10__มลพิษจากสารกัมมันตรังสี

มลพิษจากสารกมั มนั ตรงั สี อาจารย์ ดร.สุทธริ กั ษ์ อ้วนศิริ สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ราชภฏั หมู่บา้ นจอมบงึ

สารกมั มนั ตรงั สี (radioactive substance) คือ สารหรอื ธาตทุ ่อี ยใู่ นสภาพทไี่ มเ่ สถียร การไมส่ มดุลระหว่างโปรตอน นวิ ตรอนและอเิ ลก็ ตรอนภายในอะตอม จึงต้องมีการปลดปล่อยพลงั งานส่วนเกิน ออกมาในรปู ของรงั สี เพื่อปรับใหอ้ ะตอมมคี วามเสถียร เรียกธาตุเหล่านี้ว่า ธาตุ กมั มนั ตรงั สี หรอื ไอโซโทปรงั สี (radioisotope) 2

1. ชนิดของกมั มนั ตภาพรงั สี 1. อนภุ าคแอลฟา (α) มมี วลเท่ากับ 4 ประจุเปน็ สองเทา่ ของ proton มอี านาจทะลุทะลวงต่า สามารถกั้นด้วยกระดาษ หรือแผ่นโลหะบางๆ 2. อนุภาคบตี า (������) มลี ักษณะคลา้ ยอิเล็กตรอน มที ้ังประจลุ บ และ ประจบุ วกเรียกวา่ โพซิตรอน (positron) มอี านาจทะลุทะลวงมากกวา่ แอลฟา ใช้ โลหะในการกาบังได้ 3. รงั สแี กมมา (������) มสี มบัตเิ ป็นคล่นื แมเ่ หลก็ ไฟฟา้ ไมม่ ีประจุ มี อานาจทะลทุ ะลวงสูงมาก วตั ถุทใี่ ชใ้ นการกาบังตอ้ งมคี วามหนาแน่นสูง เชน่ ตะกว่ั 4. รังสเี อกซ์ (X-ray) มลี กั ษณะคลา้ ยรงั สีแกมมา มีความยาวคลื่น มากกวา่ 3

สมบัติของสารกัมมันตภาพรังสี 4

2. หนว่ ยทางรงั สี 1. คูรี (Curie, Ci) หมายถงึ สารกัมมนั ตรังสีทมี่ กี ารสลายตัว 3.7x1010 ครง้ั ตอ่ วนิ าที 2. เรินตเ์ กน (Roentgen, R) หมายถึง ปรมิ าณรังสีเอกซห์ รือแกมมาที่ ทา้ ใหอ้ ากาศแตกตัวเป็นไอออน เกิดประจุ 2.58x10-4 คลู อมบ์ ต่ออากาศหนกั 1 กโิ ลกรมั 3. เรเดยี น (Radian, Rad) ความหมายคือ 1 แร็ดมีคา่ เทา่ กับพลงั งาน 100 เอิรก์ (erg) ทถี่ ูกดดู กลนื ด้วยตวั กลางหนกั 1 กรมั 5

4. เร็ม (Rem หรือ Roentgen equivalent man) เปน็ หน่วยทบ่ี อก ถงึ ผลของการทา้ ลายทางชวี ภาพทเี่ กิดกบั ผู้ทไี่ ด้รบั รังสโี ดยเปน็ คา่ เปรยี บเทยี บ 1 Rem = 1 Rad x quality factor โดยค่าแฟคเตอร์ (quality factor) ของรังสี x, ������, ������ มคี า่ เท่ากบั 1 นิวตรอนที่มีพลังงานต่าและปานกลาง (slow and moderate neutron) มคี า่ เท่ากับ 3 แอลฟา (������) นิวตรอนพลังงานสูง (fast neutron) มีค่าเท่ากับ 10 หนว่ ยเร็ม ใชบ้ อกความเสียหายทีจ่ ะเกดิ จากการได้รบั รงั สี 5. หนว่ ยซีเวิรต์ (sievert, Sv) เปน็ หนว่ ยที่มขี นาดเล็กกว่าเร็ม โดย 1 Sv เท่ากบั 100 Rem 6

3. แหล่งกาเนดิ ของรงั สี แหลง่ กาเนิดของรังสมี าจาก 2 สว่ นไดแ้ ก่ 3.1 จากธรรมชาติ ดวงอาทติ ย์เป็นแหล่งพลังงานทป่ี ลอ่ ยรงั สอี อกมา ไดแ้ ก่ รงั สอี ลั ตราไวโอเลต (ultraviolet) รงั สอี นิ ฟราเรด (infrared) ผิวหนังท่สี ัมผัสรังสีอลั ตราไวโอเลตมากๆ จะทาให้เกิดการไหม้ (sun burn) และมีโอกาสเกดิ มะเรง็ ผวิ หนังได้ รังสคี อสมิก (cosmic ray) ถ้าได้รับปริมาณมากจะทาให้เกิดผล กระทบตอ่ เซลล์ เกดิ การเปลย่ี นแปลงดีเอน็ เอของเซลล์ และเนื้อเยอ่ื ของรา่ งกาย มีผลทาให้เกดิ ความผิดปกติทางพันธกุ รรม (mutation) 7

3.2 จากแรธ่ าตใุ นธรรมชาติ เกดิ จากการสลายตามอนุกรมของยเู รเนียม หรือธอเรียม เกิดเปน็ สารกมั มนั ตรังสีมากมายในธรรมชาติ 3.3 จากการกระทาของมนษุ ย์ สารกมั มันตรังสใี นทางการแพทย์ ใช้ในการ รกั ษา บาบดั อาการปว่ ย การวนิ ิจฉยั โรค การใชส้ ารกัมมันตรงั สเี พ่อื เป็นเชื้อเพลงิ ใน การผลติ พลงั งาน เช่น โรงไฟฟ้าพลงั งานปรมาณู ใชเ้ ป็นอาวุธสงคราม การทดลอง อาวธุ นวิ เคลยี ร์ ใชใ้ นหอ้ งปฏิบตั ิการทางรังสี และในโรงงานอุตสาหกรรม 8

ปริมาณรังสที ี่ได้รบั จากธรรมชาติและสิ่งแวดลอ้ ม (mSv) กจิ กรรม ปริมาณรงั สี (mSv) การบาบัดรกั ษาโรคดว้ ย Co-60 2,000 X-ray / ครัง้ 15 การรับรังสจี ากธรรมชาติ/ปี 10 จากดวงอาทติ ยแ์ ละอวกาศ 0.3 รงั สีจากพ้ืนผิวโลก 0.86 การฉายรังสีปอด 1.0 อาหาร 0.2 การดโู ทรทัศน์ 0.02 การทางานทางรงั สี 0.01 9

4. ผลของรงั สตี อ่ รา่ งกาย ผลกระทบโดยตรง (direct effect) กมั มนั ตรงั สีเมอ่ื กระทบกบั เซลล์ ทาให้เกิดการท้าลาย หรอื ผิดปกตขิ องเซลล์น้ัน ผลกระทบทางอ้อม (indirect effect) กมั มนั ตรังสีเม่อื เขา้ สรู่ ่างกาย ก่อให้เกดิ การเปลี่ยน แปลงของโมเลกุลสารเคมใี นร่างกาย 10

อนั ตรายจากการไดร้ บั รังสแี บ่งเปน็ 2 แบบ 1. การไดร้ บั รงั สปี รมิ าณมากในระยะเวลาสนั้ จะทาให้เกดิ ผล ทันที (acute exposure) คือเกิดอาการภายใน 60 วัน เรียกวา่ early acute effect ซง่ึ จะมีอาการคล่ืนไส้ อาเจียน กล้ามเน้อื ออ่ นล้า ออ่ นเพลีย มไี ข้ และผลตามมาคือผดิ ปกติในระบบเลอื ด เกดิ อาการภายหลัง 60 วนั เรียกวา่ late acute effect ซง่ึ มี ผลตอ่ ระบบเลอื ด เกดิ ผ่นื แดง มอี าการผมรว่ ง ถา้ ได้รบั ปรมิ าณรังสีสงู จะ กอ่ ใหเ้ กิดผลตอ่ ทางเดนิ อาหาร อาจทา้ ให้เปน็ หมันชวั่ คราว ถา้ รับรงั สี ปรมิ าณสูงมากจะมีผลตอ่ ระบบประสาท 11

2. การไดร้ บั รงั สปี รมิ าณนอ้ ยแตไ่ ดร้ บั เปน็ เวลานานตอ่ เนอื่ ง (chronic exposure) กอ่ ให้เกิดอาการภายหลงั (delayed effect) ซง่ึ ผลกระทบขึ้นอยกู่ บั ชนดิ และปรมิ าณของรงั สที ี่ไดร้ บั สว่ นใหญ่มักส่งผลตอ่ การเกดิ โรคมะเรง็ ตา่ งๆ เชน่ มะเร็งในเมด็ เลอื ด (leukemia) มะเร็งปอด มะเรง็ มดลูก โลหติ จาง ตอ้ กระจก และอาจเกิดการถ่ายทอดสู่ลกู หลาน 12

ตารางแสดงผลกระทบจากรังสีตอ่ ร่างกาย (พีรายุ 2554) ปรมิ าณรงั สี (mSv) อาการ 2.2 ระดบั รงั สีปกตทิ ี่มนุษย์ไดร้ ับใน 1 ปี 5 เกณฑ์สูงสุดทอ่ี นุญาตให้ประชาชนทวั่ ไปไดใ้ น 1 ปี 50 เกณฑ์สงู สุดท่ีอนุญาตให้ผูป้ ฏบิ ตั ิงานทางรังสไี ดร้ บั ใน 1 ปี 250 ไมป่ รากฏอาการใดๆ ท้ังในระยะสน้ั และระยะยาว 500 เม็ดเลือดขาวลดลงเลก็ นอ้ ย 1000 คลน่ื ไส้ อ่อนเพลีย เม็ดเลือดขาวลดลง 3000 ออ่ นเพลีย อาเจยี น ทอ้ งเสยี ผมรว่ ง เบือ่ อาหาร คอแห้ง มีไข้ อายสุ นั้ อาจเสียชีวิตภายใน 3-6 สปั ดาห์ 6000 ออ่ นเพลีย อาเจยี น ท้องรว่ งภายใน 1-2 ชัว่ โมง เมด็ เลอื ดขาวลดลงอย่าง รวดเร็ว ผมรว่ ง มีไข้อักเสบบรเิ วณปาก มีเลอื ดออก มีโอกาสเสียชวี ิต 50% ภายใน 2-6 สัปดาห์ 10000 มอี าการเหมือนขา้ งตน้ ผวิ หนงั พองบวม ผมร่วง เสียชีวติ ภายใน 2-3 สปั ดาห์ 13

ตารางแสดงปริมาณรงั สีสูงสดุ ทร่ี ับได้โดยไมเ่ กดิ อนั ตราย อวยั วะ MPD (rem/year) อวยั วะสืบพันธ์ุ ไขกระดูก ไม่เกิน 5 ผิวหนัง กระดกู ไทรอยด์ ไม่เกนิ 30 มือและแขน เท้าและข้อเทา้ ไม่เกนิ 75 อวยั วะอนื่ ๆ ไม่เกนิ 15 เด็กอายุน้อยกว่า 18 ปี ไม่เกนิ 5 14

5. การปอ้ งกนั อนั ตรายจากรงั สี แนวทางการป้องกันอนั ตรายจากรงั สี คอื อย่ใู หห้ า่ งจากแหลง่ พลงั งานรงั สี เน่อื งจากพลงั งานรังสจี ะลดลงตามระยะทาง หากตอ้ งทางาน เก่ียวกับรังสคี วรมีเคร่ืองกาบงั รงั สี และใชเ้ วลาอยใู่ กล้กบั รังสีใหน้ อ้ ยทส่ี ุด 15