Thailand Institute of Nuclear Technology (TINT)

การวัดความแรงรังสีรวมแอลฟาในน้ำด้วยวิธีตกตะกอนร่วม
The Determination of Gross Alpha Activity in Water by Co-precipitation

บุญสม พรเทพเกษมสันต์ และขนิษฐา ศรีสุขสวัสดิ์
สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)

บทนำ

การตรวจวัดความแรงรังสีรวมแอลฟาในน้ำใด ๆ เป็นการวัดความแรงรังสีแอลฟาทั้งหมดที่มาจากสารกัมมันตรังสีทุกชนิดที่ให้อนุภาคแอลฟา โดยไม่มีการจำแนกชนิดของสารกัมมันตรังสี ค่าความแรงรังสีรวมแอลฟาที่วัดได้ ใช้เป็นข้อมูลเบื้องต้น สำหรับการตัดสินใจถึงความจำเป็น ที่จะต้องตรวจวิเคราะห์สารกัมมันตรังสี เฉพาะเจาะจงลงไปในแต่ละชนิดหรือไม่ ทั้งนี้โดยอาศัยเกณฑ์มาตรฐานที่กำหนดโดยองค์การอนามัยโลก กล่าวคือ ตัวอย่างน้ำใด ๆ ที่ปรากฏค่าความแรงรังสีรวมแอลฟาเกินกว่า 0.1 เบ็กเคอเรลต่อลิตร จำเป็นต้องวิเคราะห์สารกัมมันตรังสีเรเดียม-226 เรเดียม-228 และยูเรเนียมต่อไป

อย่างไรก็ตาม วิธีวัดความแรงรังสีรวมแอลฟาในน้ำ ซึ่งอาศัยการระเหยตัวอย่างน้ำจนเกือบแห้ง แล้วถ่ายน้ำที่เหลือรวมทั้งตะกอนลงในจานนับรังสี เพื่อเตรียมเข้าวัดต่อไปนั้น พบว่าตัวอย่างน้ำที่มีปริมาณสารประกอบเกลือละลายอยู่ในปริมาณสูง ความหนาของผลึกเกลือหรือตะกอน มีผลไปปิดกั้นอนุภาคแอลฟาบางส่วนมิให้เข้าสู่หัววัดได้ (self absorption) เนื่องจากอนุภาคแอลฟามีอำนาจการทะลุทะลวงต่ำ สำหรับการแก้ไขโดยลดปริมาตรตัวอย่างน้ำลง อาจทำให้สารกัมมันตรังสีที่ปนเปื้อนในน้ำ มีความเข้มข้นไม่เพียงพอที่จะวัดได้ ทำให้ค่าความแรงรังสีรวมแอลฟาที่วัดได้ต่ำกว่าความเป็นจริงเช่นกัน ปัญหาดังกล่าวนี้จึงมีความสำคัญที่ต้องหาวิธีแก้ไขและปรับปรุง

วิธีวัดความแรงรังสีรวมแอลฟาในน้ำด้วยวิธีตกตะกอนร่วม พบว่าจะแก้ไขปัญหาผลึกเกลือหรือความหนาของตะกอนได้ดี

วัตถุประสงค์

เพื่อแก้ไขปัญหา Self absorption
เป็นวิธีทางเลือก เนื่องจากวิธีที่เสนอ มีประสิทธิภาพการวัดสูง ผลถูกต้อง แม่นยำ อีกทั้งสะดวก รวดเร็ว และประหยัดค่าใช้จ่าย

ประโยชน์

ใช้สำหรับแหล่งน้ำที่มีสารประกอบเกลือละลายอยู่ในปริมาณสูง เช่น น้ำทะเล น้ำบาดาล น้ำทิ้งจากเหมืองแร่ โรงงานโม่หิน รวมทั้งแหล่งน้ำในบริเวณใกล้เคียง
เป็นวิธีตรวจสอบน้ำในแง่คุณภาพทางรังสี โดยใช้เป็นดัชนีบ่งชี้ความจำเป็นของการวิเคราะห์สารกัมมันตรังสีเรเดียม-226 เรเดียม-228 และยูเรเนียมเพิ่มเติมต่อไป

	ตัวอย่างน้ำ 500 มิลลิลิตร

		+ สารซักฟอก 5 หยด
		+ กรดซัลฟูริก 1 โมลาร์ 20 มิลลิลิตร
		+ ต้มให้เดือด 10 นาที, กวน
		+ ตัวพาแบเรียม (Ba+2) 5 มิลลิกรัม
		+ อุ่น 30 นาที, กวน
		+ Bromocresol purple indicator
		+ ตัวพาเหล็ก (Fe+3) 5 มิลลิกรัม
		+ น้ำผสมเยื่อกระดาษ 5 มิลลิลิตร
		+ เติม NH4OH 6 โมลาร์ จนกระทั่งสารละลายเป็นสีม่วง
		+ อุ่น 30 นาที, กวน, ทิ้งให้เย็น
		+ กรองตะกอนผ่านกระดาษกรองแก้ว
		+ ล้างตะกอนด้วยน้ำกลั่น 25 มิลลิลิตร
		+ ทำให้แห้งภายใต้หลอดไฟอินฟราเรด

	นำเข้าเครื่องวัดรังสีรวมแอลฟา ชนิด low background วัดนาน 100 นาที

แผนผังแสดงรายละเอียดวิธีวัดความแรงรังสีรวมแอลฟาในน้ำด้วยวิธีตกตะกอนร่วม

สรุปและวิจารณ์ผล

ด้วยเหตุที่สารกัมมันตรังสีที่ให้อนุภาคแอลฟาในแหล่งน้ำ เป็นธาตุที่อยู่ในกลุ่มแอกทิไนด์และธาตุในอนุกรมยูเรเนียม-เรเดียมเป็นส่วนใหญ่ ดังนั้นการเติมตัวพา 2 ชนิด ได้แก่ ตัวพาแบเรียมและตัวพาเหล็ก จึงมีจุดประสงค์เพื่อช่วยให้ธาตุทั้งสองกลุ่มดังกล่าวตกตะกอนลงมาร่วมกับตะกอนแบเรียมซัลเฟต ยกเว้นธาตุยูเรเนียมซึ่งจะตกตะกอนลงมาร่วมกับตะกอนเหล็กไฮดรอกไซด์

วิธีวัดความแรงรังสีรวมแอลฟาในน้ำด้วยวิธีตกตะกอนร่วม พบว่าสามารถแก้ปัญหาเรื่อง self absorption หรือความหนาของตะกอนได้โดยตรง จากการทดสอบความน่าเชื่อถือได้ของวิธีวิเคราะห์ด้วยสารมาตรฐานจาก US EPA พบว่าเป็นวิธีที่ให้ผลถูกต้องแม่นยำ สะดวก รวดเร็วและประหยัดค่าใช้จ่าย สำหรับขีดจำกัดต่ำสุดของวิธีวิเคราะห์มีค่าเท่ากับ 0.01 เบ็กเคอเรลต่อลิตร