ทอเรียมในไส้ตะเกียงเจ้าพายุ
(Thorium in Lantern Mantles)

พิพัฒน์ พิเชษฐพงษ์
สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติิ

หลายคนคงยังไม่ทราบว่ามีการนำทอเรียมซึ่งเป็นวัสดุนิวเคลียร์มาใช้ในการผลิตไส้ตะเกียงเจ้าพายุ ที่ให้ความสว่างตามหมู่บ้านในชนบทที่ไม่มีไฟฟ้าใช้ หรือใช้ในการเดินทางตั้งแคมป์ท่องเที่ยว ใช้กันมานานกว่า 100 ปี โดยผู้ประดิษฐ์ไส้ตะเกียงเจ้าพายุนี้ เป็นนักเคมีชาวออสเตรีย ชื่อคาร์ล เอาเออร์ ฟอน เวลส์บาค (Carl Auer von Welsbach) ในปี 1884

บางครั้งจึงเรียกไส้ตะเกียงนี้ว่า เวลส์บาคแมนเทิล (Welsbach mantle) หรือ เอาเออร์ลิชท์ (Auerlicht) ไส้ตะเกียงเจ้าพายุที่มีทอเรียมเป็นองค์ประกอบนี้ สามารถให้แสงได้สว่างมาก เมื่อเทียบกับไส้ตะเกียงที่ใช้กันอยู่ในขณะนั้น ทำให้ตะเกียงเจ้าพายุนี้เป็นที่นิยมใช้กันแพร่หลาย สำหรับการให้แสงสว่างตามอาคารบ้านเรือนที่อยู่อาศัย หรือตามถนนหนทาง

ไส้ตะเกียงเจ้าพายุนี้มีลักษณะเป็นถุงตะข่ายทำจากวัสดุไนลอนหรือเรยอน นำไปจุ่มในสารละลายของทอเรียมไนเทรต เพื่อให้ซึมเข้าไปอยู่บนเนื้อวัสดุ แล้วผึ่งให้แห้ง บางครั้งมีการเติมสารประกอบของธาตุอื่นเข้าไปด้วย คือ เติมซีเรียมเข้าไปทำให้มีความสว่างมากขึ้น และเติมเบริลเลียมทำให้ไส้ตะเกียงมีความทนทานใช้งานได้นานขึ้น หลังจากไส้ตะเกียงแห้งแล้ว จะมีการเคลือบด้วยแลกเกอร์ทับไว้อีกชั้นหนึ่ง ไส้ตะเกียงที่ใช้กันจะมีทั้งที่เป็นแบบอ่อนและที่เป็นแบบแข็งที่มีโครงลวดยึดโยงไว้

ในการใช้งาน น้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกอัดด้วยอากาศ แล้วพ่นเป็นไอระเหยออกมาที่ไส้ตะเกียง เมื่อจุดไฟติด มีความร้อนเพิ่มสูงขึ้น ทอเรียมจะเปล่งแสงสว่างออกมา อุณหภูมิจะสูงกว่า 1000 องศาเซลเซียส

ในการใช้ไส้ตะเกียงใหม่ครั้งแรกนั้น ทอเรียมไนเทรตจะถูกเผาไหม้กลายเป็นทอเรียมออกไซด์ ในขณะที่แลกเกอร์ และเนื้อวัสดุจะถูกเผาไหม้ออกไป เหลือเป็นโครงเถ้าถ่านที่มีทอเรียมเกาะอยู่ ขณะใช้งานนั้น อนุภาคของทอเรียม ธาตุที่เติมลงไป รวมทั้งสารกัมมันตรังสีที่เกิดจากการสลายกัมมันตรังสี (decay) ของทอเรียม สามารถหลุดออกมาจากไส้ตะเกียงได้

มีการตรวจสอบพบว่า กัมมันตภาพรังสีที่ออกมาจากตะเกียงมีค่าต่ำมาก และโดยที่จากรังสีที่เกิดจากการสลายกัมมันตรังสีของทอเรียมนี้ ส่วนใหญ่เป็นรังสีแอลฟา ซึ่งมีความสามารถในการทะลุทะลวงออกมาได้น้อยมาก กระดาษเพียงแผ่นเดียวก็สามารถกำบังรังสีแอลฟานี้ได้ มีการศึกษาพบว่า ผู้ที่ใช้ตะเกียงเจ้าพายุอย่างสม่ำเสมอทั้งปี ได้รับปริมาณรังสีจากไส้ตะเกียงนี้โดยเฉลี่ย อยู่ในช่วงประมาณ 0.3 ถึง 0.6 มิลลิเร็มต่อปี ซึ่งยังคงต่ำกว่าปริมาณรังสีที่คนทั่วไปได้รับจากรังสีในธรรมชาติมาก ซึ่งมีค่าประมาณ 200 ถึง 300 มิลลิเร็มต่อปี

อย่างไรก็ตาม ผู้ใช้ตะเกียงเจ้าพายุ ควรหลีกเลี่ยงการหายใจ หรือกลืนกินอนุภาค หรือฝุ่นละอองที่หลุดออกมาจากไส้ตะเกียง เนื่องจากสารรังสี ที่เกิดขึ้นจากการสลายกัมมันตรังสีของทอเรียม สามารถเข้าไปตกค้างอยู่ภายในร่างกาย ทำให้อวัยวะในร่างกาย ได้รับรังสีอยู่ตลอดเวลา ซึ่งอาจเกิดอันตรายได้ ในปัจจุบัน บริษัทผู้ผลิตตะเกียงเจ้าพายุ ได้พยายามหันมาใช้สารประกอบของธาตุอื่น ทดแทนทอเรียม ที่เริ่มมีการนำมาใช้กันคือ อิตเทรียม แต่พบว่า ยังไม่สามารถให้ความสว่างได้เท่าทอเรียม

มีข้อแนะนำ ในการใช้ตะเกียงเจ้าพายุ ที่ใช้ไส้ตะเกียง ที่มีทอเรียมเป็นองค์ประกอบ คือ หลีกเลี่ยงการจับต้องไส้ตะเกียง หรือเถ้าถ่านของไส้ตะเกียง ควรล้างมือให้สะอาด ทุกครั้งที่มีการจับต้องไส้ตะเกียง จุดใช้ตะเกียงในที่ มีการถ่ายเทอากาศดี อย่าหายใจเอาไอร้อน หรือฝุ่นเถ้าจากตะเกียงเข้าสู่ร่างกาย ห่อหุ้มไส้ตะเกียงที่ไม่ใช้แล้ว ให้มิดชิดก่อนนำไปทิ้ง และไม่ควรเก็บไส้ตะเกียง จำนวนมาก ๆ ไว้ใกล้ตัว

 
แหล่งข้อมูล : Oak Ridge Associated Universities ( http://www.orau.org/ )
  Australian Radiation Protection and Nuclear Safety Agency ( http://www.arpansa.gov.au/ )