ถาม-ตอบนอกห้องเรียนครั้งที่ 2 (3)

หน่วยของกัมมันตภาพรังสี becquerel และ curie gray และ rad sievert และ rem (roentgen equivalent in man)

คำถามข้อที่ 3 หน่วยของกัมมันตรังสีที่เป็นอันตรายคืออะไร?

              หน่วยของกัมมันตภาพรังสีนั้นมีอยู่หลายหน่วยด้วยกัน ในที่นี้ขอยกเฉพาะหน่วยสำคัญๆที่ได้ยินบ่อยตามข่าวโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ระเบิดที่ฟุกุชิมะเมื่อไม่นานมานี้ ซึ่งจัดออกเป็น 3 กลุ่ม ดังนี้

              กลุ่มแรกเป็นหน่วยวัดปริมาณกัมมันตรังสีที่เกิดจากการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี ได้แก่ becquerel และ curie โดยทั้งสองหน่วยนี้แปลงกลับไปกลับมาได้จากสูตร

1 curie = 37,000,000,000 becquerels = 37 Gigabecquerels (GBq)

              ในสองอันนี้ หน่วยที่เป็นมาตรฐานหรือหน่วย SI คือ becquerel (Bq) ซึ่งตามคำนิยามหมายถึงจำนวนนิวเคลียสของสารกัมมันตรังสีที่แตกตัวในหนึ่งวินาที (decays per second) เช่น ถ้าสมมติบอกว่า โพแทสเซียม-40 มวล 1 กิโลกรัมมีกัมมันตรังสี 31.825 kilobecquerels ก็แปลว่าในหนึ่งวินาที โพแทสเซียมก้อนนี้มีนิวเคลียสแตกตัว 31,825 นิวเคลียส เป็นต้น ส่วน Curie หรือ Ci เป็นการวัดเทียบกับการแตกตัวของเรเดียม-226 ปริมาณ 1 กรัม

                กลุ่มที่สองเป็นหน่วยวัดปริมาณกัมมันตรังสีที่วัตถุดูดซับเข้าไป ได้แก่ gray และ rad

1 gray (Gy) = 100 rad

                ในสองอันนี้ gray เป็นหน่วย SI คำนิยามของ gray คือปริมาณพลังงานที่วัตถุ 1 กิโลกรัมดูดซับกัมมันตรังสีที่ทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออน (ionizing radiation) เข้าไป เช่น ถ้าเราบอกว่าผักเข่งนี้ดูดซับรังสีเข้าไปแล้ว 100 milligray ก็แปลว่า ผัก 1 กิโลกรัมรับกัมมันตรังสีเข้าไปเทียบเท่ากับพลังงาน 0.1 joule  (100 milligray = 0.1 gray)

                กลุ่มที่สามเป็นหน่วยวัดปริมาณกัมมันตรังสีที่วัตถุดูดซับเข้าไปเหมือนกับกลุ่มที่สอง แต่จะเน้นเปรียบเทียบกับผลกระทบทางด้านชีววิทยาในสิ่งมีชีวิต หน่วยในกลุ่มนี้ ได้แก่ sievert และ rem (roentgen equivalent in man)

 1 sievert = 1,000 millisievert = 100 rem

            เวลาจะอ้างอิงถึงผลกระทบที่เกิดกับร่างกายมนุษย์ นักวิทยาศาสตร์ก็จะใช้หน่วย sievert หรือ rem เป็นหลัก ดังนั้นหน่วย sievert จึงเป็นหน่วยแรกๆ เลยที่เราได้เห็นในข่าว เนื่องจากสิ่งที่(นักวิทยาศาสตร์และนักข่าวคิดว่า)คนทั่วไปอยากรู้ คือ ผลกระทบต่อชีวิตและสุขภาพ 

           ถึงตรงนี้คงจะสงสัยว่า "ทำไมไม่รายงานเป็น gray หรือ rad ให้หมดเลยหละ? จะยุ่งยากบอกเป็น sievert ทำไม" คำตอบมันมีอยู่ว่า รังสีแต่ละชนิดมีผลกระทบต่อเนื้อเยื่อสิ่งมีชีวิตไม่เหมือนกันแม้ว่าจะมีในปริมาณเท่ากันก็ตาม เช่น รังสีแอลฟามีอานุภาพทำลายเซลล์ได้มากกว่ารังสีเอ๊กซ์และรังสีแกมมา เป็นต้น และเนื้อเยื่อแต่ละชนิดก็ได้รับผลกระทบไม่เท่ากันอีก ดังนั้นการจะรายงานเพียงแต่ปริมาณพลังงานที่วัตถุก้อนหนึ่งดูดซับเข้าไปเป็น gray จึงไม่ค่อยชี้ให้เห็นอะไรในทางชีววิทยา จำเป็นต้องเทียบค่าถ่วงน้ำหนักตามผลกระทบให้เป็น sievert หรือ rem ก่อน

โดยคร่าวๆ สำหรับร่างกายมนุษย์แล้ว

• ถ้าเป็นการดูดซับรังสีเอ๊กซ์หรือรังสีแกมมา 1 rad = 1 rem = 10 mSv (millisievert)

• ถ้าโดนนิวตรอนวิ่งชน 1 rad = 5-20 rem = 50-200 mSv (ขึ้นอยู่กับพลังงาน)

• ถ้าเป็นรังสีแกมมา 1 rad = 20 rem = 200 mSv

          เพิ่มเติมอีกสักหน่อยเกี่ยวกับเรื่องผลของกัมมันตรังสีต่อสุขภาพ จริงๆ ผลของกัมมันตรังสีต่อสุขภาพระยะยาวยังเป็นที่ถกเถียงกันมากในวงการวิทยาศาสตร์โดยเฉพาะกัมมันตรังสีในระดับน้อยๆ แต่ถ้าเป็นระดับที่มากพอให้เห็นผลเฉียบพลัน อันนี้นักวิทยาศาสตร์จะรู้ดีเป็นอย่างยิ่ง เพราะมันเห็นผลง่าย เช่น ถ้าใครรับเกิน 500 mSV จะมีอาการกัมมันตรังสีเป็นพิษ (radiation poisoning) ทันที, หรืออย่างที่ตอนระเบิดนิวเคลียร์ลงฮิโรชิม่า ประมาณครึ่งหนึ่งของคนที่ได้รับรังสี 4,500 mSv ตายด้วยพิษกัมมันตรังสีเฉียบพลัน เป็นต้น ดังนั้นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ทำได้เกี่ยวกับภัยกัมมันตรังสีระยะยาวจึงเป็นแค่การเตือนว่า "หากได้รับ[เท่านั้นเท่านี้]แล้วอาจจะมีอันตรายถึงขั้นเป็นมะเร็ง(นะจ๊ะ)" อารมณ์ว่าขอปลอดภัยไว้ก่อน ซึ่งต้องนับว่าเป็นเรื่องดีเพราะประชาชนจะได้ระมัดระวังตัว นอกจากนี้ระยะเวลาในการรับกัมมันตรังสีก็มีผล โดยทั่วไปคนที่โดนกัมมันตรังสีปริมาณหนึ่งๆ ในเวลาสั้นจะได้รับผลมากกว่าคนที่ได้รับกัมมันตรังสีเท่ากันแต่ค่อยๆ ผ่อนรับเป็นระยะเวลานาน ในบางกรณีผลกระทบอาจต่างกันได้มากถึง 2-10 เท่า

อ้างอิงจาก http://jusci.net/node/1687

คลิปวิดีโอเพิ่มเติมเกี่ยวกับ กัมมันตภาพรังสีค่ะ :D

http://news.voicetv.co.th/technology/6639.html

[ภูคา]

เรียนอาทิตย์หน้านะครับ วันที่ 31 ครับ