กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 10 นาที

การป้องกันรังสี

เปลี่ยนเส้นทางไปยังส่วนต่างๆ

การป้องกันรังสีหรือที่รู้จักกันในชื่อการป้องกันทางรังสีวิทยาได้รับการนิยามโดยองค์การพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (IAEA) ว่า

การป้องกันรังสี

เจ้าหน้าที่รังสีวิทยาในสงครามโลกครั้งที่ 1 สวมชุดป้องกันและหมวกนิรภัย

การป้องกันรังสีหรือที่รู้จักกันในชื่อการป้องกันทางรังสีวิทยาได้รับการนิยามโดยองค์การพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (IAEA) ว่า "การปกป้องผู้คนจากผลกระทบที่เป็นอันตรายจากการสัมผัสรังสีไอออนไนซ์และวิธีการเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้" [ 1 ]การสัมผัสรังสีอาจมาจากแหล่งกำเนิดรังสีภายนอกร่างกายมนุษย์ หรือเนื่องจากการได้รับรังสี ภายใน ร่างกาย อันเนื่องมาจากการรับประทานสารปนเปื้อนกัมมันตรังสี

รังสีไอออนไนซ์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมและการแพทย์ และอาจก่อให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพอย่างมากโดยทำให้เกิดความเสียหายในระดับจุลภาคต่อเนื้อเยื่อที่มีชีวิต ผลกระทบต่อสุขภาพจากรังสีไอออนไนซ์แบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก ในระดับการได้รับรังสีสูง จะก่อให้เกิดผลกระทบต่อ "เนื้อเยื่อ" หรือที่เรียกว่าผลกระทบแบบ "กำหนดได้" เนื่องจากความแน่นอนของการเกิดขึ้น โดยทั่วไปจะระบุด้วยหน่วยเกรย์และส่งผลให้เกิดกลุ่มอาการเฉียบพลันจากรังสี ส่วนในระดับการได้รับรังสีต่ำ อาจมีความเสี่ยงสูงขึ้นทางสถิติของการเกิดมะเร็งที่เกิดจากรังสีซึ่งเรียกว่าผลกระทบแบบ " สุ่ม " เนื่องจากความไม่แน่นอนของการเกิดขึ้น โดยทั่วไปจะระบุด้วยหน่วยซีเวอร์

หัวใจสำคัญของการป้องกันรังสีคือการหลีกเลี่ยงหรือลดปริมาณรังสีโดยใช้มาตรการป้องกันง่ายๆ เช่น เวลา ระยะห่าง และการป้องกัน ระยะเวลาการสัมผัสควรจำกัดให้น้อยที่สุดเท่าที่จำเป็น ระยะห่างจากแหล่งกำเนิดรังสีควรให้มากที่สุด และแหล่งกำเนิดรังสีหรือเป้าหมายควรได้รับการป้องกันทุกครั้งที่ทำได้ สำหรับการวัดปริมาณรังสีที่ร่างกายได้รับจากการทำงานหรือเหตุฉุกเฉิน จะใช้ เครื่องวัดปริมาณรังสีส่วนบุคคล สำหรับรังสีภายนอก และสำหรับปริมาณรังสีภายในที่เกิดจากการรับประทานสารปนเปื้อนกัมมันตรังสี จะใช้วิธีการตรวจวัดทางชีวภาพ

ในด้านการป้องกันรังสีและการประเมินปริมาณรังสีคณะกรรมการระหว่างประเทศว่าด้วยการป้องกันรังสี (ICRP) และคณะกรรมการระหว่างประเทศว่าด้วยหน่วยวัดรังสี (ICRU) ได้เผยแพร่คำแนะนำและข้อมูลที่ใช้ในการคำนวณผลกระทบทางชีวภาพต่อร่างกายมนุษย์จากระดับรังสีต่างๆ และให้คำแนะนำเกี่ยวกับขีดจำกัดปริมาณรังสีที่ยอมรับได้

หลักการ

ความสัมพันธ์เชิงนโยบายระหว่างประเทศด้านการป้องกันรังสี โดยทั่วไปแล้ว องค์กรระหว่างประเทศว่าด้วยการป้องกันรังสี (ICRP) ได้รับการยอมรับจากหน่วยงานกำกับดูแลว่าเป็นหน่วยงานระดับนานาชาติที่มีอำนาจในการกำหนดแนวปฏิบัติที่ดี
ปริมาณรังสีภายนอกที่ใช้ในการป้องกันรังสีและการวัดปริมาณรังสี - อ้างอิงจากรายงาน ICRU ฉบับที่ 57
กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างกัมมันตภาพรังสีและรังสีไอออนที่ตรวจพบ

ICRP แนะนำ พัฒนา และบำรุงรักษาระบบการป้องกันรังสีระหว่างประเทศ โดยอาศัยการประเมินงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์จำนวนมากที่มีอยู่เพื่อเทียบความเสี่ยงกับระดับปริมาณรังสีที่ได้รับ วัตถุประสงค์ด้านสุขภาพของระบบนี้คือ "การจัดการและควบคุมการได้รับรังสีไอออนเพื่อป้องกันผลกระทบแบบกำหนดได้ และลดความเสี่ยงของผลกระทบแบบสุ่มให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้" [ 2 ]

ข้อแนะนำของ ICRP จะถูกส่งต่อไปยังหน่วยงานกำกับดูแลระดับชาติและระดับภูมิภาค ซึ่งมีโอกาสที่จะนำไปปรับใช้ในกฎหมายของตนเอง กระบวนการนี้แสดงไว้ในแผนภาพบล็อกที่แนบมาด้วย ในประเทศส่วนใหญ่ หน่วยงานกำกับดูแลระดับชาติจะทำงานเพื่อสร้างความมั่นใจว่าสภาพแวดล้อมด้านรังสีในสังคมมีความปลอดภัย โดยการกำหนดข้อกำหนดการจำกัดปริมาณรังสี ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะอิงตามข้อแนะนำของ ICRP

สถานการณ์การสัมผัส

ICRP รับรองสถานการณ์การสัมผัสที่วางแผนไว้ สถานการณ์ฉุกเฉิน และสถานการณ์การสัมผัสที่มีอยู่ ดังที่อธิบายไว้ด้านล่าง[ 3 ]

  • การสัมผัสตามแผน – นิยามว่า “...ในกรณีที่สามารถวางแผนการป้องกันรังสีล่วงหน้าได้ก่อนที่จะมีการสัมผัส และในกรณีที่ขนาดและขอบเขตของการสัมผัสสามารถคาดการณ์ได้อย่างสมเหตุสมผล” [ 4 ]เช่น ในสถานการณ์การสัมผัสในที่ทำงาน ซึ่งจำเป็นที่บุคลากรจะต้องทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีรังสีที่ทราบ
  • การสัมผัสฉุกเฉิน – นิยามว่า “.....สถานการณ์ที่ไม่คาดคิดซึ่งอาจต้องใช้มาตรการป้องกันอย่างรวดเร็ว” [ 5 ]เช่น เหตุการณ์นิวเคลียร์ฉุกเฉิน
  • การสัมผัสที่มีอยู่ – นิยามว่า “...คือการสัมผัสที่มีอยู่แล้วเมื่อต้องตัดสินใจเกี่ยวกับการควบคุม” [ 6 ]สิ่งเหล่านี้อาจเป็นเช่นจากวัสดุกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ (ยูเรเนียม ธอร์เรียม ฯลฯ)ที่มีอยู่ในสิ่งแวดล้อม

การควบคุมการดูดซึมยา

ICRP ใช้หลักการโดยรวมต่อไปนี้สำหรับสถานการณ์การสัมผัสที่ควบคุมได้ทั้งหมด[ 7 ]

  • เหตุผลสนับสนุน:ไม่อนุญาตให้ใช้รังสีโดยไม่จำเป็น ซึ่งหมายความว่าข้อดีต้องมีมากกว่าข้อเสีย
  • ข้อจำกัด:แต่ละบุคคลจะต้องได้รับการปกป้องจากความเสี่ยงที่สูงเกินไป โดยการกำหนดขีดจำกัดปริมาณรังสีเฉพาะบุคคล
  • การเพิ่มประสิทธิภาพ:กระบวนการนี้มีจุดประสงค์เพื่อนำไปใช้กับสถานการณ์ที่ได้รับการพิจารณาแล้วว่ามีความเหมาะสม หมายความว่า "โอกาสที่จะได้รับสารอันตราย จำนวนผู้ที่ได้รับสารอันตราย และขนาดของปริมาณสารอันตรายที่แต่ละบุคคลได้รับ" ควรถูกควบคุมให้อยู่ในระดับต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ (หรือปฏิบัติได้จริง) หรือที่รู้จักกันในชื่อALARAหรือ ALARP โดยคำนึงถึงปัจจัยทางเศรษฐกิจและสังคมด้วย

ปัจจัยในการดูดซึมปริมาณรังสีจากภายนอก

มีปัจจัยสามประการที่ควบคุมปริมาณหรือขนาดรังสีที่ได้รับจากแหล่งกำเนิด การได้รับรังสีสามารถจัดการได้โดยการผสมผสานปัจจัยเหล่านี้:

  1. เวลา : การลดระยะเวลาในการสัมผัสรังสีจะช่วยลดปริมาณรังสีที่ได้รับลงตามสัดส่วน ตัวอย่างของการลดปริมาณรังสีโดยการลดระยะเวลาในการสัมผัสรังสี อาจเป็นการปรับปรุงการฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงานเพื่อลดเวลาที่ใช้ในการจัดการแหล่งกำเนิดรังสี
  2. ระยะห่าง : การเพิ่มระยะห่างจะช่วยลดปริมาณรังสีเนื่องจากกฎกำลังสองผกผันระยะห่างอาจทำได้ง่ายๆ เช่น การใช้คีมคีบแทนนิ้วมือในการจับแหล่งกำเนิดรังสี ตัวอย่างเช่น หากเกิดปัญหาขึ้นระหว่างการตรวจด้วยฟลูออโรสโคปีให้ถอยห่างจากผู้ป่วยหากทำได้
  3. การป้องกัน : แหล่งกำเนิดรังสีสามารถป้องกันได้ด้วยวัสดุที่เป็นของแข็งหรือของเหลว ซึ่งดูดซับพลังงานของรังสี คำว่า 'เกราะชีวภาพ' ใช้สำหรับวัสดุดูดซับที่วางไว้รอบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์หรือแหล่งกำเนิดรังสีอื่น ๆ เพื่อลดรังสีให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัยสำหรับมนุษย์ วัสดุป้องกัน ได้แก่ คอนกรีตและแผ่นตะกั่ว ซึ่งมีความหนา 0.25 มม. สำหรับรังสีทุติยภูมิ และ 0.5 มม. สำหรับรังสีปฐมภูมิ[ 8 ]

การดูดซึมยาภายใน

ตู้ปลอดอนุภาคขนาดใหญ่ในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ใช้สำหรับกักเก็บอนุภาคกัมมันตรังสีในอากาศ

ปริมาณรังสีภายในร่างกายที่เกิดจากการสูดดมหรือรับประทานสารกัมมันตรังสี อาจส่งผลให้เกิดผลกระทบแบบสุ่มหรือแบบกำหนดได้ ขึ้นอยู่กับปริมาณของสารกัมมันตรังสีที่รับประทานเข้าไปและปัจจัย ทางชีวกลศาสตร์ อื่นๆ

ความเสี่ยงจากแหล่งกำเนิดภายในระดับต่ำแสดงด้วยปริมาณรังสีสะสมซึ่งมีความเสี่ยงเท่ากับปริมาณรังสีประสิทธิผล ภายนอก ใน ปริมาณเดียวกัน

การได้รับสารกัมมันตรังสีเข้าสู่ร่างกายสามารถเกิดขึ้นได้ 4 ช่องทาง:

  • การสูดดมสารปนเปื้อนในอากาศ เช่น ก๊าซ เรดอนและอนุภาคกัมมันตรังสี
  • การบริโภคสารกัมมันตรังสีปนเปื้อนในอาหารหรือของเหลว
  • การดูดซึมไอระเหย เช่นทริเทียมออกไซด์ ผ่านทางผิวหนัง
  • การฉีดสารกัมมันตรังสีทางการแพทย์ เช่นเทคนีเซียม-99m

อันตรายจากการทำงานจากอนุภาคกัมมันตรังสีในอากาศในงานด้านนิวเคลียร์และเคมีรังสีลดลงอย่างมากด้วยการใช้กล่องถุงมือ อย่างแพร่หลาย เพื่อกักเก็บวัสดุดังกล่าว เพื่อป้องกันการสูดดมอนุภาคกัมมันตรังสีในอากาศโดยรอบ จึง ต้องสวม หน้ากากป้องกันระบบทางเดินหายใจที่มีตัวกรองอนุภาค

เพื่อตรวจสอบความเข้มข้นของอนุภาคกัมมันตรังสีในอากาศโดยรอบ เครื่องมือ ตรวจสอบอนุภาคกัมมันตรังสีจะวัดความเข้มข้นหรือการปรากฏของวัสดุในอากาศ

สำหรับสารกัมมันตรังสีที่ปนเปื้อนในอาหารและเครื่องดื่ม จะใช้วิธีการวิเคราะห์ทางรังสีวิทยาโดยห้องปฏิบัติการเฉพาะทางเพื่อวัดความเข้มข้นของสารดังกล่าว

ปริมาณรังสีต่างๆ ในหน่วยซีเวอร์ต ซึ่งมีตั้งแต่ระดับที่ไม่มีผลกระทบเลยจนถึงระดับที่เป็นอันตรายถึงชีวิต
การเปรียบเทียบปริมาณรังสีที่ได้รับจากกิจกรรมในชีวิตประจำวัน

ICRP แนะนำขีดจำกัดการรับปริมาณรังสีจำนวนหนึ่งในตารางที่ 8 ของรายงาน ICRP 103 ขีดจำกัดเหล่านี้เป็น "ตามสถานการณ์" สำหรับสถานการณ์ที่วางแผนไว้ สถานการณ์ฉุกเฉิน และสถานการณ์ที่มีอยู่ ภายในสถานการณ์เหล่านี้ จะมีการกำหนดขีดจำกัดสำหรับกลุ่มผู้สัมผัสบางกลุ่ม[ 9 ]

  • การสัมผัสตามแผน – ขีดจำกัดที่กำหนดสำหรับการสัมผัสในที่ทำงาน ทางการแพทย์ และสาธารณะ ขีดจำกัดการสัมผัสในที่ทำงานของปริมาณรังสีที่มีประสิทธิภาพคือ 20 มิลลิซีเวอร์ต่อปี โดยเฉลี่ยในช่วงเวลาที่กำหนด 5 ปี โดยไม่มีปีใดเกิน 50 มิลลิซีเวอร์ ขีดจำกัดการสัมผัสของสาธารณะคือ 1 มิลลิซีเวอร์ต่อปี[ 10 ]
  • การสัมผัสในกรณีฉุกเฉิน – ขีดจำกัดที่กำหนดไว้สำหรับการสัมผัสในสถานที่ทำงานและในที่สาธารณะ
  • ระดับการสัมผัสในปัจจุบัน – ระดับอ้างอิงสำหรับผู้ที่สัมผัสทั้งหมด

แผนภูมิแสดงปริมาณรังสีสำหรับข้อมูลสาธารณะของกระทรวงพลังงานสหรัฐอเมริกา ซึ่งแสดงอยู่ทางด้านขวามือนี้ เป็นไปตามข้อกำหนดของสหรัฐอเมริกา ซึ่งอิงตามคำแนะนำของ ICRP โปรดสังเกตว่าตัวอย่างในบรรทัดที่ 1 ถึง 4 แสดงมาตราส่วนของอัตราปริมาณรังสี (รังสีต่อหน่วยเวลา) ในขณะที่บรรทัดที่ 5 และ 6 แสดงมาตราส่วนของปริมาณรังสีสะสมทั้งหมด

อลาปและอลารา

ALARPเป็นคำย่อของหลักการสำคัญในการสัมผัสรังสีและความเสี่ยงด้านสุขภาพจากการทำงานอื่นๆ และในสหราชอาณาจักรหมายถึง As Low As Reasonably Practicable (ต่ำที่สุดเท่าที่จะทำได้) [ 11 ]จุดมุ่งหมายคือการลดความเสี่ยงจากการสัมผัสรังสีหรืออันตรายอื่นๆ โดยคำนึงถึงว่าการสัมผัสบางอย่างอาจยอมรับได้เพื่อให้งานที่กำลังดำเนินการอยู่สำเร็จลุล่วง คำว่าALARAซึ่งหมายถึง As Low As Reasonably Achievable (ต่ำที่สุดเท่าที่จะทำได้) มักใช้กันทั่วไปนอกสหราชอาณาจักร

การประนีประนอมนี้เห็นได้ชัดเจนในสาขารังสีวิทยาการใช้รังสีสามารถช่วยผู้ป่วยได้โดยการให้แพทย์และผู้เชี่ยวชาญด้านสุขภาพอื่นๆ ในการวินิจฉัยโรค แต่ปริมาณรังสีที่ผู้ป่วยได้รับควรอยู่ในระดับต่ำพอสมควร เพื่อให้โอกาสทางสถิติของการเกิดมะเร็งหรือมะเร็งเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน (ผลกระทบแบบสุ่ม) อยู่ต่ำกว่าระดับที่ยอมรับได้ และเพื่อกำจัดผลกระทบแบบกำหนดได้ (เช่น ผิวแดงหรือต้อกระจก) ระดับการเกิดผลกระทบแบบสุ่มที่ยอมรับได้นั้น ถือว่าเท่ากับความเสี่ยงในการทำงานกับรังสีประเภทอื่นๆ ที่โดยทั่วไปถือว่าปลอดภัย

นโยบายนี้ตั้งอยู่บนหลักการที่ว่า การได้รับรังสีในปริมาณใด ๆ ก็ตาม ไม่ว่าจะน้อยเพียงใด ก็สามารถเพิ่มโอกาสที่จะเกิดผลกระทบทางชีวภาพในทางลบ เช่นมะเร็งได้ นอกจากนี้ยังตั้งอยู่บนหลักการที่ว่า ความน่าจะเป็นของการเกิดผลกระทบในทางลบจากการได้รับรังสีจะเพิ่มขึ้นตามปริมาณรังสีสะสมตลอดชีวิต แนวคิดเหล่านี้ถูกนำมารวมกันเพื่อสร้างแบบ จำลองเชิงเส้นแบบไม่มีเกณฑ์ (linear no-threshold model)ซึ่งกล่าวว่า ไม่มีเกณฑ์ใดที่จะทำให้ความถี่ของการเกิดผลกระทบแบบสุ่มเพิ่มขึ้นตามปริมาณรังสีที่เพิ่มขึ้น ในขณะเดียวกัน การถ่ายภาพรังสีและการปฏิบัติทางการแพทย์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการใช้รังสีไอออนก็มีประโยชน์ ดังนั้นการลดการได้รับรังสีอาจลดประสิทธิภาพของการปฏิบัติทางการแพทย์ได้ ต้นทุนทางเศรษฐกิจ เช่น การเพิ่มสิ่งกีดขวางรังสี ก็ต้องนำมาพิจารณาด้วยเมื่อนำหลักการ ALARP มาใช้การตรวจเอกซเรย์คอมพิวเตอร์หรือที่รู้จักกันดีในชื่อCT สแกนหรือ CAT สแกน ได้สร้างคุณูปการอย่างมหาศาลต่อวงการแพทย์ แต่ก็ไม่ใช่ว่าจะไม่มีความเสี่ยง รังสีไอออนที่ใช้ในการ CT สแกนอาจนำไปสู่มะเร็งที่เกิดจากรังสีได้[ 12 ]อายุเป็นปัจจัยสำคัญในความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการสแกน CT [ 13 ]และในขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับเด็กและระบบที่ไม่ต้องการการถ่ายภาพอย่างกว้างขวาง จะใช้ปริมาณรังสีที่ต่ำกว่า[ 14 ]

เครื่องวัดปริมาณรังสีส่วนบุคคล

เครื่องวัดปริมาณรังสีเป็นเครื่องมือวัดปริมาณรังสีส่วนบุคคลที่สำคัญ ผู้ที่ได้รับการตรวจวัดจะสวมใส่เครื่องมือนี้ และใช้เพื่อประเมินปริมาณรังสีภายนอกที่สะสมในตัวบุคคลนั้น เครื่องมือนี้ใช้ได้กับรังสีแกมมา รังสีเอ็กซ์ รังสีเบตา และรังสีที่มีอำนาจทะลุทะลวงสูงอื่นๆ แต่ไม่ใช้กับรังสีที่มีอำนาจทะลุทะลวงต่ำ เช่น อนุภาคอัลฟา ในอดีต จะใช้แผ่นฟิล์มวัดปริมาณรังสีสำหรับการตรวจวัดระยะยาว และเครื่องวัดปริมาณรังสีแบบใยแก้วควอตซ์สำหรับการตรวจวัดระยะสั้น อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันเครื่องมือเหล่านี้ถูกแทนที่ด้วยเครื่องวัดปริมาณรังสีแบบเทอร์โมลูมิเนสเซนต์ (TLD) และเครื่องวัดปริมาณรังสีอิเล็กทรอนิกส์เป็นส่วนใหญ่ เครื่องวัดปริมาณรังสีอิเล็กทรอนิกส์สามารถส่งสัญญาณเตือนได้หากปริมาณรังสีถึงเกณฑ์ที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ทำให้สามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยในระดับรังสีที่สูงขึ้น ซึ่งจำเป็นต้องตรวจสอบปริมาณรังสีที่ได้รับอย่างต่อเนื่อง

ผู้ปฏิบัติงานที่สัมผัสกับรังสี เช่นนักรังสีวิทยา พนักงาน โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แพทย์ที่ใช้รังสีรักษา ผู้ที่ทำงานในห้องปฏิบัติการที่ใช้สารกัมมันตรังสีและ ทีมงานจัดการสาร อันตรายจำเป็นต้องสวมเครื่องวัดปริมาณรังสี เพื่อบันทึกปริมาณรังสีที่ได้รับจากการทำงาน อุปกรณ์ดังกล่าวโดยทั่วไปเรียกว่า "เครื่องวัดปริมาณรังสีที่ถูกต้องตามกฎหมาย" หากได้รับการอนุมัติให้ใช้ในการบันทึกปริมาณรังสีที่บุคคลได้รับเพื่อวัตถุประสงค์ด้านกฎระเบียบ

เครื่องวัดปริมาณรังสีสามารถสวมใส่เพื่อวัดปริมาณรังสีทั่วร่างกายได้ และยังมีชนิดพิเศษที่สามารถสวมใส่ที่นิ้วหรือหนีบกับอุปกรณ์สวมศีรษะ เพื่อวัดปริมาณรังสีเฉพาะที่ของร่างกายสำหรับกิจกรรมเฉพาะต่างๆ ได้อีกด้วย

เครื่องวัดปริมาณรังสีแบบสวมใส่ที่ใช้กันทั่วไปสำหรับรังสีไอออนไนซ์ ได้แก่: [ 15 ] [ 16 ]

การป้องกันรังสี

แผนภาพแสดงรังสีไอออนไนซ์ รูปแบบต่างๆ และวัสดุที่ใช้ในการหยุดหรือลดรังสีประเภทนั้นๆ
กราฟแสดงค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนรวมของตะกั่ว (เลขอะตอม 82) สำหรับรังสีแกมมา เทียบกับพลังงานของรังสีแกมมา และส่วนประกอบของปรากฏการณ์ทั้งสาม โดยที่ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกมีบทบาทเด่นที่พลังงานต่ำ ส่วนที่พลังงานสูงกว่า 5 MeV ปรากฏการณ์การสร้างคู่เริ่มมีบทบาทเด่นขึ้น
ปราสาทตะกั่วที่สร้างขึ้นเพื่อป้องกันตัวอย่างกัมมันตรังสีในห้องปฏิบัติการ ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของ การป้องกัน ด้วยตะกั่ว

รังสีไอออนไนซ์ชนิดต่างๆมีปฏิสัมพันธ์กับวัสดุป้องกันรังสีในรูปแบบที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงต้องใช้เทคนิคการป้องกันรังสีที่แตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับการใช้งาน ชนิด และพลังงานของรังสี

การป้องกันรังสีช่วยลดความเข้มของรังสี โดยความเข้มจะเพิ่มขึ้นตามความหนา ปริมาณรังสีจะลดลงแบบทวีคูณตามความหนาของวัสดุที่ใช้ป้องกัน โดยทั่วไปแล้ว ค่าการป้องกันของวัสดุจะระบุด้วยพารามิเตอร์ที่เรียกว่า " ชั้นครึ่งค่า " กล่าวคือ ความหนาที่จำเป็นในการลดปริมาณรังสีลงครึ่งหนึ่ง สำหรับรังสีชนิดใด (เช่น α, β หรือ γ) และพลังงานใด ตัวอย่างเช่น เกราะป้องกันที่ใช้งานได้จริงในที่หลบภัยจากกัมมันตรังสีที่มีดินอัดแน่นสิบชั้น แต่ละชั้นมีความหนาเท่ากับชั้นครึ่งค่าของวัสดุสำหรับรังสีนั้น จะลดปริมาณรังสีลงเหลือ 1/10²⁴ ของความเข้มเดิม (เช่น 2⁻¹⁰ )วัสดุเกือบทุกชนิดสามารถให้การป้องกันรังสีที่เพียงพอได้หากใช้ในความหนาที่เพียงพอ

โดยทั่วไป ประสิทธิภาพของวัสดุป้องกันรังสีจะเพิ่มขึ้นตามเลขอะตอม ( Z ) ยกเว้นการป้องกันนิวตรอน ซึ่งสามารถป้องกันได้ง่ายกว่าโดยสาร ดูดซับ และสารลดความเร็วของนิวตรอนเช่น สารประกอบของโบรอน ( เช่นกรดบอริก ) แคดเมียมคาร์บอนและไฮโดรเจน

แผ่นป้องกันแบบไล่ ระดับZเป็นแผ่นลามิเนตของวัสดุหลายชนิดที่มี ค่า Z ( เลขอะตอม ) ต่างกัน ออกแบบมาเพื่อป้องกันรังสีไอออนไนซ์ ประเภทต่างๆ เมื่อเปรียบเทียบกับแผ่นป้องกันแบบวัสดุเดียวพบว่าแผ่นป้องกัน แบบไล่ระดับ Z ที่มีมวลเท่ากันสามารถลดการทะลุผ่านของอิเล็กตรอนได้มากกว่า 60% [ 17 ]โดยทั่วไปจะใช้ในเครื่องตรวจจับอนุภาคบนดาวเทียม ซึ่งมีข้อดีหลายประการ:

  • การป้องกันความเสียหายจากรังสี
  • ลดสัญญาณรบกวนพื้นหลังสำหรับตัวตรวจจับ
  • มีมวลน้อยกว่าเมื่อเทียบกับการป้องกันด้วยวัสดุชนิดเดียว

การออกแบบมีความหลากหลาย แต่โดยทั่วไปจะเกี่ยวข้องกับการไล่ระดับจากธาตุที่มีค่า Z สูง(โดยปกติคือแทนทาลัม) ผ่านธาตุที่มีค่า Z ต่ำลงเรื่อยๆ เช่น ดีบุก เหล็กและทองแดงโดยมักจะสิ้นสุดที่อะลูมิเนียมบางครั้งอาจใช้วัสดุที่เบากว่า เช่นโพลีโพรพีลีนหรือโบรอนคาร์ไบด์[ 18 ] [ 19 ]

ในเกราะป้องกันแบบไล่ระดับค่าZ ทั่วไป ชั้นที่มีค่า Zสูงจะกระจายโปรตอนและอิเล็กตรอนได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ยังดูดซับรังสีแกมมาซึ่งก่อให้เกิดการเรืองแสงของรังสีเอ็กซ์ชั้นถัดไปแต่ละชั้นจะดูดซับการเรืองแสงของรังสีเอ็กซ์จากวัสดุชั้นก่อนหน้า จนในที่สุดพลังงานจะลดลงสู่ระดับที่เหมาะสม การลดลงของพลังงานแต่ละครั้งจะก่อให้เกิด อิเล็กตรอน เบร็มส์สตรัลลุงและออเกอร์ซึ่งต่ำกว่าเกณฑ์พลังงานของตัวตรวจจับ การออกแบบบางแบบยังรวมถึงชั้นนอกสุดที่เป็นอะลูมิเนียม ซึ่งอาจเป็นเพียงผิวของดาวเทียม ประสิทธิภาพของวัสดุในฐานะเกราะป้องกันทางชีวภาพนั้นสัมพันธ์กับ พื้นที่ หน้าตัดสำหรับการกระจายและการดูดซับและโดยประมาณแล้วจะเป็นสัดส่วนกับมวลรวมของวัสดุต่อหน่วยพื้นที่ที่ขวางกั้นตามแนวสายตาระหว่างแหล่งกำเนิดรังสีและบริเวณที่จะได้รับการป้องกัน ดังนั้น ความแข็งแรงหรือ "ความหนา" ของเกราะป้องกันจึงวัดตามหน่วย g/cm² รังสีที่สามารถทะลุผ่านได้จะลดลงแบบเอกซ์โปเนนเชียลตามความหนาของเกราะป้องกัน ใน ห้อง ปฏิบัติการเอ็กซ์เรย์ผนังรอบห้องที่มีเครื่องกำเนิดรังสีเอ็กซ์อาจมีวัสดุป้องกันรังสีตะกั่วเช่น แผ่นตะกั่ว หรือปูนปลาสเตอร์อาจมีส่วนผสมของแบเรียมซัลเฟตผู้ปฏิบัติงานจะมองเป้าหมายผ่าน ฉากกั้น กระจกตะกั่วหรือหากจำเป็นต้องอยู่ในห้องเดียวกับเป้าหมาย ก็ต้องสวมผ้า กันเปื้อนตะกั่ว

รังสีอนุภาค

การแผ่รังสีอนุภาคประกอบด้วยกระแสของอนุภาคที่มีประจุหรือไม่มีประจุ ทั้งไอออนที่มีประจุและอนุภาคพื้นฐานระดับอะตอม ซึ่งรวมถึงลม สุริยะรังสีคอสมิกและลักซ์นิวตรอนในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า

รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าประกอบด้วยการปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งคุณสมบัติของคลื่นเหล่านั้นขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น

  • รังสีเอ็กซ์และรังสีแกมมาจะถูกดูดซับได้ดีที่สุดโดยอะตอมที่มีนิวเคลียส หนัก ยิ่งนิวเคลียสหนักมากเท่าไร การดูดซับก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ในการใช้งานพิเศษบางอย่างจะใช้ยูเรเนียมหรือทอเรียม ที่ลดปริมาณลง [ 21 ] แต่ ตะกั่วเป็นที่นิยมมากกว่ามากมักต้องใช้ความหนา หลาย เซนติเมตรแบเรียมซัลเฟตก็ใช้ในการใช้งานบางอย่างเช่นกัน อย่างไรก็ตาม เมื่อต้นทุนเป็นสิ่งสำคัญ วัสดุเกือบทุกชนิดสามารถนำมาใช้ได้ แต่ต้องมีความหนามากกว่ามาก เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ส่วนใหญ่ใช้แผ่นคอนกรีตหนาเพื่อสร้างเกราะป้องกันทางชีวภาพ โดยมีชั้นตะกั่วบางๆ ที่ระบายความร้อนด้วยน้ำอยู่ด้านในเพื่อป้องกันคอนกรีตที่มีรูพรุนจากสารหล่อเย็นภายใน คอนกรีตยังทำด้วยมวลรวมหนัก เช่นแบไรต์หรือแมกเนไทต์เพื่อช่วยเสริมคุณสมบัติการป้องกันของคอนกรีต รังสีแกมมาจะถูกดูดซับได้ดีกว่าโดยวัสดุที่มีเลขอะตอมสูงและความหนาแน่นสูง แม้ว่าผลกระทบทั้งสองอย่างจะไม่สำคัญเมื่อเทียบกับมวลรวมต่อพื้นที่ในเส้นทางของรังสีแกมมา
  • รังสี อัลตราไวโอเลต (UV) เป็นรังสีที่ก่อให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนในช่วงความยาวคลื่นที่สั้นที่สุด แต่ไม่สามารถทะลุทะลวงได้ ดังนั้นจึงสามารถป้องกันได้ด้วยวัสดุบางๆ ที่ทึบแสง เช่นครีมกันแดดเสื้อผ้า และแว่นตาป้องกัน การป้องกันรังสี UV นั้นง่ายกว่าการป้องกันรังสีรูปแบบอื่นๆ ที่กล่าวมาข้างต้น จึงมักถูกพิจารณาแยกต่างหาก

ในบางกรณี การป้องกันที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้สถานการณ์แย่ลงได้ เมื่อรังสีทำปฏิกิริยากับวัสดุป้องกันและสร้างรังสีทุติยภูมิที่ร่างกายดูดซึมได้ง่ายกว่า ตัวอย่างเช่น แม้ว่าวัสดุที่มีเลขอะตอมสูงจะมีประสิทธิภาพมากในการป้องกันโฟ ตอน แต่การนำมาใช้ป้องกันอนุภาคเบตาอาจทำให้ร่างกายได้รับรังสีมากขึ้นเนื่องจากการเกิดรังสีเอกซ์เบร็มส์ตรัลลิง ดังนั้นจึงแนะนำให้ใช้วัสดุที่มีเลขอะตอมต่ำ นอกจากนี้ การใช้วัสดุที่มีค่าภาคตัดขวางการกระตุ้นนิวตรอน สูง ในการป้องกันนิวตรอนจะทำให้วัสดุป้องกันนั้นกลายเป็นกัมมันตรังสีและอันตรายกว่าเดิมหากไม่มีการป้องกัน

อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล

อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (PPE) ประกอบด้วยเสื้อผ้าและอุปกรณ์เสริมทั้งหมดที่สามารถสวมใส่เพื่อป้องกันการเจ็บป่วยและการบาดเจ็บรุนแรงอันเป็นผลมาจากการสัมผัสกับวัสดุกัมมันตรังสี ซึ่งรวมถึง SR100 (ป้องกันได้ 1 ชั่วโมง) และ SR200 (ป้องกันได้ 2 ชั่วโมง) เนื่องจากรังสีสามารถส่งผลกระทบต่อมนุษย์ผ่านการปนเปื้อนภายในและภายนอก จึงมีการพัฒนากลยุทธ์การป้องกันต่างๆ เพื่อปกป้องมนุษย์จากผลกระทบที่เป็นอันตรายของการสัมผัสรังสีจากแหล่งต่างๆ[ 22 ]กลยุทธ์บางส่วนที่พัฒนาขึ้นเพื่อป้องกันรังสีภายใน ภายนอก และรังสีพลังงานสูงมีรายละเอียดดังต่อไปนี้

อุปกรณ์ป้องกันการปนเปื้อนภายใน

อุปกรณ์ป้องกันการปนเปื้อนภายในร่างกายช่วยป้องกันการสูดดมและการกลืนกินสารกัมมันตรังสี การสะสมของสารกัมมันตรังสีภายในร่างกายส่งผลให้เกิดการสัมผัสรังสีโดยตรงต่ออวัยวะและเนื้อเยื่อภายในร่างกาย อุปกรณ์ป้องกันระบบทางเดินหายใจที่อธิบายไว้ด้านล่างนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อลดโอกาสที่สารดังกล่าวจะถูกสูดดมหรือกลืนกินเข้าไปในขณะที่เจ้าหน้าที่กู้ภัยต้องปฏิบัติงานในสภาพแวดล้อมที่มีกัมมันตรังสี

หน้ากากกรองอากาศแบบใช้ซ้ำได้ (APR)

  • อุปกรณ์ปิดปากและจมูกแบบยืดหยุ่นได้
  • ประกอบด้วยแผ่นกรอง ตลับกรอง และกระป๋องกรอง เพื่อเพิ่มการปกป้องและประสิทธิภาพการกรองที่ดีขึ้น

เครื่องช่วยหายใจแบบใช้พลังงานไฟฟ้า (PAPR)

  • พัดลมที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่จะผลักสิ่งสกปรกผ่านตัวกรองอากาศ
  • อากาศบริสุทธิ์ถูกส่งไปยังอุปกรณ์ป้องกันใบหน้าภายใต้แรงดันบวก

เครื่องช่วยหายใจแบบจ่ายอากาศ (SAR)

  • อากาศอัดถูกส่งมาจากแหล่งจ่ายคงที่ไปยังหน้ากาก

เครื่องช่วยหายใจฉุกเฉิน

  • ช่วยปกป้องผู้สวมใส่จากการสูดดมก๊าซ ไอระเหย ควัน และฝุ่นละอองที่เป็นอันตราย
  • สามารถออกแบบให้เป็นเครื่องช่วยหายใจฉุกเฉินแบบกรองอากาศ (APER) หรือเครื่องช่วยหายใจแบบพกพา (SCBA) ได้
  • เครื่องช่วยหายใจฉุกเฉินแบบ SCBA มีแหล่งจ่ายอากาศหายใจและฮู้ดที่ช่วยป้องกันอากาศภายนอกที่ปนเปื้อน

อุปกรณ์ช่วยหายใจแบบพกพา (SCBA)

  • ส่งอากาศอัดแห้งบริสุทธิ์สูงไปยังหน้ากากแบบเต็มหน้าผ่านทางท่อ
  • อากาศถูกหายใจออกสู่สิ่งแวดล้อม
  • สวมใส่เมื่อเข้าสู่สภาพแวดล้อมที่เป็นอันตรายต่อชีวิตและสุขภาพอย่างร้ายแรง (IDLH) หรือเมื่อมีข้อมูลไม่เพียงพอที่จะตัดความเป็นไปได้ของบรรยากาศ IDLH ออกไป

อุปกรณ์ป้องกันการปนเปื้อนจากภายนอก

อุปกรณ์ป้องกันการปนเปื้อนภายนอกทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันไม่ให้สารกัมมันตรังสีตกค้างบนร่างกายหรือเสื้อผ้า อุปกรณ์ป้องกันผิวหนังที่อธิบายไว้ด้านล่างนี้ ทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันไม่ให้สารกัมมันตรังสีสัมผัสกับผิวหนังโดยตรง แต่ไม่สามารถป้องกันรังสีพลังงานสูงที่ทะลุผ่านจากภายนอกได้

ชุดชั้นในกันสารเคมี

  • ชุดป้องกันแบบโปร่ง—ปกป้องผิวหนังจากละอองลอย อนุภาคแห้ง และของเหลวที่ไม่เป็นอันตราย
  • ชุดป้องกันผิวแบบไม่มีรูพรุน ช่วยปกป้องผิวจาก:
    • ผงแห้งและของแข็ง
    • เชื้อโรคที่ติดต่อทางเลือดและอันตรายทางชีวภาพ
    • สารเคมีกระเด็นและละอองกรด/เบสอนินทรีย์
    • สารเคมีเหลวชนิดอ่อนๆ กระเด็นจากสารพิษและสารกัดกร่อน
    • สารเคมีและวัสดุอุตสาหกรรมที่เป็นพิษ

เทียบเท่าระดับ C: อุปกรณ์ป้องกันตัวในบังเกอร์

  • ชุดป้องกันสำหรับนักดับเพลิง
  • ทนไฟ/ทนน้ำ
  • หมวกกันน็อค ถุงมือ รองเท้า และหมวกคลุมศีรษะ

เทียบเท่าระดับ B: ชุดป้องกันแบบไม่กันแก๊ส

  • ออกแบบมาสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความเสี่ยงต่อสุขภาพโดยตรง แต่ไม่มีสารที่สามารถดูดซึมเข้าสู่ผิวหนังได้

เทียบเท่าระดับ A: ชุดป้องกันสารเคมีและไอระเหยแบบปิดมิดชิด

  • ออกแบบมาสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความเสี่ยงต่อสุขภาพในทันทีและมีสารที่สามารถดูดซึมเข้าสู่ผิวหนังได้

รังสีทะลุทะลวงจากภายนอก

มีหลายวิธีในการป้องกันการสัมผัสรังสีพลังงานต่ำ เช่นรังสีเอ็กซ์ พลังงาน ต่ำ อุปกรณ์ ป้องกันรังสีตะกั่วเช่น ผ้ากันเปื้อนตะกั่ว สามารถปกป้องผู้ป่วยและบุคลากรทางการแพทย์จากผลกระทบที่เป็นอันตรายของรังสีจากการตรวจร่างกายในชีวิตประจำวันได้ การปกป้องพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ของร่างกายจากรังสีในช่วงพลังงานต่ำนั้นเป็นไปได้ค่อนข้างมาก เนื่องจากใช้ปริมาณวัสดุป้องกันเพียงเล็กน้อยก็เพียงพอต่อการป้องกันแล้ว

การป้องกันร่างกายจากรังสีที่มีพลังงานสูง เช่นรังสีแกมมาทำได้ยากมาก เนื่องจากวัสดุที่ใช้ป้องกันร่างกายทั้งหมดจะมีมวลมาก ซึ่งจะทำให้การเคลื่อนไหวร่างกายแทบเป็นไปไม่ได้ ดังนั้น การป้องกันเฉพาะส่วนของร่างกาย โดยเฉพาะอวัยวะภายในที่ไวต่อรังสี จึงเป็นกลยุทธ์การป้องกันที่ได้ผลดีที่สุด

อันตรายโดยตรงจากการได้รับรังสีแกมมาพลังงานสูงในปริมาณมากคือกลุ่มอาการจากรังสีเฉียบพลัน (ARS) ซึ่งเป็นผลมาจากการทำลายไขกระดูกอย่างถาวร แนวคิดของการป้องกันแบบเลือกเฉพาะส่วนนั้นอิงอยู่กับศักยภาพในการสร้างใหม่ของเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดที่พบในไขกระดูก คุณสมบัติในการสร้างใหม่ของเซลล์ต้นกำเนิดทำให้จำเป็นต้องปกป้องไขกระดูกเพียงพอต่อการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดที่ไม่ได้รับผลกระทบขึ้นใหม่ในร่างกายหลังจากการได้รับรังสีเท่านั้น ซึ่งเป็นแนวคิดที่คล้ายคลึงกับที่ใช้ในการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือด (HSCT) ซึ่งเป็นการรักษาที่ใช้กันทั่วไปสำหรับผู้ป่วยโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาว ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์นี้ทำให้สามารถพัฒนาอุปกรณ์ป้องกันชนิดใหม่ที่มีน้ำหนักเบาซึ่งสามารถป้องกันไขกระดูกในปริมาณมากเพื่อชะลอการเกิดกลุ่มอาการจากรังสีเฉียบพลันที่เกี่ยวข้องกับระบบเม็ดเลือดในปริมาณที่สูงขึ้นได้

เทคนิคหนึ่งคือการใช้การป้องกันแบบเลือกเฉพาะเพื่อปกป้องไขกระดูกที่มีความเข้มข้นสูงซึ่งเก็บไว้ในสะโพกและอวัยวะที่ไวต่อรังสีอื่นๆ ในบริเวณช่องท้อง วิธีนี้ช่วยให้ผู้ตอบสนองคนแรกสามารถปฏิบัติภารกิจที่จำเป็นได้อย่างปลอดภัยในสภาพแวดล้อมที่มีรังสี[ 23 ]

อุปกรณ์ป้องกันรังสี

การวัดรังสีในทางปฏิบัติโดยใช้เครื่องมือวัดรังสีที่ได้รับการสอบเทียบแล้วนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งในการประเมินประสิทธิภาพของมาตรการป้องกัน และในการประเมินปริมาณรังสีที่บุคคลอาจได้รับ เครื่องมือวัดรังสีมีทั้งแบบ "ติดตั้ง" (อยู่ในตำแหน่งคงที่) และแบบพกพา (ถือด้วยมือหรือเคลื่อนย้ายได้)

อุปกรณ์ที่ติดตั้ง

อุปกรณ์ที่ติดตั้งไว้จะถูกตรึงไว้ในตำแหน่งที่ทราบกันดีว่ามีความสำคัญต่อการประเมินอันตรายจากรังสีโดยทั่วไปในพื้นที่ ตัวอย่างเช่น เครื่องตรวจวัดรังสีประจำพื้นที่ เครื่องตรวจวัดรังสีแกมมาแบบล็อกการทำงาน เครื่องตรวจวัดบริเวณทางออกของบุคลากร และเครื่องตรวจวัดอนุภาคในอากาศ

เครื่องตรวจวัดรังสีในพื้นที่จะวัดรังสีแวดล้อม ซึ่งโดยทั่วไปคือรังสีเอ็กซ์ รังสีแกมมา หรือนิวตรอน รังสีเหล่านี้สามารถมีระดับรังสีสูงในระยะทางมากกว่าหลายสิบเมตรจากแหล่งกำเนิด และครอบคลุมพื้นที่กว้างขวาง

อุปกรณ์ตรวจวัดรังสีแกมมาแบบ "อินเตอร์ล็อก" ใช้ในงานต่างๆ เพื่อป้องกันการได้รับรังสีเกินขนาดโดยไม่ตั้งใจของคนงาน โดยการป้องกันไม่ให้บุคลากรเข้าถึงพื้นที่ที่มีระดับรังสีสูง อุปกรณ์เหล่านี้จะล็อกการเข้าถึงกระบวนการโดยตรง

เครื่องตรวจวัดการปนเปื้อนในอากาศจะวัดความเข้มข้นของอนุภาคกัมมันตรังสีในอากาศโดยรอบ เพื่อป้องกันการสูดดมหรือการสะสมของอนุภาคกัมมันตรังสีในปอดของบุคลากร โดยปกติแล้วเครื่องมือเหล่านี้จะส่งสัญญาณเตือนในพื้นที่ แต่ส่วนใหญ่จะเชื่อมต่อกับระบบความปลอดภัยแบบบูรณาการ เพื่อให้สามารถอพยพพื้นที่โรงงานและป้องกันไม่ให้บุคลากรเข้าไปในบริเวณที่มีการปนเปื้อนในอากาศสูงได้

อุปกรณ์ตรวจสอบการออกจากพื้นที่ปฏิบัติงาน ( Personnel Exit Monitorsหรือ PEM) ใช้ในการตรวจสอบคนงานที่กำลังออกจากพื้นที่ "ควบคุมการปนเปื้อน" หรือพื้นที่ที่อาจมีการปนเปื้อน อุปกรณ์เหล่านี้อาจอยู่ในรูปแบบของอุปกรณ์ตรวจสอบที่มือ อุปกรณ์ตรวจสอบที่เสื้อผ้า หรืออุปกรณ์ตรวจสอบทั้งตัว อุปกรณ์เหล่านี้จะตรวจสอบพื้นผิวของร่างกายและเสื้อผ้าของคนงานเพื่อตรวจสอบว่ามีการปนเปื้อนกัมมันตรังสีตกค้างอยู่หรือไม่ โดยทั่วไปจะวัดรังสีอัลฟา เบตา แกมมา หรือการผสมผสานของรังสีเหล่านี้

ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์แห่งชาติของสหราชอาณาจักรเผยแพร่คู่มือแนวปฏิบัติที่ดีผ่านทางฟอรัมการวัดรังสีไอออนไนซ์เกี่ยวกับการจัดหาอุปกรณ์ดังกล่าวและวิธีการคำนวณระดับสัญญาณเตือนที่จะใช้[ 24 ]

เครื่องมือพกพา

เครื่องวัดรังสีแบบพกพาชนิดไอออนแชมเบอร์ ใช้สำหรับวัดอัตราปริมาณรังสีที่พื้นผิวของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกไอโซโทปรังสี (RTG) หนึ่งในสามเครื่องสำหรับยานอวกาศแคสสินี

เครื่องมือแบบพกพาคือเครื่องมือที่สามารถถือด้วยมือหรือเคลื่อนย้ายได้ โดยทั่วไปแล้วเครื่องมือแบบพกพาจะใช้เป็นเครื่องวัดสำรวจเพื่อตรวจสอบวัตถุหรือบุคคลอย่างละเอียด หรือประเมินพื้นที่ที่ไม่มีเครื่องมือติดตั้งอยู่ นอกจากนี้ยังสามารถใช้สำหรับการตรวจสอบการออกจากพื้นที่ของบุคลากรหรือการตรวจสอบการปนเปื้อนของบุคลากรในภาคสนามได้อีกด้วย โดยทั่วไปเครื่องมือเหล่านี้จะวัดรังสีอัลฟา เบตา หรือแกมมา หรือการผสมผสานของรังสีเหล่านี้

โดยทั่วไปแล้ว อุปกรณ์เคลื่อนย้ายได้ คืออุปกรณ์ที่ปกติแล้วจะติดตั้งถาวร แต่ถูกนำมาวางไว้ชั่วคราวในพื้นที่ที่มีโอกาสเกิดอันตราย เพื่อทำการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง อุปกรณ์เหล่านี้มักติดตั้งบนรถเข็นเพื่อให้เคลื่อนย้ายได้ง่าย และเกี่ยวข้องกับสถานการณ์การปฏิบัติงานชั่วคราว

ในสหราชอาณาจักร HSE ได้ออกบันทึกคำแนะนำสำหรับผู้ใช้เกี่ยวกับการเลือกเครื่องมือวัดรังสีที่ถูกต้องสำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้อง[ 25 ] ซึ่งครอบคลุมเทคโนโลยีเครื่องมือวัดรังสีทั้งหมด และเป็นคู่มือเปรียบเทียบที่มีประโยชน์

ประเภทเครื่องมือ

ด้านล่างนี้คือรายการเครื่องมือตรวจวัดที่ใช้กันทั่วไปหลายประเภท ซึ่งใช้ทั้งสำหรับการตรวจวัดแบบติดตั้งอยู่กับที่และการตรวจวัดแบบสำรวจ

ตารางต่อไปนี้แสดงปริมาณและหน่วยหลักที่เกี่ยวข้องกับรังสี

ปริมาณที่เกี่ยวข้องกับรังสีไอออนไนซ์
ปริมาณ หน่วย เครื่องหมาย อนุพันธ์ ปี เทียบเท่าระบบ SI
กิจกรรม ( ) เบคเคอเรลบีคิว s −1พ.ศ. 2517 หน่วย SI
คูรีซี 3.7 × 10 10  s −11953 3.7 × 10 10  Bq
รัทเธอร์ฟอร์ดถนน 10 6  วินาที−11946 1,000,000 บี  คิว
การสัมผัส ( X ) คูลอมบ์ต่อกิโลกรัมซี/กก. C⋅kg −1ของอากาศ พ.ศ. 2517 หน่วย SI
รอนต์เกนอาร์ esu /0.001 293  กรัมของอากาศ 1928 2.58 × 10 −4  C/กก.
ปริมาณรังสีที่ดูดซึม ( D ) สีเทาจี J ⋅kg −1พ.ศ. 2517 หน่วย SI
เอิร์กต่อกรัม เอิร์ก/กรัม เอิร์ก⋅ก−11950 1.0 × 10 −4  Gy
แรดแรด 100 เอิร์ก⋅กรัม−11953 0.010 จี
ปริมาณยาเทียบเท่า ( H ) ซีเวิร์ตสว. J⋅kg −1 × W Rพ.ศ. 2520 หน่วย SI
มนุษย์เทียบเท่ารอนต์เกนเรม 100 erg⋅g −1 × W R1971 0.010 Sv
ปริมาณยาที่มีประสิทธิภาพ ( E ) ซีเวิร์ตสว. J⋅kg −1 × W R × W Tพ.ศ. 2520 หน่วย SI
มนุษย์เทียบเท่ารอนต์เกนเรม 100 erg⋅g −1 × W R × W T1971 0.010 Sv
ความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยรังสีไอออนไนซ์บางหน่วย[ 26 ]

อันตรายจากรังสีในด้านการบินและอวกาศ

ยานอวกาศ ทั้งแบบหุ่นยนต์และแบบมีลูกเรือ ต้องรับมือกับสภาพแวดล้อมที่มีรังสีสูงในอวกาศ รังสีที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์และแหล่งกำเนิดรังสีอื่นๆ ในกาแล็กซีและถูกกักอยู่ใน"แถบ" รังสีนั้นอันตรายและมีความเข้มข้นมากกว่าแหล่งกำเนิดรังสี เช่น รังสีเอกซ์ทางการแพทย์ หรือรังสีคอสมิกปกติที่พบได้บนโลกหลายร้อยเท่า[ 27 ]เมื่ออนุภาคไอออนไนซ์ที่มีความเข้มข้นสูงที่พบในอวกาศกระทบกับเนื้อเยื่อของมนุษย์ อาจส่งผลให้เซลล์เสียหายและอาจนำไปสู่โรคมะเร็งในที่สุด

วิธีการป้องกันรังสีโดยทั่วไปคือการใช้วัสดุป้องกันโดยโครงสร้างของยานอวกาศและอุปกรณ์ (โดยปกติคืออะลูมิเนียม) ซึ่งอาจเสริมด้วยโพลีเอทิลีนในภารกิจอวกาศที่มีมนุษย์ควบคุม ซึ่งความกังวลหลักคือโปรตอนพลังงานสูงและไอออนรังสีคอสมิก สำหรับยานอวกาศไร้คนขับในสภาพแวดล้อมที่มีปริมาณอิเล็กตรอนสูง เช่น ภารกิจสำรวจดาวพฤหัสบดี หรือวงโคจรระดับกลางของโลก (MEO) การป้องกันเพิ่มเติมด้วยวัสดุที่มีเลขอะตอมสูงอาจมีประสิทธิภาพ สำหรับภารกิจที่มีลูกเรือควบคุมในระยะยาว สามารถใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติการป้องกันที่ดีของเชื้อเพลิงไฮโดรเจนเหลวและน้ำได้

ห้องปฏิบัติการรังสีอวกาศของ NASAใช้เครื่องเร่งอนุภาคที่สร้างลำแสงโปรตอนหรือไอออนหนัก ไอออนเหล่านี้เป็นไอออนทั่วไปที่ถูกเร่งในแหล่งกำเนิดในอวกาศและโดยดวงอาทิตย์ ลำแสงไอออนเคลื่อนที่ผ่านอุโมงค์ขนส่งยาว 100 เมตร (328 ฟุต) ไปยังห้องเป้าหมายที่มีการป้องกันขนาด 37 ตารางเมตร( 400 ตารางฟุต) ที่นั่น ไอออนจะกระทบกับเป้าหมาย ซึ่งอาจเป็นตัวอย่างทางชีวภาพหรือวัสดุป้องกัน[ 27 ]ในการศึกษาของ NASA ในปี 2002 พบว่าวัสดุที่มีปริมาณไฮโดรเจนสูง เช่นโพลีเอทิลีนหรือน้ำสามารถลดรังสีปฐมภูมิและทุติยภูมิได้มากกว่าโลหะ เช่น อะลูมิเนียม[ 28 ]ปัญหาของวิธีการ "ป้องกันแบบพาสซีฟ" นี้คือ ปฏิกิริยาของรังสีในวัสดุทำให้เกิดรังสีทุติยภูมิ

การป้องกันแบบแอคทีฟ ซึ่งก็คือการใช้แม่เหล็ก แรงดันไฟฟ้าสูง หรือสนามแม่เหล็กเทียมเพื่อชะลอหรือเบี่ยงเบนรังสี ได้รับการพิจารณาว่าอาจใช้ต่อสู้กับรังสีได้อย่างมีประสิทธิภาพ จนถึงปัจจุบัน ต้นทุนของอุปกรณ์ พลังงาน และน้ำหนักของอุปกรณ์ป้องกันแบบแอคทีฟมีมากกว่าประโยชน์ที่ได้รับ ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ป้องกันรังสีแบบแอคทีฟจะต้องมีขนาดพื้นที่ที่เหมาะสมสำหรับการอยู่อาศัย และการกำหนดค่าแม่เหล็กและไฟฟ้าสถิตมักจะไม่สม่ำเสมอในด้านความเข้ม ทำให้อนุภาคพลังงานสูงสามารถทะลุผ่านสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าจากส่วนที่มีความเข้มต่ำ เช่น ส่วนปลายแหลมในสนามแม่เหล็กไดโพลของโลก ณ ปี 2012 NASA กำลังดำเนินการวิจัยเกี่ยวกับ สถาปัตยกรรมแม่เหล็ก ตัวนำยิ่งยวดสำหรับการใช้งานป้องกันแบบแอคทีฟที่มีศักยภาพ[ 29 ]

อันตรายจากรังสีในระยะแรก

ภาพถ่ายแสดงการใช้ เครื่องเอกซเรย์แบบหลอดครูกส์รุ่นแรก ในปี 1896 ชายคนหนึ่งกำลังส่องดูมือของตัวเองด้วย เครื่องฟลูออโรสโคปเพื่อปรับการปล่อยรังสีจากหลอดให้เหมาะสม ส่วนอีกคนหนึ่งเอาศีรษะเข้าไปใกล้หลอดมาก โดยไม่มีการใช้มาตรการป้องกันใดๆ
อนุสาวรีย์วีรชนผู้เสียสละจากรังสีเอกซ์และเรเดียมทั่วโลกสร้างขึ้นในปี 1936 ณ โรงพยาบาลเซนต์จอร์จในเมืองฮัมบูร์ก เพื่อรำลึกถึงผู้ปฏิบัติงานด้านรังสีวิทยาในยุคแรก 359 คน

อันตรายจากกัมมันตภาพรังสีและรังสีไม่ได้ถูกรับรู้ในทันที การค้นพบรังสีเอกซ์ในปี 1895 นำไปสู่การทดลองอย่างแพร่หลายโดยนักวิทยาศาสตร์ แพทย์ และนักประดิษฐ์ หลายคนเริ่มเล่าเรื่องราวเกี่ยวกับการไหม้ ผมร่วง และอาการที่แย่กว่านั้นในวารสารทางเทคนิคตั้งแต่ปี 1896 ในเดือนกุมภาพันธ์ของปีนั้น ศาสตราจารย์จอห์น แดเนียลและวิลเลียม ลอฟแลนด์ ดัดลีย์แห่งมหาวิทยาลัยแวนเดอร์บิลต์ได้ทำการทดลองโดยใช้รังสีเอกซ์กับศีรษะของดัดลีย์ ซึ่งส่งผลให้เขาผมร่วง รายงานของดร.เอชดี ฮอว์กส์ ผู้สำเร็จการศึกษาจากวิทยาลัยโคลัมเบีย เกี่ยวกับการไหม้อย่างรุนแรงที่มือและหน้าอกของเขาในการสาธิตรังสีเอกซ์ เป็นรายงานฉบับแรกจากรายงานอื่นๆ อีกมากมายในElectrical Review [ 30 ]

นักทดลองหลายคน รวมถึงElihu Thomsonที่ห้องทดลองของThomas Edison , William J. MortonและNikola Teslaต่างก็รายงานถึงการไหม้ Elihu Thomson จงใจให้นิ้วสัมผัสกับหลอดเอ็กซ์เรย์เป็นระยะเวลานานและประสบกับอาการปวด บวม และเป็นแผลพุพอง[ 31 ]ผลกระทบอื่นๆ รวมถึงรังสีอัลตราไวโอเลตและโอโซนบางครั้งก็ถูกกล่าวโทษว่าเป็นสาเหตุของความเสียหาย[ 32 ]นักฟิสิกส์หลายคนอ้างว่าไม่มีผลกระทบใดๆ จากการสัมผัสรังสีเอ็กซ์เลย[ 31 ]

ตั้งแต่ปี 1902 วิลเลียม เฮอร์เบิร์ต โรลลินส์เขียนด้วยความสิ้นหวังว่าคำเตือนของเขาเกี่ยวกับอันตรายที่เกี่ยวข้องกับการใช้รังสีเอกซ์อย่างไม่ระมัดระวังนั้นไม่ได้รับการใส่ใจ ไม่ว่าจะเป็นจากภาคอุตสาหกรรมหรือจากเพื่อนร่วมงานของเขา ในเวลานั้น โรลลินส์ได้พิสูจน์แล้วว่ารังสีเอกซ์สามารถฆ่าสัตว์ทดลองได้ สามารถทำให้หนูตะเภาที่ตั้งครรภ์แท้งลูกได้ และสามารถฆ่าทารกในครรภ์ได้[ 33 ]เขายังเน้นย้ำว่า "สัตว์แต่ละตัวมีความไวต่อการกระทำภายนอกของแสงเอกซ์แตกต่างกัน" และเตือนว่าควรพิจารณาความแตกต่างเหล่านี้เมื่อทำการรักษาผู้ป่วยด้วยรังสีเอกซ์

ก่อนที่จะทราบถึงผลกระทบทางชีวภาพของรังสี นักฟิสิกส์และบริษัทหลายแห่งเริ่มทำการตลาดสารกัมมันตรังสี ในรูปแบบ ของยาสามัญประจำบ้านในรูปของสีเรืองแสง ตัวอย่างเช่น การสวน ทวารด้วย เรเดียม และน้ำที่มีเรเดียมสำหรับดื่มเป็นยาบำรุงมารี คูรีได้ประท้วงต่อต้านการรักษาแบบนี้ โดยเตือนว่าผลกระทบของรังสีต่อร่างกายมนุษย์ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ ต่อมาคูรีเสียชีวิตด้วยโรคโลหิตจางชนิดอะพลาสติกซึ่งน่าจะเกิดจากการได้รับรังสีไอออนไนซ์ ในช่วงทศวรรษ 1930 หลังจากเกิดกรณีเนื้อเยื่อกระดูกตายและผู้เสียชีวิตจากการรักษาด้วยเรเดียมหลายราย ผลิตภัณฑ์ยาที่มีเรเดียมและวิธีการรักษาแบบ หลอกลวงเกี่ยวกับ รังสี อื่นๆ จึงถูกถอนออกจากตลาดเป็นส่วนใหญ่

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

  • สำนักงานคุ้มครองรังสี มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดให้คำแนะนำด้านรังสีแก่ มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด และสถาบันในเครือ
  • วารสารปรากฏการณ์ของแข็ง Tara Ahmadi การใช้สนามแม่เหล็กกึ่งไดโพลเพื่อการป้องกันรังสีสำหรับยานอวกาศ
  • [3] - "โลกแห่งการวัดปริมาณรังสีที่สับสน" - MA Boyd, สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา บัญชีความแตกต่างตามลำดับเวลาของระบบการวัดปริมาณรังสีของสหรัฐอเมริกาและ ICRP
  • "การลดความหนาลงครึ่งหนึ่งสำหรับวัสดุต่างๆ"คู่มือ Compass DeRose สำหรับการเตรียมความพร้อมรับมือเหตุฉุกเฉิน - ที่พักพิงที่แข็งแรง เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2018-01-22 เรียกดูเมื่อ2009-10-17
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Radiation_protection&oldid=1356700822#Radiation_protection "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การป้องกันรังสี

การป้องกันรังสีหรือที่รู้จักกันในชื่อการป้องกันทางรังสีวิทยาได้รับการนิยามโดยองค์การพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (IAEA) ว่า

หลักการ

ICRP แนะนำ พัฒนา และบำรุงรักษาระบบการป้องกันรังสีระหว่างประเทศ โดยอาศัยการประเมินงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์จำนวนมากที่มีอยู่เพื่อเทียบความเสี่ยงกับระดับปริมาณรังสีที่ได้รับ วัตถุประสงค์ด้านสุขภาพของระบบนี้คือ...

สถานการณ์การสัมผัส

ICRP รับรองสถานการณ์การสัมผัสที่วางแผนไว้ สถานการณ์ฉุกเฉิน และสถานการณ์การสัมผัสที่มีอยู่ ดังที่อธิบายไว้ด้านล่าง [ 3 ]

การควบคุมการดูดซึมยา

ICRP ใช้หลักการโดยรวมต่อไปนี้สำหรับสถานการณ์การสัมผัสที่ควบคุมได้ทั้งหมด [ 7 ]