การปรับเทียบอุปกรณ์วัดแก๊สเรดอน CR-39 เพื่อใช้ในงานสำรวจแนวรอยเลื่อน
ไพฑูรย์ วรรณพงษ์
สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)

การใช้เทคนิคตรวจวัดผังแก๊สเรดอน (radon mapping) ด้วยอุปกรณ์บันทึกรอย (solid-state nuclear track detector - SSNTD) เพื่อยืนยันว่ามีแนวรอยเลื่อนที่อาจก่อเกิดแผ่นดินไหวหรือไม่ ในพื้นที่ที่มีการระบุทางธรณีวิทยา ในจังหวัดนครนายก ตามโครงการวิจัยเรื่องการศึกษาแก๊สเรดอน ตามแนวรอยเลื่อนองครักษ์ บริเวณศูนย์วิจัยนิวเคลียร์แห่งชาติ จำเป็นต้องมีการปรับเทียบอุปกรณ์ตรวจวัด SSNTD ซึ่งเป็นแบบชนิดพลาสติก CR-39 ติดฝาปิดท่อพีวีซียาว 50 ซม. เส้นผ่านศูนย์กลาง 5 ซม. แก๊สเรดอนแพร่เข้าสู่แผ่น CR-39 ได้โดยผ่านแผ่นฟิล์ม (polyethylene) ซึ่งปิดไว้ที่ปลายท่อด้านล่าง เมื่อนำไปว่างในหลุมลึก 50 ซม. ในแนวตั้งฉากกับแนวรอยเลื่อนเป็นเวลา 1 สัปดาห์

การปรับเทียบกระทำในตู้วัดที่มีขนาดภายในลึก 66.5 ซม. กว้าง 66.5 ซม. และสูง 45 ซม. ทำจากแผ่นอะคริลิก หนา 15 มม. ต้นกำเนิดรังสีมาตรฐานที่ใช้คือ สาร Ra-226 รุ่น RN-2000A จากบริษัทPYLON มีความแรงรังสี 20.79 kBq การปรับเทียบเริ่มจากไล่แก๊สเรดอนออกจากภาชนะบรรจุต้นกำเนิดเรดอนด้วยปั๊มในอัตราไหล 2 ลิตรต่อนาที เป็นเวลา 15 นาที เรดอนจะเหลือน้อยมาก แล้วทิ้งให้เรดอนเติบโตใหม่ ในเวลาที่ต้องการให้มีความแรงรังสีในระดับต่าง ๆ ที่จะปรับเทียบ ปกติจะใช้ 3 ระดับ เช่นทิ้งไว้ 1วัน 2 วัน และ 3 วัน จากนั้นหมุนเวียนแก๊สเรดอนเป็นเวลา 15 นาทีเข้าในตู้ที่มีกระบอกวัดพีวีซีติด CR-39 วางไว้แล้ว แล้วปล่อยให้เรดอนอยู่ในตู้วัด (expose) เป็นเวลา 24 ชม. ในตลอดเวลานั้นทำการวัดแก๊สเรดอนภายในและภายนอกตู้ ด้วยเครื่อง pulse-counting ionization chamber ATMOS 12 DPX 2 เครื่อง เพื่อให้รู้ค่าความเข้มข้นเรดอนในตู้ และเพื่อความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงานหากระบบรั่ว รูปที่ 1 แสดงผลการวัดแก๊สเรดอนภายในตู้ปรับเทียบ

 
 
รูปที่ 1 ความเข้มข้นของเรดอน 3 ระดับที่ใช้สำหรับการปรับเทียบ
เมื่อครบ 24 ชม. นำแผ่นCR-39ทั้งหมดที่ถูก Expose และ Control ไปกัดรอยโดยใช้สารละลาย NaOH เข้มข้น 6.25 M เป็นเวลา 4.5 ซม. ที่อุณหภูมิ 90 องศาเซลเซียส ปล่อยทิ้งให้แห้งหนึ่งคืนแล้วทำการอ่านรอย รูปที่ 2 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นของรอยและความเข้มข้นเรดอนจาก 0 ถึง 50,000 Bq.m-3 สภาพไวของกระบอกวัด CR-39 คำนวณได้ 0.31 track/(cm2.kBq.h/m3) เป็นตัวบ่งชี้ว่ากระบอกวัดพีวีซี CR-39 มีประสิทธิภาพในการวัดแก๊สเรดอนต่ำมาก เมื่อเปรียบเทียบกับสภาพไว 2.63 tracks/ (cm2.kBq.h/m3) เมื่อใช้ตลับจากบริษัทซึ่งผลิตเป็นพิเศษให้มีความเหมาะสมกับการแพร่เข้าไปของแก๊ส
 
 
รูปที่ 2 ผลการปรับเทียบการวัดแก๊สเรดอนโดยใช้กระบอกวัด PVC ติดตั้งด้วย CR-39

ในการปรับเทียบต้องกำหนดความเข้มข้นให้เหมาะสมกับช่วงที่ใช้งานจริง ซึ่งจากการวัดแก๊สเรดอนในดินโดยใช้เครื่อง RAD7 ค่าที่ได้อยู่ในช่วง 1000 ถึง 80,000 Bq.m-3 แต่เพราะไม่ต้องการให้เครื่องวัดทำงานที่ระดับเรดอนสูงมากไป ซึ่งอาจทำให้เครื่องมีค่าพื้นหลังสูงจึงเลือกใช้ระดับแก๊สเรดอนสูงสุดประมาณ 40,000 Bq.m-3 ในการปรับเทียบใช้ความแรงแก๊สเรดอน 3 ระดับ เพื่อให้แน่ใจในค่าสภาพไวในการวัดแก๊สเรดอนของกระบอกวัดพีวีซีติด CR-39 ให้ได้เป็นค่าเฉลี่ยของการรับสัมผัส นอกจากนี้ ยังช่วยบอกถึงความสัมพันธ์ ระหว่างรอยที่นับได้และความเข้มข้นของเรดอน ที่อาจสูงมากจนเกิดรอยอิ่มตัว

การวัดแก๊สเรดอนภายนอกตู้เป็นสิ่งจำเป็นสำคัญและเป็นประโยชน์ เพราะช่วยให้แน่ใจว่า ไม่มีการรั่วไหลของแก๊สเรดอน ออกไปภายในห้องที่มีผู้ปฏิบัติงานทำงานอยู่