มลพิษจากสารกัมมันตรังสี

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

สารกมั มันตรงั สี (radioactive substance) คือ สารหรอื ธาตุที่อยู่ในสภาพทไี่ มเ่ สถียร การไมส่ มดุลระหว่างโปรตอนนิวตรอนและอเิ ลก็ ตรอนภายในอะตอม จึงต้องมีการปลดปล่อยพลงั งานส่วนเกินออกมาในรปู ของรงั สี เพื่อปรบั ให้อะตอมมคี วามเสถียร เรียกธาตุเหล่านี้ว่า ธาตุกมั มันตรังสี หรอื ไอโซโทปรังสี (radioisotope) 2

1. ชนิดของกมั มนั ตภาพรงั สี 1. อนภุ าคแอลฟา (α) มมี วลเทา่ กบั 4 ประจุเปน็ สองเทา่ ของ protonมอี านาจทะลุทะลวงตา่ สามารถกน้ั ดว้ ยกระดาษ หรือแผน่ โลหะบางๆ 2. อนุภาคบตี า (������) มลี ักษณะคลา้ ยอิเล็กตรอน มีท้ังประจุลบ และประจบุ วกเรียกวา่ โพซติ รอน (positron) มอี านาจทะลุทะลวงมากกว่าแอลฟา ใช้โลหะในการกาบังได้ 3. รงั สีแกมมา (������) มสี มบัติเป็นคลน่ื แมเ่ หลก็ ไฟฟา้ ไมม่ ีประจุ มีอานาจทะลทุ ะลวงสูงมาก วัตถทุ ใี่ ช้ในการกาบังต้องมคี วามหนาแน่นสงู เชน่ ตะกว่ั 4. รังสีเอกซ์ (X-ray) มลี กั ษณะคลา้ ยรงั สีแกมมา มีความยาวคลื่นมากกวา่ 3

สมบัติของสารกัมมันตภาพรังสี 4

2. หนว่ ยทางรงั สี 1. คูรี (Curie, Ci) หมายถงึ สารกัมมนั ตรังสีท่ีมีการสลายตัว3.7x1010 ครง้ั ตอ่ วินาที 2. เรินต์เกน (Roentgen, R) หมายถึง ปรมิ าณรังสีเอกซห์ รือแกมมาที่ทา้ ใหอ้ ากาศแตกตวั เปน็ ไอออน เกิดประจุ 2.58x10-4 คูลอมบ์ ต่ออากาศหนกั 1กโิ ลกรมั 3. เรเดียน (Radian, Rad) ความหมายคือ 1 แรด็ มคี า่ เทา่ กับพลงั งาน100 เอิรก์ (erg) ที่ถกู ดูดกลนื ด้วยตวั กลางหนกั 1 กรมั 5

4. เร็ม (Rem หรือ Roentgen equivalent man) เปน็ หนว่ ยทบ่ี อกถึงผลของการท้าลายทางชีวภาพทเี่ กดิ กบั ผทู้ ี่ไดร้ ับรังสโี ดยเป็นคา่ เปรียบเทียบ 1 Rem = 1 Rad x quality factorโดยคา่ แฟคเตอร์ (quality factor) ของรังสี x, ������, ������ มีคา่ เท่ากับ 1 นิวตรอนท่ีมีพลังงานต่าและปานกลาง (slow and moderateneutron) มคี า่ เทา่ กบั 3 แอลฟา (������) นิวตรอนพลังงานสูง (fast neutron) มคี า่ เท่ากับ 10 หนว่ ยเร็ม ใชบ้ อกความเสียหายที่จะเกดิ จากการไดร้ บั รังสี 5. หน่วยซีเวิร์ต (sievert, Sv) เป็นหนว่ ยทีม่ ีขนาดเล็กกว่าเร็ม โดย 1Sv เท่ากบั 100 Rem 6

3. แหลง่ กาเนดิ ของรงั สีแหล่งกาเนดิ ของรงั สมี าจาก 2 ส่วนได้แก่ 3.1 จากธรรมชาติ ดวงอาทติ ยเ์ ป็นแหลง่ พลงั งานทีป่ ลอ่ ยรังสีออกมาไดแ้ ก่ รงั สีอลั ตราไวโอเลต (ultraviolet) รงั สอี นิ ฟราเรด (infrared)ผิวหนังที่สัมผัสรงั สีอัลตราไวโอเลตมากๆ จะทาให้เกิดการไหม้ (sun burn)และมโี อกาสเกิดมะเร็งผวิ หนังได้ รังสีคอสมกิ (cosmic ray) ถ้าได้รับปรมิ าณมากจะทาให้เกิดผลกระทบตอ่ เซลล์ เกิดการเปลี่ยนแปลงดเี อน็ เอของเซลล์ และเน้อื เย่ือของร่างกายมผี ลทาให้เกิดความผดิ ปกติทางพันธกุ รรม (mutation) 7

3.2 จากแรธ่ าตุในธรรมชาติ เกดิ จากการสลายตามอนุกรมของยเู รเนียมหรือธอเรียม เกิดเปน็ สารกมั มนั ตรังสีมากมายในธรรมชาติ 3.3 จากการกระทาของมนษุ ย์ สารกมั มันตรังสใี นทางการแพทย์ ใช้ในการรกั ษา บาบดั อาการปว่ ย การวนิ ิจฉยั โรค การใชส้ ารกัมมันตรงั สเี พ่อื เป็นเชื้อเพลงิ ในการผลติ พลงั งาน เช่น โรงไฟฟ้าพลงั งานปรมาณู ใช้เป็นอาวุธสงคราม การทดลองอาวธุ นวิ เคลยี ร์ ใชใ้ นหอ้ งปฏิบตั ิการทางรังสี และในโรงงานอุตสาหกรรม 8

ปริมาณรงั สีที่ไดร้ บั จากธรรมชาติและสิ่งแวดลอ้ ม (mSv)กจิ กรรม ปริมาณรังสี (mSv)การบาบัดรกั ษาโรคด้วย Co-60 2,000X-ray / ครง้ั 15การรับรังสจี ากธรรมชาต/ิ ปี 10จากดวงอาทติ ยแ์ ละอวกาศ 0.3รงั สีจากพ้ืนผวิ โลก 0.86การฉายรังสปี อด 1.0อาหาร 0.2การดโู ทรทัศน์ 0.02การทางานทางรงั สี 0.01 9

4. ผลของรงั สีตอ่ รา่ งกาย ผลกระทบโดยตรง (direct effect) กัมมนั ตรงั สเี มอื่ กระทบกับเซลล์ ทาให้เกิดการท้าลาย หรอื ผดิ ปกตขิ องเซลล์นนั้ ผลกระทบทางออ้ ม (indirect effect) กมั มันตรงั สเี ม่ือเขา้ ส่รู า่ งกายก่อให้เกดิ การเปลี่ยน แปลงของโมเลกลุ สารเคมีในร่างกาย 10

อนั ตรายจากการได้รบั รังสีแบง่ เปน็ 2 แบบ 1. การไดร้ บั รังสปี ริมาณมากในระยะเวลาสนั้ จะทาให้เกิดผลทนั ที (acute exposure) คือเกิดอาการภายใน 60 วนั เรยี กวา่ earlyacute effect ซง่ึ จะมีอาการคลื่นไส้ อาเจียน กล้ามเนอ้ื อ่อนลา้อ่อนเพลีย มีไข้ และผลตามมาคือผดิ ปกติในระบบเลือด เกิดอาการภายหลัง 60 วนั เรียกว่า late acute effect ซึง่ มีผลตอ่ ระบบเลือด เกดิ ผื่นแดง มีอาการผมร่วง ถา้ ได้รบั ปริมาณรังสีสงู จะก่อให้เกิดผลต่อทางเดินอาหาร อาจท้าใหเ้ ป็นหมนั ชัว่ คราว ถา้ รับรงั สีปรมิ าณสงู มากจะมผี ลตอ่ ระบบประสาท 11

2. การไดร้ ับรงั สปี รมิ าณนอ้ ยแต่ได้รับเปน็ เวลานานตอ่ เนอื่ ง(chronic exposure) กอ่ ให้เกดิ อาการภายหลงั (delayed effect) ซึ่งผลกระทบขึ้นอยู่กบั ชนิดและปริมาณของรงั สที ี่ไดร้ บั ส่วนใหญ่มกั สง่ ผลตอ่การเกดิ โรคมะเรง็ ต่างๆ เช่น มะเรง็ ในเมด็ เลอื ด (leukemia) มะเรง็ ปอดมะเรง็ มดลูก โลหิตจาง ตอ้ กระจก และอาจเกิดการถ่ายทอดสู่ลูกหลาน 12

ตารางแสดงผลกระทบจากรังสตี อ่ ร่างกาย (พีรายุ 2554)ปรมิ าณรงั สี (mSv) อาการ 2.2 5 ระดับรังสปี กติทม่ี นษุ ย์ได้รบั ใน 1 ปี 50 250 เกณฑ์สงู สุดท่อี นญุ าตให้ประชาชนทว่ั ไปได้ใน 1 ปี 500 1000 เกณฑ์สูงสุดทีอ่ นุญาตให้ผู้ปฏบิ ตั ิงานทางรังสีได้รบั ใน 1 ปี 3000 ไมป่ รากฏอาการใดๆ ทั้งในระยะสน้ั และระยะยาว 6000 เมด็ เลอื ดขาวลดลงเล็กน้อย 10000 คลืน่ ไส้ อ่อนเพลยี เม็ดเลอื ดขาวลดลง อ่อนเพลีย อาเจยี น ทอ้ งเสยี ผมร่วง เบ่ืออาหาร คอแห้ง มีไข้ อายุสั้น อาจเสียชีวิตภายใน 3-6 สปั ดาห์ อ่อนเพลยี อาเจยี น ท้องร่วงภายใน 1-2 ช่วั โมง เมด็ เลือดขาวลดลงอย่าง รวดเรว็ ผมร่วง มีไขอ้ ักเสบบรเิ วณปาก มีเลือดออก มีโอกาสเสยี ชวี ติ 50% ภายใน 2-6 สัปดาห์ มีอาการเหมอื นข้างต้น ผิวหนงั พองบวม ผมร่วง เสยี ชวี ติ ภายใน 2-3 สปั ดาห์ 13

ตารางแสดงปริมาณรงั สสี งู สุดทร่ี ับได้โดยไมเ่ กดิ อนั ตราย อวัยวะ MPD (rem/year)อวยั วะสืบพันธ์ุ ไขกระดกู ไม่เกนิ 5ผิวหนัง กระดกู ไทรอยด์ ไม่เกิน 30มือและแขน เท้าและขอ้ เทา้ ไม่เกนิ 75อวยั วะอนื่ ๆ ไม่เกิน 15เด็กอายุน้อยกว่า 18 ปี ไม่เกนิ 5 14

5. การปอ้ งกนั อนั ตรายจากรงั สี แนวทางการป้องกันอนั ตรายจากรงั สี คอื อย่ใู หห้ า่ งจากแหลง่พลงั งานรงั สี เนือ่ งจากพลงั งานรังสีจะลดลงตามระยะทาง หากตอ้ งทางานเก่ียวกับรังสคี วรมเี คร่ืองกาบงั รังสี และใชเ้ วลาอยใู่ กล้กบั รังสีให้นอ้ ยทส่ี ุด 15