ห้องเก็บของนานาสาระ (=w=)

ลำดับตอนที่ #20 : รังสี กัมมันตรังสีและกัมมันตภาพรังสี คืออะไร

รังสี กัมมันตรังสีและกัมมันตภาพรังสี คืออะไร

 

รังสีไม่ใช่ของแปลกใหม่ ไม่ใช่สิ่งประหลาด รังสีเป็นส่วนหนึ่งของธรรมชาติ โดยมาจากการสลายตัวของสารกัมมันตรังสีที่มีอยู่ในสิ่งแวดล้อมทั่วไป หรือมาจากรังสีที่มีต้นกำเนิดจากภายนอกโลกเช่น ดวงอาทิตย์

รังสีคือพลังงานที่แผ่ออกมาจากต้นกำเนิดในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ได้แก่ คลื่นวิทยุ ไมโครเวฟ แสงสว่าง รังสีเอกซ์ และรังสีคอสมิก เป็นต้น และ / หรือ ในลักษณะของอนุภาคที่มีความเร็วสูงเช่น แอลฟา และบีตา เป็นต้น

รังสีเกิดขึ้นได้ทั้งจากธรรมชาติและการกระทำที่มนุษย์สร้างขึ้น โดยแหล่งที่ก่อให้เกิดรังสีมากที่สุด ได้แก่ รังสีจากธรรมชาติ เช่น จากสารกัมมันตรังสีที่มีในพื้นดิน สินแร่ และสิ่งแวดล้อมจากอากาศที่เราหายใจ แม้กระทั่งในร่างกายและในอาหารที่เราบริโภคซึ่งมีการเจือปนด้วยสารกัมมันตรังสีตามธรรมชาติ นอกจากนั้น ในห้วงอวกาศก็มีรังสี ซึ่งนอกจากรังสีของแสงอาทิตย์ แล้วก็ยังมีรังสีคอสมิก ที่แผ่กระจายอยู่ทั่วจักรวาล

แหล่งกำเนิดรังสีที่มาจากการกระทำของมนุษย์มีหลายรูปแบบได้แก่ จากการเดินเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู การระเบิดของระเบิดนิวเคลียร์ การใช้เครื่องเร่งอนุภาคและเครื่องเอกซเรย์ รวมทั้งการผลิตสารกัมมันตรังสี จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ต่างๆ อาจจำแนกรังสีดังกล่าวตามคุณสมบัติทางกายภาพได้เป็น 2 กลุ่ม คือ

·       รังสีที่ไม่ก่อไอออน (non – ionizing radiation) คือ รังสีที่มีพลังงานต่ำไม่สามารถก่อไอออนในตัวกลาง (พลังงานต่ำ ไม่สามารถผลักดันอิเล็กตรอน ออกจากอะตอมได้) ซึ่งได้แก่ รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีพลังงานต่ำ เช่น ความร้อน แสง เสียง คลื่นวิทยุ อัลตราไวโอเลต และไมโครเวฟ

·       รังสีที่ก่อไอออน (ionizing radiation) คือรังสีที่มีพลังงานสูง สามารถก่อไอออนในตัวกลางได้ (สามารถผลักดันอิเล็กตรอนหลุดจากอะตอม เกิดเป็นไอออนประจุลบ และไอออนประจุบวก) ซึ่งได้แก่ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีพลังงานสูง เช่น รังสีเอกซ์ รังสีแกมมา และอนุภาคที่มีพลังงานสูง เช่น รังสีแอลฟา รังสีบีตา และรังสีนิวตรอน รังสีในกลุ่มหลังนี้มีผู้เรียกอีกชื่อหนึ่งว่ารังสีปรมาณู (atomic radiation)

 

รังสีแอลฟา คือ กระแสของอนุภาคแอลฟาซึ่งเป็นนิวเคลียส (nucleus) ของธาตุฮีเลียม (helium) มีมวล 4 u มีประจุ +2e อนุภาคชนิดนี้มีมวลมากประจุสูงจึงมีความสามารถในการก่อไอออนสูงมากและถ่ายเทพลังงานให้กับตัวกลางได้ดี จะถูกหยุดยั้งได้ด้วยแผ่นกระดาษหรือเพียงแค่ผิวหนังชั้นนอกของคนเราเท่านั้น   

รังสีบีตา คือ กระแสของอนุภาคเนกาตรอน (อิเล็กตรอนประจุลบ) หรือโพซิตรอน (อิเล็กตรอนประจุบวก) มีมวลเท่ากับ 0.000549 u มีประจุ +1e รังสีนี้มีความสามารถในการก่อไอออนสูง (แต่ต่ำกว่ารังสีแอลฟา) มีคุณสมบัติทะลุทะลวงตัวกลางได้ดีกว่ารังสีแอลฟา สามารถทะลุผ่านน้ำที่ลึกประมาณ 1 นิ้ว หรือประมาณความหนาของผิวเนื้อที่ฝ่ามือได้ รังสีบีตาจะถูกกั้นได้โดยใช้แผ่นอะลูมิเนียมชนิดบาง  

รังสีแกมมา คือ รังสีที่มีจุดกำเนิดจากนิวเคลียสเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าพลังงานสูงมีความสามารถก่อไอออนต่ำ มีคุณสมบัติ เช่นเดียวกันกับรังสีเอกซ์ที่สามารถทะลุผ่านร่างกายได้ การกำบังรังสีแกมมาต้องใช้วัสดุที่มีความหนาแน่นสูง เช่น ตะกั่ว หรือ ยูเรเนียม เป็นต้น

รังสีเอกซ์ เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้นมาก มีคุณสมบัติเช่นเดียวกับรังสีแกมมา แต่มิได้มาจากนิวเคลียส มีจุดกำเนิดจากชั้นของอิเล็กตรอนที่อยู่รอบนิวเคลียส           

รังสีนิวตรอน คือกระแสของอนุภาคนิวตรอน มีมวล 1.008665 u ไม่มีประจุ มีคุณสมบัติอำนาจทะลุทะลวงสูง เกิดขึ้นในเครื่องเร่งอนุภาคนิวตรอน หรือในเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู โดยในเครื่องดังกล่าว จะผลิตอนุภาคนิวตรอนได้อย่างมากมาย และนิวตรอนที่เกิดเหล่านั้น มีปริมาณมาก และเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมากด้วย

ปัจจุบันได้มีการนำรังสีและสารกัมมันตรังสีมาใช้งานต่างๆ กัน เช่น ในทางการแพทย์ มีการใช้ในการตรวจวินิจฉัยและบำบัดรักษาอาการโรคของผู้เจ็บไข้ได้ป่วยจากโรคร้ายต่างๆ เช่น การฉายรังสีเอกซ์ การตรวจสมอง การตรวจกระดูก และการบำบัดโรคมะเร็งเป็นต้น นอกจากนี้ก็มีการใช้งานทางรังสีในกิจการ อุตสาหกรรม การเกษตร และการศึกษาวิจัยทางวิทยาศาสตร์อาทิเช่น การใช้รังสีตรวจสอบ-รอยเชื่อมรอยร้าว-ในชิ้นส่วนโลหะต่างๆ การใช้แผ่นป้าย-เรืองแสง-ในที่มืด การตรวจหา-อายุวัตถุโบราณ การถนอมอาหาร-ด้วยรังสี และการฆ่าเชื้อโรคในเครื่องมือแพทย์ เป็นต้น

แม้รังสีจะมีอยู่ล้อมรอบตัวเรา และมนุษย์ทุกคนก็สามารถใช้ประโยชน์จากรังสีได้ แต่รังสีก็นับได้ว่ามีความเป็นพิษภัยในตัวเองเช่นกัน รังสีมีความสามารถก่อให้เกิดความเสียหายต่อเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ซึ่งการได้รับรังสีสูงอาจทำให้มีอาการเจ็บป่วยทางรังสีได้ ดังนั้น ผู้ปฏิบัติงานเกี่ยวข้องกับรังสีจะต้องกระทำด้วยความรอบคอบ เพื่อป้องกันตัวเองและสาธารณชนไม่ให้ได้รับอันตรายจากรังสี

กัมมันตภาพรังสี (radioactivity)

เป็นปรากฏการณ์สลายตัวที่เกิดขึ้นเองของนิวเคลียสของอะตอมที่ไม่เสถียร ตามปกติแล้ว การที่อะตอมสลายตัว มักมีการแผ่รังสี ติดตามมาด้วย เช่น รังสีแอลฟา บีตา และแกมมา เป็นต้น โดยทั่วไปมักเรียกสั้นๆ ว่า "กัมมันตภาพ" ปริมาณกัมมันตภาพหรือปริมาณสารรังสี เรียกว่า "ความแรงรังสี" (activity) มีหน่วยวัดเป็นเบ็กเคอเรล (Becquerel; Bq) โดยที่ 1 เบ็กเคอเรล เท่ากับการสลายตัวของสารรังสี 1 อะตอมในหนึ่งวินาที (1 disintegration per second;dps) ผู้ค้นพบปรากฏการณ์กัมมันตภาพรังสี คือ อองรี เบ็กเคอเรล ชาวฝรั่งเศส ซึ่งได้ค้นพบเมื่อปี พ.ศ.2439 

กัมมันตรังสี (radioactive)

เป็นคำคุณศัพท์เพื่อขยายคำนาม หมายถึง "เกี่ยวข้องกับการแผ่รังสี" ตัวอย่างเช่น

·       สารกัมมันตรังสี (radioactive substance) หมายถึงวัสดุ ที่สามารถแผ่รังสีได้ด้วยตนเอง

·       กากกัมมันตรังสี (radioactive waste) หมายถึง ขยะหรือของเสียที่เจือปนด้วยสารกัมมันตรังสี เป็นต้น

ปกติมนุษย์ไม่อาจมองเห็นหรือสัมผัสรังสีได้ แต่ในบางลักษณะเราก็อาจมองเห็นพฤติกรรมของรังสีได้ เช่น ในกรณีของเครื่องวัดรังสี Cloud chamber และในกรณีของแกนปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขณะเดินเครื่อง จะมีอนุภาคที่มีความเร็วสูงใกล้เคียงกับความเร็วของแสงวิ่งไปในตัวกลางโปร่งตา ก่อให้เห็นเป็นแสงสีน้ำเงินเรียกว่า แสงเชอเรนคอฟ ( Cerenkov ) มนุษย์สามารถตรวจวัดรังสีได้ก็เพราะรังสีมีคุณสมบัติพิเศษคือ สามารถเกิดอันตรกิริยา (interaction) กับวัตถุต่างๆ ที่รังสีไปกระทบเข้าได้ ผลที่เกิดขึ้น มี 2 ชนิดคือ อะตอมเกิดการแตกตัวเป็นไอออน (ionization) หรืออะตอมถูกกระตุ้นให้มีพลังงานสูงขึ้น (excitation) ซึ่งจากคุณสมบัติดังกล่าว ได้มีการประดิษฐ์หัววัดรังสีซึ่งสามารถตรวจและบันทึกข้อมูลความแรงรังสีของรังสีชนิดต่างๆ ได้ หัววัดรังสีชนิดที่ใช้หลักการแตกตัวเป็นไอออน ได้แก่ พวกหัววัดแบบก๊าซทุกชนิด (gas tube detector) เช่น ไกเกอร์เคาน์เตอร์ ไอออนไนส์เซชั่นแซมเบอร์ ฯลฯ และหัววัดแบบสารกึ่งตัวนำ (semiconductor detector) ส่วนหัววัดที่ใช้หลักการกระตุ้น ได้แก่ หัววัดแบบการเปล่งแสงวับ (scintillation) ชนิดต่างๆ หัววัดรังสี ดังกล่าวจะแปลงพลังงานที่ได้จากรังสีเป็นสัญญาณไฟฟ้าและส่งต่อผ่านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนต่างๆ ไปบันทึกข้อมูลและแจ้งผลเป็นตัวเลขหรือในรูปของสเกลต่อไป

 

 

 

 

 

 

 

 

 

สืบค้นจาก   http://www.oaep.go.th (วันที่ 30 พฤศจิกายน 2551)