ความแรงรังสีระดับ 2 มิลลิซีเวิร์ทต่อปี

ระดับรังสีปกติในธรรมชาติ

ความแรงรังสีระดับ 0.05 มิลลิซีเวิร์ท

ระดับรังสีสูงสุดที่ยอมให้มีอยู่ ณ รอบบริเวณสถานปฏิบัติงานนิวเคลียร์

ที่มา: "Radioactivity and Risk", University of Michigan, August 1996.

สรุป

        รังสีคือพลังงานในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและกระแสของอนุภาคเล็กๆ ที่วิ่งด้วยความเร็วสูงและมีอยู่แล้วในธรรมชาติล้อมรอบตัวเรา รังสีอาจจะมีผลต่อสุขภาพของมนุษย์ได้หากมีพลังงานและความเข้มข้นของรังสีสูง ดังนั้นการใช้ประโยชน์จากรังสีและสารกัมมันตรังสีจึงต้องจัดให้มี มาตรการรักษาความปลอดภัยที่เหมาะสมเพื่อป้องกันอันตรายต่อผู้ปฏิบัติงานและสาธารณชน อย่างไรก็ตามข้อมูลวิชาการประเมินว่ามนุษย์ได้รับรังสี ส่วนใหญ่จากธรรมชาติ(ประมาณร้อยละ 70) และจากการรักษาพยาบาลอีก ร้อยละ 30 จะเห็นได้ว่ารังสีนั้นมิได้ก่ออันตรายมากมายแต่อย่างใด

เอกสารอ้างอิง

1.        "International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing Radiation and for the Safety of Radiation Sources" IAEA Safety Series No 115,1995.

2.        "Radioactivity in Nature" Bruce Busby, University of Michigan homepage (bbusby@umich.edu,August 1996)

3.        "Radioactivity and Risk" Bruce Busby, University of Michigan homepage (bbusby@umich.edu,August 1996)

 

รู้หรือไม่

 

[พลังงานนิวเคลียร์คืออะไร][รังสีคืออะไร]

ข้อมูลกากกัมมันตรังสีในประเทศไทย

การใช้ประโยชน์จากพลังงานนิวเคลียร์ในประเทศไทย

การจัดการกากกัมมันตรังสี

กัมมันตภาพรังสีคืออะไร

อุบัติเหตุ เชอร์โนบิล & ทรีไมล์ไอส์แลนด์

การได้รับรังสีทั่วไปจากแหล่งต่างๆ

แหล่งข้อมูลด้านพลังงานนิวเคลียร์

กากกัมมันตรังสีคืออะไร

รังสีกับมนุษยชาติ

ขีดจำกัดขนาดของรังสี, อาการเจ็บป่วย

การป้องกันอันตรายจากรังสี

คำศัพท์นิวเคลียร์

อุบัติเหตุทางรังสีและหลักปฏิบัติในภาวะฉุกเฉินทางรังสี

หน่วยวัดรังสี[รังสีกับสิ่งแวดล้อม][ผลกระทบจากรังสีต่อร่างกาย]

จำนวนโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั่วโลก[งานคุณภาพกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์]

ธาตุผี โคบอลท์(Co-60)

[ฟิล์มวัดรังส][ตารางธาตุ][พลังงานทดแทน]

 

  การเรียนการสอนฟิสิกส์ 2  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต  

1. ไฟฟ้าสถิต

2.  สนามไฟฟ้า

3. ความกว้างของสายฟ้า 

4.  ตัวเก็บประจุและการต่อตัวต้านทาน 

5. ศักย์ไฟฟ้า

6. กระแสไฟฟ้า 

7. สนามแม่เหล็ก

 8.การเหนี่ยวนำ

9. ไฟฟ้ากระแสสลับ 

10. ทรานซิสเตอร์ 

11. สนามแม่เหล็กไฟฟ้าและเสาอากาศ 

12. แสงและการมองเห็น

13. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ

14. กลศาสตร์ควอนตัม

15. โครงสร้างของอะตอม

16. นิวเคลียร์ 

 

กลับสู่หน้าแรกของโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล