หน่วยวัดทางรังสี

    1. ความหมายของรังสี

        คำว่า "รังสี" เป็นคำที่ใช้ทั่วไปโดยอาจจะมีสองความหมายคือคือ หมายถึงกัมมันตภาพรังสี (Radioactivity) หรือใช้ในอีกความหมายหนึ่งคือรังสี (Radiation)

    1.1 กัมมันตภาพรังสี คือจำนวนของไอโซโทปรังสีซึ่งอยู่ในสถานะไม่คงตัว และมีการสลายตัวให้รังสีออกมาในช่วง เวลา หนึ่งวินาที

    1.2 รังสีคืออนุภาคซึ่งมีพลังงาน มีที่มาจากการสลายตัวของไอโซโทปรังสี จากรังสีคอสมิค และจากเครื่องเร่งอนุภาค พลังงานของรังสีขึ้นอยู่กับ แหล่งกำเนิด เช่น รังสีเบตา จาก สตรอนเชียม-90 มีพลังงานสูงสุดเท่ากับ 546 keV รังสีแกมมาจาก โคบอลต์-60 มีพลังงาน 1.17 และ 1.33 MeV เป็นต้น

  2. หน่วยของรังสีและกัมมันตภาพรังสี

        หน่วย คือชื่อเฉพาะที่กำหนดขึ้นเพื่อใช้บอก ขนาดและปริมาณของสิ่งต่างๆ หน่วยของรังสีและกัมมันตภาพรังสี มีดังต่อไปนี้

ปริมาณ หน่วยเดิม หน่วยใหม่ (SI unit)
กัมมันตภาพรังสี (Radioactivity) คูรี (Ci) เบคเคอเรล (Bq)
รังสีที่ถูกดูดกลืน (Absorbed dose) แรด (Rad) เกรย์ (Gy)
รังสีที่ทำให้อากาศแตกตัว (Exposure) เรินท์เกน (R) คูลอมบ์ต่อกิโลกรัม (C/kg)
รังสีสมมูล (Dose Equivalent) เรม (Rem) ซีเวิร์ต (Sv)

    จากการกำหนดหน่วยของปริมาณต่างๆดังกล่าวมาในข้างต้น การวัดรังสีเพื่อกำหนดปริมาณซึ่งเป็นที่ยอมรับ และเปรียบเทียบผลกันได้ โดยอาศัย การวัดค่าพื้นฐานตามคำจำกัดความของแต่ละหน่วย เช่น

        2.1 ปริมาณกัมมันตภาพรังสี (Radioactivity)

      ดังที่กล่าวแล้วว่าคือ การเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียรื ยังผลให้เกิดการแผ่รังสี หรือมีอนุภาคที่มีพลังงานเกิดขึ้น ไอโซโทป รังสีหรือนิวไคลด์รังสี (Radionuclide) จึงเป็นแหล่งกำเนิดรังสีชนิดหนึ่งในหลายชนิด การวัดจำนวนไอโซโทปรังสี หรือนิวไคลด์รังสี ไม่อาจทำได้โดยการชั่งน้ำหนัก หรือ ตวง วัดได้ เพราะไอโซโทปรังสีจะปนอยู่กับไอโซโทปอื่นๆเสมอ แม้แต่เมื่อทำการแยกให้บริสุทธิ์แล้ว เมื่อเวลาผ่านไปการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว ก็จะทำให้เกิด ธาตุใหม่ขึ้นปะปน ดังนั้นปริมาณกัมมันตภาพรังสีในขณะใดขณะหนึ่งจึงวัดได้โดยวัดรังสีที่เกิดขึ้น ในขณะนั้น ซึ่งเป็นผลของการเปลี่ยนแปลงทาง นิว เคลียร์ที่เกิดขึ้น หน่วยของปริมาณกัมมันตภาพรังสี เดิมอาศัยการเกิดการเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์ ของธาตุเรเดียมหนัก 1 กรัม ซึ่งเท่ากับ 3.7x1010 disintegration per second และเรียกว่า 1 คูรี (Ci)

1 คูรี (Ci) =   3.7x1010ครั้งต่อวินาที่ (s-1)

ต่อมาใช้ SIunit หน่วยของกัมมันตรังสี ควรจะเป็น s-1แต่ให้ใช้ชื่อเฉพาะว่า เบคเคอเรล (Bq) ดังนั้น

1 (Bq) = 1s-1 และ 1 Ci = 3.7x1010Bq

ปริมาณกัมมันตภาพรังสีจะมีผลเมื่อเข้าสู่ร่างกาย เพราะรังสีที่เกิดขึ้นจะถูกดูดกลืนในอวัยวะและเนื้อเยื่อของร่างกายมากที่สุด โดยเฉพาะเมื่อการ เปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์นั้นให้อนุภาคแอลฟา หรือ เบตา เพราะอนุภาคทั้งสองเป็นอนุภาคที่มีพิสัยต่ำ แน่นอนว่าจะต้องถ่ายทอด พลังงานทั้งหมด ให้อวัยวะ และ เนื้อเยื่อในร่างกาย ทำให้เกิดอันตรายมากที่สุด

    2.2 ปริมาณรังสีที่ถูกดูดกลืน (Absorbed dose)

        ผลของรังสีต่อวัตถุต่างๆบางอย่างที่สามารถสังเกตุเห็นได้ เช่น การที่แก้วหรือพลาสติกเปลี่ยนสีเมื่อนำไปฉายรังสี เป็นเพราะเนื้อแก้ว ดูดกลืน พลังงานของรังสีเข้าไว้ เนื่องจากรังสีแต่ละชนิดมีความสามารถทะลุผ่านวัตถุได้ไม่เท่ากัน และถ่ายเทพลังงานให้กับวัตถุแต่ละ ชนิดได้ไม่เท่า กันดังนั้น ผลของรังสีต่อวัตถุ จึงแปรผันตามปริมาณพลังงานรังสีที่วัตถุนั้นดูดกลืนไว้ ตัวอย่าง เช่นรังสีแอลฟาและรังสีเบตา จะถ่ายเทพลังงานทั้งหมดให้กับ วัตถุ ในระยะทางจากผิวเพียงเล็กน้อยเท่านั้น โฟตอนพลังงานต่ำๆ ก็เช่นกัน ผลก็คือจะทำให้เกิดรอยไหม้ที่ผิวหนัง ถ้าเป็นโฟตอนพลังงานสูงหรือนิวตรอน พลังงานบางส่วนอาจทะลุออกไปจากวัตถุ บางส่วนของพลังงาน ถูกดูดกลืนไว้  หน่วยของ Absorbed dose เดิมใช้ rad (radiation absorbed dose) ซึ่งเท่ากับพลังงานรังสีที่ถูกดูดกลืน 100 ergs ในวัตถุมวล 1 gm

1 rad = 100 ergs/gm

    ในปัจจุบันหน่วย SI unit ซึ่งใช้หน่วยใหญ่คือ MKS เป็นมาตรฐาน ให้หน่วยของ absorbed dose จากหน่วยของพลังงานเป็นจูล (Joule) และหน่วยของมวลเป็นกิโลกรัม (kg) โดยใช้ชื่อเฉพาะว่าเกรย์ (Gy)

1 Gy = 1 Jkg-1 = 100 rads

   2.3 ปริมาณรังสีที่ทำให้อากาศแตกตัว (Exposure)

        Exposure เป็นปริมาณรังสีที่ไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับผลของรังสีเพราะเพียงแต่วัดว่า มีการแตกตัวของกากาศมากน้อยเพียงใด การวัด Exposure เป็นที่นิยมเพราะเป็นวิธีที่มีความไวสูง และสามารถวัดค่าได้ถูกต้องมากด้วยเทคนิคในปัจจุบัน

    หน่วยเดิมของ Exposure คือ เรินเกนท์ (R) ซึ่งเท่ากับปริมาณรังสี ที่ทำให้อากาศแตกตัวให้ประจุ 1 e.s.u. ในอากาศแห้ง 1 ลูกบาศก์ เซนติเมตร ที่ NTP หรืออากาศมวล 1.293x10-3กรัม ปัจจุบันหน่วย SI ใช้เป็นคูลอมบ์ต่อกิโลกรัม (C/kg) โดยที่

1 เรินท์เกน = 2.58x10-4คูลอมบ์ต่อกิโลกรัม

    ประจุ 1 e.s.u. มีค่าเท่ากับ 3.335x10-10คูลอมบ์

    2.4 ปริมาณรังสีสมมูล (Dose Equivalent)

    Dose equivalent เป็นหน่วยที่นำเอาผลทางชีววิทยาของรังสีเข้ามาเกี่ยวข้องด้วยโดยอาศัยค่า absorbed dose เฉลี่ยทั่ว กลุ่ม ของเนื้อเยื่อ หรืออวัยวะร่วมกับ radiation weighting factor (WR) ตามชนิดและพลังงานของรังสี ในการหาค่า dose equivalent (HT) ของกลุ่ม เนื้อเยื่อ และอวัยวะต่างๆ ดังสูตรต่อไปนี้

HT = SRWRxDTxR

เมื่อ DTxR เท่ากับ absorbed dose เฉลี่ยทั่วกลุ่มเนื้อเยื่อ หรืออวัยวะ (T) เนื่องจากรังสี (R) ค่า WRนี้มีความสัมพันธ์กับค่า relative biological effectiveness (RBE) ซึ่งอาศัยการเปรียบเทียบความเสียหายของเนื้อเยื่อ เมื่อได้รับ absorbed dose จากรังสีต่างชนิด และ ต่างพลังงาน

    ตารางค่า radiation weighting factors (WR)

Type and energy range

Radiation weighting factor,WR

Photons, all energies 1
Electrons and muons, all energies 1
Neutrons, energy < 10 keV

                              10 keV to 100 keV

                           < 100 keV to 2 MeV

                           > 2 MeV to 20 MeV

                           > 20 MeV

5

10

20

10

5

Protons, other than recoil protons, energy > 2 MeV 5
Alpha particles, fission fragments, heavy nuclei 20

หน่วยเดิมของ dose equivalent เรียกว่า rem มีค่าเท่ากับ Absorbed dose (rad) x WR ในปัจจุบันหน่วย equivalent dose ใน SI unit ใช้ว่า ซีเวิร์ต (Sv) และมีค่าเท่ากับ Absorbed dose (Gy) x WR ดังนั้น

1 ซีเวิร์ต (Sv) = 100 เรม (rem)

แต่หน่วย ซีเวิร์ต (Sv) เป็นหน่วยใหญ่ ค่าปริมาณรังสีส่วนมากจะเป็นมิลลิซีเวิร์ต

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

 

 

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

การเรียนฟิสิกส์ 2 ผ่านทางอินเตอร์เน็ต