Nuclear Science
STKC 2555

ประวัติย่อการตรวจหาและการวัดรังสีชนิดก่อไอออน
3. ผลของรังสีด้านต่าง ๆ ที่เรียนรู้มาจากการค้นพบรังสี

สุรศักดิ์ พงศ์พันธุ์สุข
กลุ่มวิจัยและพัฒนานิวเคลียร์
สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)
ชุดจำลองการทดลองของเรินต์เกน หลอดปล่อยประจุอยู่บน 3 ขา และฉากพรายแสงอยู่มุบนขวา
          นับจากการค้นพบรังสีเอกซ์โดย วิลเฮล์ม คอนราด เรินต์เกน (Wilhelm Konrad Roentgen) เมื่อปลายปี 1895 และรังสีอื่น ๆ ในเวลาต่อมา นักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตพบผลของรังสีและใช้ผลนั้น ๆ เป็นตัวตรวจหารังสีได้สำเร็จ ซึ่งโดยมากเป็นผลทางกายภาพของรังสี ได้แก่ การเกิดภาพถ่าย (photographic) การแตกตัวเป็นไอออน (ionization) และการเกิดแสงวับ (scintillation) อย่างไรก็ดี ผู้ค้นคว้าเกี่ยวกับรังสีในสมัยแรก ๆ นั้น ยังสังเกตพบผลด้านอื่น ๆ ด้วย อาทิเช่น พบว่าการแตกตัวเป็นไอออนก่อ ผลทางชีวภาพ (biological effects) หลายประการ ยกตัวอย่าง เมื่อเดือนเมษายน 1896 เพียงไม่กี่เดือนหลังการค้นพบรังสีเอกซ์ ศาสตราจารย์จอห์น แดเนียล (John Daniel) ที่มหาวิทยาลัยแวนเดอร์บิลต์ สหรัฐอเมริกา ได้อธิบายถึงปฏิกิริยาต่อผิวหนังอย่างรุนแรง เกิดขึ้นภายหลังการได้รับรังสีเอกซ์เป็นเวลานาน ซึ่งผู้ศึกษารังสีเอกซ์หลายรายก็สังเกตพบผลทำนองเดียวกัน
          เล่ากันว่าแพทย์ชาวอเมริกันชื่อ เอมิล กรูเบ (Emile Grubbe) เกิดผิวหนังไหม้ที่มือทั้งสองข้างจากรังสีเอกซ์ ก่อนที่รังสีเอกซ์จะถูกค้นพบเสียอีก เหตุการณ์เกิดเมื่อตอนฤดูร้อนปี 1895 ขณะทำงานกับ หลอดปล่อยประจุแคโทด (cathode discharge tube) หลอดชนิดเดียวกับที่เรินต์เกนค้นพบว่าปล่อยรังสีเอกซ์ออกมา แต่ในปีถัดมา (1896) เมื่อกรูเบรู้ข่าวการค้นพบของเรินต์เกน ในปีนั้นเขากลายเป็นบุคคลแรกที่นำรังสีเอกซ์มาใช้รักษาโรคมะเร็ง และต่อมายังเป็นคนแรกที่ใช้ตะกั่วเพื่อป้องกันรังสีเอกซ์
เอมิล กรูเบ
          อองรี แบ็กเกอแรล (Henri Becquerel) ผู้ค้นพบ ปรากฏกาณณ์กัมมันตภาพรังสี (radioactivity) เมื่อต้นปี 1896 เขาเองก็มีประสบการณ์ได้รับผลของรังสี คือเมื่อปี 1901 เขาพบว่าผิวหนังของเขาข้างใต้เสื้อกั๊ก (waistcoat) เกิดผื่นแดงตรงกับบริเวณกระเป๋า ตรงที่เขาพกสารกัมมันตรังสีอยู่เป็นประจำ
          สามีของ มาดามกูรี คือ ปีแอร์ กูรี (Pierre Curie) เคยทดลองโดยเจตนา ให้แขนของเขารับรังสีอยู่นานติดต่อกัน 10 ชั่วโมง ผลคือผิวหนังไหม้เกรียมแบบเดียวกับแดดเผา และทำให้เกิดแผล ซึ่งใช้เวลารักษาถึง 4 เดือน
          แพทย์โรคผิวหนังชื่อดังชาวฝรั่งเศสชื่อ อองรี-อาเล็กซองดร์ ดองโล (Henri-Alexandre Danlos) แห่งโรงพยาบาลแซงลุย (H?pital Saint-Louis) ตรวจสอบผลของรังสีจากเรเดียมต่อผิวหนัง ว่าจะใช้รักษาโรคผิวหนังบางชนิดได้หรือไม่ และเป็นอีกคนหนึ่งในผู้บุกเบิกการวิจัยด้านรังสีหลาย ๆ คนที่สังเวยชีวิตให้กับงานด้านนี้ อนุสาวรีย์แด่บุคคลเหล่านี้มีรายชื่อในขณะนั้นรวม 178 คน เรียกว่า Martyr Radiation Memorial สร้างขึ้นที่เมืองฮัมบวร์ก ประเทศเยอรมนี เมื่อปี 1936 หนึ่งในนั้นมีชื่อของ มาดามคูรี ด้วย
ภาพของ Dr. David Endicott Gannett
(http://www.avvo.com/doctors/david-gannett-2496802/photo_gallery/286013)
          ที่กรุงสตอกโฮล์ม ประเทศสวีเดน ระหว่างวันที่ 23 ถึง 27 กรกฎาคม 1928 ในที่ประชุมนานาชาติด้านรังสีวิทยา ครั้งที่ 2 (Second International Congress of Radiology) เห็นพร้อมกันให้ก่อตั้ง คณะกรรมการป้องกันรังสีเอกซ์และเรเดียมระหว่างประเทศ (International X-ray and Radium Protection Committee) ซึ่งภายหลังเปลี่ยนเป็น คณะกรรมการระหว่างประเทศด้านการป้องกันรังสี หรือเรียกย่อ ๆ ว่า ไอซีอาร์พี (International Commission on Radiological Protection ย่อว่า ICRP) ซึ่งเป็นองค์การนำ กำหนดหลักเกณฑ์ความปลอดภัยด้านรังสีต่าง ๆ นับแต่นั้นมาจนปัจจุบัน
(http://www.radiofysik.se/museumd.aspx?eventid=29)
          ผลทางสรีรวิทยาอีกอย่างหนึ่งที่สังเกตพบไม่นานหลังการค้นพบเรเดียมก็คือ หลังการฉีดด้วยของเหลวกัมมันตรังสี ผลการตรวจเลือดพบว่าเม็ดเลือดขาวลดลงอย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ก็ยังพบด้วยว่า คนตาบอดเมื่อตาได้รับรังสีเรเดียม จะรู้สึกเหมือนเห็นแสงสว่าง เหตุผลคือเมื่อได้รับรังสีแกมมา เกิดปฏิกิริยา การเรืองแสง (fluorescence) ของเลนส์ตา กระบอกตา และจอตา
          ผลด้านอื่น ๆ ของรังสีที่สังเกตพบ คือ การทำให้เนื้อแก้วเกิดสีหรือทำให้สีหายไป หรือตัวอย่างที่มีเรเดียมสูง ๆ จะมีอุณหภูมิสูงขึ้นเล็กน้อย ในระยะเริ่มแรกของการทำงานกับรังสี ผลเหล่านี้มีบทบาทไม่มากนักที่นำมาใช้ ตรวจหา (detection) และ ตรวจวัด (measuring) รังสี อย่างไรก็ดี ต่อมา มีการใช้ผลทางเคมีอย่างกว้างขวาง ซึ่งใช้ใน การวัดปริมาณรังสี (dosimetry) ในสนามรังสีสูง ๆ ได้รวดเร็ว และผลทางอุณหภาพ ก็ได้รับความสำคัญมาก ไมโครแคลอริมิเตอร์ (microcalorimeter) ใช้วัดรังสีของสารที่ให้รังสีแอลฟาได้อย่างดี จากการวัดปริมาณความร้อนเพียงเล็กน้อยที่ปล่อยออกมา
ไมโครแคลอริมิเตอร์ มีส่วนประกอบหลัก 3 ส่วน คือ ตัวดูดซับ (absorber) รังสี (มีความจุความร้อน C) เทอร์โมิเตอร์ และตัวโยงความร้อนน้อย ๆ (weak thermal link มีความนำ G(T)) ไปยังฮีตซิงก์ (Tb)
โครงเรื่องจาก Detecting and measuring ionizing radiation – a short history โดย F.N. Flakus, IAEA BULLETIN, VLO 23, No 4
โพสต์เมื่อ : 15 ธันวาคม 2554