การประมาณปริมาณรังสี

  ติดต่อ

  estimation of dose and risk   

การประมาณปริมาณรังสีและความเสี่ยงจากการได้รับรังสี ตามมาตรฐานองค์การป้องกันอันตรายจากรังสีระหว่างประเทศ

ICRP estimation of dose and risk

 

ตองอ่อน น้อยวัฒน์               อนุ.รังสีเทคนิค
ปฏิยุทธ   ศรีวิลาศ                วท.บ.รังสีเทคนิค

ภาควิชารังสีวิทยา คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล

 

ตองอ่อน น้อยวัฒน์,  ปฏิยุทธ ศรีวิลาศ.  การประมาณปริมาณรังสีและความเสี่ยงจากการได้รับรังสีตามมาตรฐานองค์การป้องกันอันตรายจากรังสีระหว่างประเทศ. วารสารชมรมรังสีเทคนิคและพยาบาลเฉพาะทางรังสีวิทยาหลอดเลือดและรังสีร่วมรักษาไทย, 2552; 3(2): 140-3


รังสีคือพลังงานที่เคลื่อนที่ไปในตัวกลางใดๆ ในรูปของคลื่นหรืออนุภาคเป็นพลังงานที่ปลดปล่อยออกมาเมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงภายในนิวเคลียส
ของอะตอม เช่น  

  1. พลังงานจากการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี 
  2. พลังงานที่ควบคุมได้เช่นที่ผลิตจากเครื่องเร่งอนุภาค เครื่องกำเนิดรังสีเอกซ์ 

 

รังสีชนิดก่อไอออน (Ioninsing radiation)


รังสีชนิดก่อไอออนคือพลังงานในรูปของคลื่นแม่
เหล็กไฟฟ้าหรืออนุภาครังสีใดๆ ที่สามารถก่อให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนได้ทั้งโดยทางตรงหรือโดยทางอ้อมในตัวกลางที่ผ่านไป เช่น รังสีแอลฟา รังสีเบตา รังสีแกมมา รังสีเอกซ์ อนุภาคนิวตรอน อิเล็กตรอนที่มีความเร็วสูงโปรตอนที่มีความเร็วสูง รังสีชนิดนี้อาจทำให้ เกิดอันตรายต่อเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิต  แบ่งที่มาได้เป็น 2 แบบ ได้แก่

  1. รังสีที่ทำให้เกิดไอออนโดยทางอ้อม ได้แก่กลุ่มอนุภาคไม่มีประจุ เช่น นิวตรอน หรือเครื่องแม่เหล็กไฟฟ้า คือ รังสีเอกซ์และแกมมา
  2. รังสีที่ทำให้เกิดไอออนได้โดยทางตรง ได้
    แก่กลุ่มอนุภาคมีประจุ เช่น อิเล็กตรอนความเร็วสูง เบต้า และโพสิตรอน รวมไปถึงอนุภาคหนักต่างๆ ที่เกิดจากปฏิกิริยาแยกสลายนิวเคลียส

 

สำหรับงานด้านรังสีวินิจฉัยและรังสีร่วมรักษานั้น อนุภาครังสีที่ใช้เป็นหลักก็คือรังสีเอกซ์ ซึ่งเป็นผลมาจากการที่อิเล็กตรอนวิ่งเข้าชนนิวเคลียส ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดการสูญเสียพลังงาน มีการปล่อยโฟตอนออกมาที่เรียกกันว่า bremsstrahlung ซึ่งในกระบวนการชนกันนี้อาจทำให้เกิด bremsstralung ได้มากกว่า 1 ครั้ง ยิ่งอิเล็กตรอนพลังงานสูง ก็จะได้ bremsstralung พลังงานสูงด้วย ซึ่งรังสีเอกซ์ถือเป็นผลผลิตหนึ่งของ bremsstralung ด้วย โดยรังสีเอกซ์จะมีพลังงานสูงสุดเท่ากับพลังงานสูงสุดของ bremsstralung ซึ่งจะเท่ากับพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนที่เข้ามาชนนั้น และเป็นพลังงานสูงสุดตามค่าศักย์ไฟฟ้าของหลอดเอกซเรย์ที่กำหนดไว้นั้นๆ ซึ่งในการใช้งานจะมีการใส่ตัวกรองซึ่งเป็นธาตุโลหะหนักเพื่อกรองเอารังสีเอกซ์พลังงานต่ำออกไป และเมื่อรังสีเอกซ์กระทบกับร่างกายของมนุษย์ จะเกิดปฏิกิริยาคอมพ์ตัน (Compton interaction) ซึ่งจะมีรังสีกระเจิง (scatter radiation) ขึ้น ทำให้ภาพรังสีที่ได้มีคุณภาพลดลง แต่ปริมาณรังสีที่ผิวหรือที่ระดับเนื้อเยื่อลึกลงไปเพิ่มขึ้นได้

การนำรังสีมาใช้ประโยชน์ในด้านการแพทย์
การอุตสาหกรรม และการเกษตรกรรม ทุกประเทศต้องปฏิบัติตามบทบัญญัติซึ่งร่วมกำหนดโดยองค์การสากลต่างๆ อย่างเคร่งครัด องค์การเหล่านี้ ได้แก่ International Commission on Radiological Protection ( ICRP ), World Health Organization (WHO), International Atomic Energy Agency ( IAEA )  ในประเทศไทยมีพระราชบัญญัติเกี่ยวกับการใช้พลังงานปรมาณูเพื่อสันติโดยมี หน่วยงานของรัฐ 2 แห่ง คือสำนักงานพลังงานปรมาณูเพื่อสันติ (พปส.) และกองรังสีและเครื่องมือแพทย์กรมวิทยาศาสตร์
การแพทย์ กระทรวงสาธารณสุข ทำหน้าที่กำกับและสอดส่องดูแลการใช้รังสีให้ถูกต้องและมีความปลอดภัยสูงสุด

 

ปริมาณรังสีและประเภทของรังสีชนิดก่อไอออน  

Radiation dose and type of ionizing radiations

 

อันตรายของรังสีจะขึ้นอยู่กับชนิดพลังงานและปริมาณของรังสีที่ร่างกายได้รับ รังสีมีหลายรูปแบบคือ รังสีโฟตอน ซึ่งได้แก่ รังสีเอกซ์และรังสีแกมมา รังสีซึ่งมีมวล ได้แก่ รังสีโปรตอน นิวตรอน เบตา เป็นต้น ปริมาณของรังสีจะเรียกว่า absorbed dose ซึ่งเป็นปริมาณพลังงานมีหน่วยเป็น Joule ที่ถูกดูดกลืน โดยเนื้อเยื่อที่มีมวล 1 กิโลกรัม หน่วยพิเศษของ absorbed dose เรียกว่า Gray ( Gy ) โดยที่
1 Gy เทียบได้กับการที่เนื้อเยื่อ 1 กิโลกรัม ดูดกลืนพลังงานของรังสีไว้ 1 Joule

 

เมื่อต้องการประเมินอันตรายของรังสีปริมาณ
รังสีจะวัดในหน่วยของ Sievert (Sv) ซึ่งเป็น equivalent dose เป็นปริมาณของรังสีที่ได้รับการปรับแก้ชนิดของรังสีที่มีอำนาจในการทำลายแตกต่างกันด้วยค่าแก้ที่เรียกว่า WR (radiation weighing factor) ยกตัวอย่าง เช่น รังสีแกมมามีค่า WR = 1 , โปรตอน WR = 5 นิวตรอนพลังงานระหว่าง 0.1 - 2 MeV, WR = 20 ดังนั้นปริมาณรังสี 1 Sv จะเทียบได้กับ absorbed dose 1 Gy, 0.2 Gy, 0.05 Gy สำหรับรังสีแกมมา โปรตอน และนิวตรอนตามลำดับ

ปริมาณรังสี 1 Sv จากรังสีทั้ง 3 ชนิดนี้จะก่อให้เกิดผลทางชีวภาพที่เหมือนกัน นอกจากนี้ยังมีค่าแก้ที่เรียกว่า WT ซึ่งปรับแก้สำหรับอวัยวะต่างๆ ที่มี organ vitality และ organ radiosensitivity ไม่เหมือนกัน และเป็นเรื่องยุ่งยากที่จะหาค่าปริมาณรังสีที่ระดับความถูก
ต้องสูง ดังนั้นการประมาณการปริมาณรังสีจึงกระทำเป็นการค่าประมาณมาโดยตลอด การสืบค้นชนิดของรังสีและปริมาณรังสีที่ผู้ประสบเหตุได้รับจะเป็นประโยชน์ต่อแพทย์ในการทำนายชนิดและความรุนแรงของผลของรังสี ตลอดจนการกำหนดแนวทางการรักษาเพื่อช่วยชีวิตของผู้ที่ได้รับบาดเจ็บ

 

สิ่งสำคัญสำหรับการพิจารณาปริมาณรังสีและความเสี่ยงก็คือค่าสัมประสิทธิ์ปริมาณรังสีตามกรอบคิดขององค์การป้องก้อนอันตรายจากรังสีระหว่างประเทศ (ICRP dose coefficients) ซึ่งต้องคำนึงอย่างหนึ่งว่าความเสี่ยงรังสีโดยการประมาณการนั้นความเสี่ยงจากรังสีภายนอกมีค่าใกล้เคียงกับรังสีภายในหรือไม่ (Internal  º  external risk estimates) โดยที่การพิจารณาหาค่าสัมประสิทธิ์นั้นมีหน่วยสำคัญเป็นตาม ICRP dose coefficients เป็น  Sv/Bq

อย่างไรก็ตามปริมาณรังสีที่บุคคลจะได้รับมาจากหลากหลายแหล่ง เช่น การหายใจ อาหาร หรือการทำงาน รวมไปถึงการได้รับรังสีจากธรรมชาติ ซึ่งบุคคลในวัยต่างๆ จะมีผลกระทบจากรังสีไม่เท่ากัน  ซึ่งรังสีเทคนิคจะต้องติดตามแนวทางในการป้องกันอันตรายจากรังสีตาม ICRP Publications: 30 Pts1-4,  48, 54, 56, 61, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 78, 88, 89  โดยที่ต้องสนใจต่อ Committed effective dose Õ  ซึ่งต้องจำแนกออกทั้ง 3 ประเด็น คือ

1.  Absorbed dose in tissues / organs, Gy

2.  Equivalent dose in tissues / organs, Sv

            - Gy x WR     

3.  Effective dose, Sv

            - equivalent dose x WT

 

การคำนวณ Effective dose calculation จะต้องพิจารณาตาม Equivalent dose in tissues / organs มีหน่วยเป็น Sv และต้องสนใจต้องปัจจัยแก้ ได้แก่

type

WR

low LET radiations

1

a particles

20

 

สำหรับการคำนวน Effective dose ซึ่งก็มีหน่วยเป็น  Sv จะต้องสนใจต้องปัจจัยถ่วงน้ำหนักตามอวัยวะ ได้แก่         

organ

WT

bone surface, skin

0.01

bladder, breast, liver, oesophagus, thyroid  

0.05

bone marrow, colon, lung, stomach

0.12

gonads

0.2

 

ข้อสงสัยที่สำคัญก็คือปริมาณรังสีที่หลายฝ่ายพิจารณา external dose และ internal dose จะมีค่าเท่ากันหรือไม่นั้น ถือได้ว่าต้องประเมินตามแนวทางมาตรฐาน ซึ่งอาจมีปัจจัยย่อยที่สร้างให้เกิดความแตกต่างได้ แต่ไม่มากนัก ดังนั้นจึงถือสรุปว่า external dose และ internal dose มีค่าใกล้เคียงกัน

 

หลักการที่สำคัญในการป้องกันอันตรายจากรังสีจึงเน้นที่การกำหนดให้ได้รับรังสีไม่เกินกว่าค่ามาตรฐานที่ยอมรับได้ตาม ICRP 60 ดังตาราง

 

ประเภท

บุคลากรทางด้านรังสี

ประชาชนทั่วไป

effective dose

20mSv/yr

average 5 yr

1mSv/yr

equivalent dose แยกตามอวัยวะ

บุคลากรทางด้านรังสี

ประชาชนทั่วไป

เลนส์ตา

150 SV

15 mSv

ผิวหนัง

500 mSV

50 mSV

มือและเท้า

500 mSV

ไม่ระบุ

โดยกำหนดแนวทางสำคัญในการควบคุมปริมาณรังสีแก่บุคลากร คือ

1.เวลา แบ่งออกเป็น 2 ประเด็น ได้แก่

1.1.    ระยะเวลาในการทำงาน ต้องไม่เกิน 2000 ชั่วโมงต่อปี

1.2.    ระยะเวลาในการได้รับรังสีไม่ควรเกิน 400 uSv ต่อสัปดาห์ ซึ่งเท่ากับการทำงานที่ค่าเฉลี่ย 20 ชั่วโมงต่อสัปดาห์

2.ระยะทาง ซึ่งจะช่วยลดปริมาณรังสีที่ร่างกายจะได้รับตามกฎ inverse square law นั้นคือพลังงานรังสีจะลดลงตามระยะทางยกกำลังสอง ดังนั้น ผู้ปฏิบัติงานควรอยู่ห่างแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์อย่างน้อย 2 เมตร

3.การป้องกัน หากไม่สามารถอยู่ห่างแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ได้ หรือเพื่อป้องกันอันตรายจากรังสีให้สูงขึ้น จำเป็นที่จะต้องใช้อุปกรณ์เสริม เช่น เสื้อตะกั่ว ฉากตะกั่ว ซึ่งมีความหนาของตะกั่ว 0.5 มม. ซึ่งจะช่วยลดปริมาณรังสีที่จะมาถึงร่างกายของผู้ปฏิบัติงานได้อีก 50%

สำหรับการวัดปริมาณรังสีที่ได้รับนั้น ปัจจุบันได้ใช้ตัววัดเป็น Thermoluminescent Dosimeter (TLD) ซึ่งทำมาจาก Lithium fluoride กับ Manganese ซึ่งมีขนาดเล็ก และใช้ซ้ำได้ และการระวังป้องกันความเสียหายทำได้ง่ายกว่า film
badge สำหรับการรายงานผลนั้น กองรังสีและเครื่องมือแพทย์ กระทรวงสาธารณสุขจะคิดจากระดับสูงสุดที่รับได้ใน 1 ปี คือระดับ 50 mSv ซึ่งจำแนกออกเป็น 1,000 uSv ต่อสัปดาห์ หรือ 4,000 uSv ต่อเดือนนั่นเอง อย่างไรก็ตามค่าต่ำสุดที่จะรายงานก็คือ 20 uSv ต่อเดือน

สรุป  

ปริมาณรังสีที่บุคลากรทางด้านรังสีได้รับนั้นเมื่อวัดค่าภายนอก ด้วยเครื่องวัด เช่น TLD จะได้ค่าซึ่งโดยประมาณนั้นมีค่าเท่ากับปริมาณรังสีของอวัยวะภายใน โดยความต่างจะขึ้นอยู่กับ WT ของอวัยวะนั้น ซึ่งมีความต่างเพียงค่าคูณคงที่ ดังนั้นโดยค่าสัมพัทธ์จึงถือได้ว่ามีความเท่ากันตามแนวทางของ ICRP ซึ่งถือเป็นมาตรฐานสากลอย่างหนึ่ง

 

บรรณานุกรม  

  1. National radiation protection board. Slide presentation, 2550 ศูนย์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. www.stkc.go.th  
  2. Calculate Your Radiation Dose. U.S. Environmental Protection Agency. http://www.epa.gov/rpdweb00/understand/calculate.html
  3. Occupational Radiation Dose Limits. http://radiologyinthai.blogspot.com
  4. Radiation Dosage. http://www.whfreeman.com/modphysics/PDF/12-3c.pdf

บันทึกนี้เขียนที่ GotoKnow โดย  ใน KENA in IR life

หมายเลขบันทึก: 418867, เขียน: , แก้ไข, 2012-06-22 10:38:47+07:00 +07 Asia/Bangkok, สัญญาอนุญาต: สงวนสิทธิ์ทุกประการ, อ่าน: คลิก

คำสำคัญ (Tags) #risk#radiation#dose

บันทึกล่าสุด 

ความเห็น (0)