กัมมันตภาพรังสีหรือไอออไนซ์ส่งผลอย่างมากต่อสิ่งมีชีวิต ผู้คนได้รับรังสีอย่างต่อเนื่องในปริมาณเล็กน้อยซึ่งไม่ก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรงต่อสุขภาพ อย่างไรก็ตาม รังสีกัมมันตภาพรังสีที่แรงกว่าจะนำไปสู่การเจ็บป่วยที่รุนแรงและเป็นภัยต่อชีวิต ดังนั้นจึงได้มีการพัฒนาระบบพิเศษของสัมประสิทธิ์ในการวัดปริมาณรังสี
รังสีกัมมันตภาพรังสีคืออะไร
รังสีไอออไนซ์คือพลังงานที่ผลิตโดยอะตอมของสารกัมมันตรังสี แหล่งที่มาของรังสีคือ:
- กำเนิดจากธรรมชาติ - การสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี รังสีคอสมิก ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์
- ที่มนุษย์สร้างขึ้น - เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ระเบิดปรมาณู อุปกรณ์ทางการแพทย์ (เช่น เครื่องเอ็กซ์เรย์)
ประเภทของกัมมันตภาพรังสี
กัมมันตภาพรังสีมีสามประเภทตามแหล่งกำเนิด:
- ธรรมชาติ - มีอยู่ในธาตุกัมมันตภาพรังสีหนัก
- ประดิษฐ์ - สร้างขึ้นโดยเจตนาโดยมนุษย์ด้วยความช่วยเหลือของปฏิกิริยาการสลายตัวและฟิวชั่นของนิวเคลียสอะตอม
- ถูกเหนี่ยวนำ - สังเกตพบในสารที่ได้รับการฉายรังสีอย่างหนักและกลายเป็นแหล่งกำเนิดรังสีในตัวเอง
ประเภทของรังสี
รังสีไอออไนซ์มีสามประเภท: รังสีอัลฟา บีตา และรังสีแกมมา
รังสีอัลฟามีพลังทะลุทะลวงต่ำ คานเป็นกระแสของนิวเคลียสฮีเลียม เกราะป้องกันเกือบทุกชนิดสามารถป้องกันรังสีอัลฟาได้ ไม่ว่าจะเป็นเสื้อผ้า ผิวหนัง แผ่นกระดาษ ในกรณีนี้แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะได้รับรังสีอันตรายในกรณีนี้ หากคุณปฏิบัติตามข้อควรระวัง
รังสีเบต้าเป็นอันตรายต่อร่างกายมากกว่า ประกอบด้วยกระแสอิเล็กตรอน พลังการทะลุทะลวงของมันนั้นสูงกว่ารังสีอัลฟามาก การไหลของอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง ดังนั้นรังสีจึงสามารถผ่านเสื้อผ้าและผิวหนัง ทะลุร่างกาย และก่อให้เกิดความเสียหายต่อสุขภาพได้
รังสีแกมมาอันตรายที่สุด นี่คือการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้นมาก รังสีดังกล่าวมีพลังทะลุทะลวงมหาศาลและเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต หากปริมาณรังสีที่ถูกดูดกลืนเกินขีดจำกัดที่อนุญาต อาจนำไปสู่ความเจ็บป่วยร้ายแรงและถึงแก่ชีวิตได้
วัดแสงอย่างไร
ในการคำนวณระดับของรังสี ใช้แนวคิดของ "ปริมาณที่ดูดซึม" (D) นี่คืออัตราส่วนของพลังงานรังสีที่ดูดกลืน (E) ต่อมวลของวัตถุที่ถูกฉายรังสี (m) ค่านี้แสดงเป็นสองวิธี:
- ในสีเทา (Gy) - หนึ่งสีเทาเท่ากับปริมาณที่สสารหนึ่งกิโลกรัมคิดเป็นพลังงาน 1 J;
- ในเรินต์เกน (R) - ใช้สำหรับเอกซเรย์และรังสีแกมมา และมีค่าเท่ากับ 0.01 Gy.
ขนาด 100 R ทำให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพ ปริมาณที่ร้ายแรงคือ 500 R.
วัดระดับรังสีด้วยเครื่องวัดปริมาณรังสีพิเศษ
ปริมาณรังสีที่ดูดกลืนในขนาดเท่ากัน
ค่านี้ใช้ในการประเมินผลการทำลายของรังสีต่อร่างกาย เรียกอีกอย่างว่าปริมาณทางชีวภาพ ปริมาณที่เท่ากันจะแสดงด้วยตัวอักษร H และคำนวณโดยสูตร: H=D x k.
K - ปัจจัยด้านคุณภาพ ค่านี้อธิบายผลกระทบต่อร่างกายของรังสีไอออไนซ์ชนิดหนึ่ง (รังสีเอกซ์และแกมมา)
หน่วยของปริมาณรังสีที่เทียบเท่าเรียกว่าซีเวิร์ต (Sv) ชื่อนี้ตั้งขึ้นเพื่อเป็นเกียรติแก่นักรังสีวิทยา Rolf Sievert ผู้ศึกษาผลกระทบของรังสีต่อสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ยังใช้หน่วยมิลลิซีเวิร์ต (mSv) และไมโครซีเวอร์ต (µSv) ด้วย
แนวคิดที่สำคัญคืออัตราปริมาณรังสีเทียบเท่าของ H เป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นอัตราที่ปริมาณของ H สะสมในร่างกาย
ปริมาณใดที่ปลอดภัยต่อร่างกาย ? มีการพิสูจน์แล้วว่าปริมาณ H เทียบเท่าที่อนุญาต ซึ่งภายในกระบวนการทางพยาธิวิทยาในเนื้อเยื่อและเซลล์ไม่เกิดขึ้น คือ 0.5 Sv ปริมาณที่ทำให้ถึงตายเพียงครั้งเดียวคือ 6-7 Sv.
คนในช่วงชีวิตของเขาได้รับรังสีไมโครโดสจากแหล่งธรรมชาติและแหล่งเทียม โดยเฉลี่ยแล้ว ปริมาณรังสีที่ถูกดูดกลืนต่อปีคือ 2mSv.
อันตรายจากรังสีไอออไนซ์
จะเกิดอะไรขึ้นกับร่างกายเมื่อฉายรังสี? อันตรายหลักของการแผ่รังสีกัมมันตภาพรังสีคือผลกระทบของมันแทบจะไม่มีใครสังเกตเห็น รังสีไอออไนซ์ไม่ก่อให้เกิดความเจ็บปวด ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า และด้วยความช่วยเหลือจากประสาทสัมผัสอื่นๆ ดังนั้นคน ๆ หนึ่งอาจไม่รู้ด้วยซ้ำว่ากำลังได้รับรังสีอันตรายจนกว่าจะสายเกินไป
การเปิดรับแสงเพียงเล็กน้อยก็เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต การแผ่รังสีทำให้อะตอมและโมเลกุลแตกตัวเป็นไอออนในเซลล์ของร่างกาย กิจกรรมทางเคมีของเซลล์เปลี่ยนแปลงไป ส่งผลให้อวัยวะและเนื้อเยื่อเสียหายจากกัมมันตภาพรังสี การทำงานหยุดชะงัก
การแผ่รังสีส่วนใหญ่ส่งผลต่อเซลล์ที่แบ่งตัวอย่างรวดเร็ว ระบบไหลเวียนโลหิตและไขกระดูกเริ่มทรมานก่อน จากนั้นระบบย่อยอาหารและอวัยวะอื่นๆ
นอกจากนี้ การฉายรังสีมีผลเสียต่อยีนในโครโมโซม นำไปสู่โรคทางพันธุกรรมที่รุนแรงหรือความผิดปกติของระบบสืบพันธุ์ โรคที่พบบ่อยที่สุดคือโรคที่เรียกว่าการเจ็บป่วยจากรังสี
ในปริมาณรังสีที่เท่ากันสูง มันสามารถพัฒนาได้ในนาทีแรกและชั่วโมงแรกหลังการสัมผัส การเจ็บป่วยจากรังสีเฉียบพลันจะมีอาการร่วมด้วย เช่น คลื่นไส้ อาเจียน มีไข้ และเลือดออก
โรคนี้มักเป็นกรรมพันธุ์ ทายาทหลายคนของเหยื่อฮิโรชิมา นางาซากิ และอุบัติเหตุที่เชอร์โนบิลหลายคนยังคงรู้สึกถึงผลกระทบจากการเจ็บป่วยจากรังสี
ประโยชน์ของรังสีไอออไนซ์
กัมมันตภาพรังสีทำมากกว่าแค่ทำร้าย ภายใต้เงื่อนไขบางประการ คุณสามารถใช้ประโยชน์จากมันได้ ซึ่งมีการใช้งานอย่างแข็งขันในอุตสาหกรรมต่างๆ
การฉายรังสีปริมาณน้อยถูกนำมาใช้เป็นยารักษามะเร็ง เซลล์ในเนื้องอกที่ร้ายแรงถูกทำลายโดยรังสีไอออไนซ์ ดังนั้นการฉายรังสีจึงถูกนำมาใช้ในการรักษามะเร็ง นอกจากนี้ในทางการแพทย์ยังใช้การเตรียมพิเศษที่สร้างขึ้นจากสารกัมมันตภาพรังสี รังสีไอออไนซ์มีส่วนช่วยในการฆ่าเชื้ออุปกรณ์ทางการแพทย์
การใช้เครื่องเอ็กซ์เรย์เป็นสิ่งที่ประเมินค่ามิได้ในการวินิจฉัยโรคและกำหนดระดับของความเสียหาย
รังสีไอออไนซ์ใช้ในการผลิตเครื่องตรวจจับควัน คัดกรองสัมภาระที่สนามบิน และเพื่อทำให้เป็นไอออนในอากาศ
การฉายรังสียังใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น โลหะ อุตสาหกรรมเบา อุตสาหกรรมอาหาร อุตสาหกรรมก่อสร้าง เกษตรกรรม
ป้องกันรังสี
เมื่อทำงานกับแหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์ ต้องใช้มาตรการป้องกันเพื่อปกป้องร่างกายจากอันตราย
วิธีป้องกันตัวเองจากรังสีง่ายๆ แต่ได้ผลคือ ถอยห่างจากแหล่งกำเนิดรังสี ประการแรก รังสีจะถูกดูดกลืนในอากาศ และประการที่สอง เมื่อเคลื่อนที่ออกจากแหล่งกำเนิด ความเข้มของรังสีจะลดลงตามสัดส่วนของระยะกำลังสอง
ถ้าเอาออกจากต้นทางไม่ได้ ต้องใช้วิธีอื่นในการป้องกัน เสื้อผ้าที่ทำจากวัสดุพิเศษจะกลายเป็นอุปสรรคต่อเส้นทางรังสี
สารที่ดูดซับรังสีได้ดีคือตะกั่วและกราไฟท์
โดยสรุป เราสามารถสังเกตสิ่งต่อไปนี้
- รังสีกัมมันตภาพรังสีมีสามประเภท: รังสีอัลฟา เบต้า และแกมมา
- ความแรงของรังสีเปลี่ยนแปลงใน Greys และ Roentgens;
- หน่วยปริมาณเทียบเท่าคือ Sievert
การฉายรังสีส่งผลเสียอย่างใหญ่หลวงต่อร่างกาย แต่ในปริมาณที่กำหนดและเมื่อใช้อย่างถูกต้องก็จะเป็นประโยชน์ต่อมวลมนุษยชาติ