วิกฤตินิวเคลียร์พากลับไปเปิดตำรารู้จัก “รังสี”

เหตุการณ์ภัยพิบัติแผ่นดินไหวและสึนามิที่ญี่ปุ่น ได้สร้างความเสียหายต่อโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ซึ่งมีความเสี่ยงที่จะเกิดการแผ่กระจายของรังสี ที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพ และสร้างความกังวลแก่คนทั่วโลก ขณะเดียวกันความไม่เข้าใจในเรื่องของ "รังสี" ได้ทำให้เกิดข่าวลือไปต่างๆ นานา

อันที่จริงรอบตัวเรา ล้วนรายรอบไปด้วยรังสี ข้อมูลเรื่อง “รังสีในชีวิตประจำวัน” จาก สมาคมนิวเคลียร์แห่งประเทศไทย ซึ่งทีมข่าววิทยาศาสตร์ ASTV-ผู้จัดการออนไลน์นำมาเรียบเรียงใหม่นี้ ระบุว่ารังสีหรือกัมมันตภาพรังสี เป็นส่วนหนึ่งของโลก และอยู่คู่โลกตลอดมา ทุกที่ในโลกทั้งเปลือกโลก บ้าน โรงเรียน ที่ทำงาน น้ำ อาหาร รวมถึงกล้ามเนื้อและกระดูกของเรามีสารกัมมันตรังสี

“รังสี” มายังไง?

กัมมันตภาพรังสี (radioactivity) หรือรังสีนั้น เป็นผลจากการแตกตัวของอะตอม ซึ่งในธรรมชาติมีธาตุบางชนิดที่ไม่เสถียร และพยายามจะรักษาความเสถียร โดยการลดพลังงาน ซึ่งนิวเคลียสของธาตุดังกล่าวจะแตกตัวหรือสลายตัว (decay) เพื่อปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปรังสี

อันที่จริงคำว่า “รังสี” นั้น ยังหมายรวมถึงแสงและคลื่นวิทยุ แต่รังสีจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่เรากลัวกันนั้นคือรังที่ทำให้เกิดประจุไฟฟ้า หรือไอออนในเนื้อเยื่อสิ่งมีชีวิต หรือเรียกว่ารังสีที่ทำให้เกิดการไอออไนซ์ (ionizing) ซึ่งมีผลทางชีววิทยาต่อสิ่งมีชีวิต

การได้รับรังสีที่ก่อให้เกิดไอออไนซ์นี้ จะทำให้เนื้อเยื่อถูกทำลาย และสามารถทำให้เซลล์ตายได้ และการได้รับรังสีสูงๆ ในเวลาสั้นๆ อาจทำให้เสียชีวิตได้ ต่างจากรังสีที่ไม่ก่อให้เกิดไอออไนซ์ เช่น รังสีอินฟราเรดจากแสงแดด ที่ทำให้เราเพียงแค่รู้สึกร้อน เป็นต้น

นิวเคลียสของธาตุที่แผ่รังสี หรือที่เรียกว่านิวไคลด์กัมมันตรังสี (radionuclide) นั้น สลายตัวด้วยอัตราจำเพาะ ที่ไม่เกี่ยวกับปัจจัยจากภายนอก เช่น อุณหภูมิและความดันไม่มีผลต่อการสลายตัวดังกล่าว

ทั้งนี้ ระยะเวลาที่นิวไคลด์ใช้สลายตัวจนเหลือเพียงครึ่งหนึ่งนั้น เรียกว่า ค่าครึ่งชีวิต (half-life) และธาตุกัมมันตรังสีแต่ละชิดมีค่าครึ่งชีวิตไม่เท่ากัน เช่น ไอโอดีน-131 มีครึ่งชีวิต 8 วัน ส่วนยูเรเนียม-238 มีครึ่งชีวิต 4.5 พันล้านปี เป็นต้น

อย่างไรก็ดี ค่าครึ่งชีวิตคือระยะเวลาที่สารแผ่รังสีของธาตุนั้นๆ จะสลายตัวออกไปครึ่งหนึ่ง เช่น ไอโอดีน-131 มีค่าครึ่งชีวิต 8 วัน ดังนั้นหากได้รับในปริมาณ 100 กรัม เมื่อผ่านไป 8 วัน สารดังกล่าวก็จะเหลือ 50 กรัม และหากผ่านไป อีก 8 วัน สารตัวนี้จะเหลือในปริมาณ 25 กรัม เป็นต้น

รังสีที่ทำให้เกิดไอออไนซ์มีอะไรบ้าง?

รังสีอัลฟา (alpha) เป็นรังสีที่ประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุ ถูกปลดปล่อยออกจากธาตุหนักบางชนิด เช่น ยูเรเนียม เป็นต้น เราใช้แผ่นกระดาษป้องกันรังสีอัลฟาได้ และอำนาจการทะลุทะลวงของรังสีชนิดนี้ จะหยุดอยู่ตรงเนื้อเยื่อบางๆ ของผิวหนังเรา แต่หากสูดกลืนวัสดุที่ปล่อยรังสีอัลฟาเข้าไปในร่างกาย จะทำให้เกิดปฏิกิริยาโดยตรงกับเนื้อเยื่อภายในร่างกายและทำให้เซลล์เสียหายได้

รังสีเบตา (beta) เป็นรังสีที่มีคุณสมบัติเหมือนอิเล็กตรอน มีอำนาจทะลุทะลวงมากกว่ารังสีอัลฟา และทะลุผ่านน้ำได้ 1-2 เซนติเมตร แต่แผ่นอลูมิเนียมไม่กี่มิลลิเมตรสามารถหยุดยั้งการทะลุทะลวงของรังสีเบตาได้

รังสีแกมมา (gamma) เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเหมือนรังสีเอกซ์ แสง และคลื่นวิทยุ สามารถทะลุผ่านร่างกายคนไปได้ แต่ไม่สามารถทะลุผ่านคอนกรีตหรือตะกั่วหนาๆ ได้ ทั้งนี้ อำนาจทะลุทะลวงขึ้นอยู่กับพลังงานของรังสี

สุดท้ายคือ นิวตรอน (neutron) ซึ่งเป็นอนุภาคที่ไม่มีประจุ และไม่ทำให้เกิดการไอออไนซ์โดยตรง แต่สามารถทำปฏิกิริยากับอะตอมของวัตถุ แล้วทำให้เกิดรังสีอัลฟา รังสีเบตา รังสีแกมมา หรือรังสีเอกซ์ ซึ่งทำให้เกิดการไอออไนซ์ได้ อนุภาคชนิดนี้สามารถทะลุผ่านวัตถุได้ดี แต่สามารถหยุดยั้งการทะลุทะลวงได้ด้วยคอนกรีตหนา น้ำหรือพาราฟิน

เราได้รับรังสีจากที่ไหนบ้าง?

เราได้รับรังสีทั้งจากพื้นโลก นอกโลกที่เรียกว่า รังสีคอสมิก (cosmic rays) และรังสีที่มนุษย์สร้างขึ้น เช่น รังสีเอกซ์จากการวินิจฉัยโรค และการรักษามะเร็ง ฝุ่นกัมมันตรังสีจากการทดลองระเบิดนิวเคลียร์ กัมมันตรังสีที่เล็ดรอดจากโรงไฟฟ้าถ่านหิน และโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เป็นต้น โดยแหล่งกำเนิดรังสีที่ใหญ่ที่สุดในโลก มาจากยูเรเนียมและทอเรียมที่อยู่ในดินทั่วโลก

ตามอาคารบ้านเรือนอาจมีธาตุกัมมันตรังสี เช่น เรดอน-222 โทรอน-220 รวมถึงไอโซโทปรังสี จากการสลายตัวของเรเดียม-226 อีกทั้งเรายังได้รับรังสีจากกัมมันตรังสีในร่างกายเรา ทั้งจากการดื่ม กินและหายใจ จนทำให้ในร่างกายมีธาตุกัมมันตรังสีอยู่ในเลือด กระดูกหรือกล้ามเนื้อ เช่น โพแทสเซียม-40 คาร์บอน-14 และ เรเดียม-226 เป็นต้น

ส่วนรังสีคอสมิกนั้น จะได้รับแตกต่างกันไปพื้นที่และระดับความสูงเหนือผืนดินหรือระดับน้ำทะเล (altitude) ซึ่งผู้ที่โดยสารเครื่องบินมีโอกาสได้รับรังสีมากกว่าคนทั่วไป

วัดปริมาณรังสี

หน่วยที่ใช้วัดปริมาณรังสีที่ดูดกลืน (absorbed-dose) หรือปริมาณที่เนื้อเยื่อได้รับเรียกว่า “ซีเวิร์ต” (sievert: Sv) แต่ในระดับรังสีที่พบทั่วไปจะอยู่ในหน่วย “มิลลิซีเวิร์ต” (millisievert: mSv) หรือ “ไมโครซีเวิร์ต” (microsievert: mSv) ซึ่งเป็นหน่วยที่เล็กกว่าซีเวิร์ตพันเท่า และล้านเท่าตามลำดับ โดยเฉลี่ยเราได้รังสีจากธรรมชาติปีละ 2.4 มิลลิซีเวิร์ต แต่ปริมาณรังสีที่ได้รับขึ้นอยู่กับพื้นที่ ซึ่งมีปริมาณรังสีในธรรมชาติแตกต่างกัน

ในอาคารบ้านเรือน อาจจะมีธาตุกัมมันตรังสีในอากาศ ได้แก่ เรดอน (radon : Rn-222) ) โทรอน (thoron : Rn-220) และไอโซโทปรังสีอื่นที่เกิดจากการสลายตัวของเรเดียม (radium : Ra-226) และทอเรียม (thorium) ซึ่งมีอยู่ในหิน วัสดุก่อสร้าง และในดิน แหล่งกำเนิดรังสีใหญ่ที่สุดในธรรมชาติ มาจากธาตุยูเรเนียมและทอเรียม ซึ่งมีอยู่ในดินทุกแห่งทั่วโลก

ระดับรังสีสูงแค่ไหนจึงเป็นอันตราย ?

การได้รับรังสีสูงๆ ในเวลาสั้นทำให้เสียชีวิตได้ไม่กี่วัน แต่จากการศึกษาในผู้รอดชีวิตจากระเบิดปรมาณูถล่มฮิโรชิมาและนางาซากิของญี่ปุ่น พบว่าการได้รับรังสีระดับปานกลางนั้นในระยะยาวได้ตรวจพบโรคมะเร็งมากขึ้น แต่การระดับปริมาณรังสีต่ำๆ พบว่าเซลล์และเนื้อเยื่อในร่างกายฟื้นตัวได้

อ่านเพิ่มเติม
รับรังสีปริมาณเท่าไร ส่งผลต่อร่างกายขนาดไหน?