Nuclear Science
STKC 2555

เรดอนแก๊สเป็นอย่างไร

How Radon Works?

โกมล อังกุรรัตน์
อดีตผู้เชี่ยวชาญ ศูนย์ไอโซโทปรังสี (เกษียณ)
สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)

          ถ้าท่านอาศัยอยู่ในบางส่วนของประเทศสหรัฐอเมริกา ท่านอาจตระหนักถึงภัยคุกคามจากการได้รับการแผ่รังสีจากแก๊สเรดอน แก๊สเรดอนเป็นแก๊สกัมมันตรังสีและภายในบ้านที่มีการปิดมิดชิด มีฉนวนหุ้มที่แน่นหนา ก็จะทำให้มีการสะสมความเข้มข้นของแก๊สนี้ได้มากขึ้น จนอาจก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อสุขภาพของผู้พักอาศัยได้ ถ้าหายใจเอาแก๊สเรดอนเข้าไปในปอด การสลายของแก๊สเรดอนสามารถที่จะเพิ่มโอกาสของการเป็นมะเร็งปอด มีรายงานการศึกษาในปี 1990 โดยสภาความปลอดภัยแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา (National Safety Council) ประมาณการว่า มีผู้เสียชีวิต ประมาณ 14,000 คนในหนึ่งปี อันเชื่อว่าเป็นผลมาจากเรดอน และจำนวนอาจจะอยู่ในช่วง 7,000 ถึง 30,000 คน

          ในบทความนี้จะพูดถึงเกี่ยวกับอะไรคือเรดอน เราสามารถที่จะหาเรดอนภายในบ้านของเราได้อย่างไร และอะไรคือความเสี่ยงทางสุขภาพสำหรับเรดอน

เรดอนคืออะไร ? (What is radon?)
          แก๊สเรดอนจะเหมือนกับแก๊สคาร์บอน-14 ที่เกิดอย่างสมบูรณ์อยู่ในธรรมชาติ เกิดขึ้นจากการสลายของยูเรเนียม-238 ธาตุซึ่งมีลำดับองค์ประกอบการสลายที่น่าสนใจ

  • เริ่มจากอะตอมของยูเรเนียม-238 โดยในอะตอมมีโปรตอน 92 อนุภาค และนิวตรอน 146 อนุภาค มีอายุครึ่งชีวิต 4.5 พันล้านปี เมื่อเกิดการสลายจะมีการปลดปล่อยอนุภาคแอลฟาออกมา กลายเป็นอะตอมทอเรียม-234
  • อะตอมทอเรียม-234 มี โปรตอน 90 อนุภาค และนิวตรอน 144 อนุภาค มีอายุครึ่งชีวิต 24.5 วัน เมื่อเกิดการสลายจะมีการปลดปล่อยอนุภาคบีตาและรังสีแกมมา กลายเป็นอะตอมโพรแทกทิเนียม-234
  • อะตอมโพรแทกทิเนียม-234 มีโปรตอน 91 อนุภาค และนิวตรอน 143 อนุภาค มีอายุครึ่งชีวิต 269,000 ปี เมื่อมีการสลายจะมีการปลดปล่อยอนุภาค บีตาและรังสีแกมมา กลายเป็น อะตอมทอเรียม-230
  • อะตอมทอเรียม-230 มีโปรตอน 90 อนุภาค และนิวตรอน 140 อนุภาค มีอายุครึ่งชีวิต 83,000 ปี เมื่อมีการสลายจะมีการปลดปล่อยอนุภาค แอลฟาและรังสีแกมมา กลายเป็น อะตอมเรเดียม-226
  • อะตอมเรเดียม-226 มีโปรตอน 88 อนุภาค และนิวตรอน 138 อนุภาค มีอายุครึ่งชีวิต 1,590 ปี เมื่อมีการสลายจะมีการปลดปล่อยอนุภาคแอลฟาและรังสีแกมมา กลายเป็น อะตอมเรดอน-222

อะตอมของแก๊สเรดอน-222 มีอายุครึ่งชีวิตเพียง 3.825 วัน การเกิดการสะสมของแก๊สเรดอน-222 จึงมาจากการสลายตามธรรมชาติของยูเรเนียม-238 นั่นก็หมายถึงว่า ความเข้มข้นของแก๊สเรดอน-222 จะสูง ถ้าในบริเวณนั้นมียูเรเนียมอยู่มากในชั้นดิน เพื่อความสมบูรณ์ นี่คือองค์ประกอบที่เหลือของลำดับการสลายของอะตอมแก๊สเรดอน-222

  • เรดอน-222 มีอายุครึ่งชีวิต 3.825 วัน จะมีการปลดปล่อยอนุภาคแอลฟา กลายเป็น พอโลเนียม-218
  • พอโลเนียม-218 มีอายุครึ่งชีวิต 3.05 นาที มีการปลดปล่อยอนุภาคแอลฟา กลายเป็นตะกั่ว-214
  • ตะกั่ว-214 มีอายุครึ่งชีวิต 26.8 นาที มีการปลดปล่อยอนุภาคบีตาและรังสีแกมมา กลายเป็น บิสมัท-214
  • บิสมัท-214 มีอายุครึ่งชีวิต 19.7 นาที มีการปลดปล่อยทั้งอนุภาคแอลฟาหรืออนุภาคบีตา และรังสีแกมมา กลายเป็นแทลเลียม-210 หรือพอโลเนียม-214
  • พอโลเนียม-214 มีอายุครึ่งชีวิต 150 ไมโครวินาที มีการปลดปล่อยอนุภาคแอลฟา กลายเป็นแทลเลียม-210
  • แทลเลียม-210 มีอายุครึ่งชีวิต 1.32 นาที มีการปลดปล่อยอนุภาคบีตา กลายเป็นตะกั่ว-210
  • ตะกั่ว-210 มีอายุครึ่งชีวิต 22 ปี มีการปลดปล่อยอนุภาคบีตา กลายเป็นบิสมัท-210
  • บิสมัท-210 มีอายุครึ่งชีวิต 5 วัน มีการปลดปล่อยอนุภาคบีตา กลายเป็นพอโลเนียม-210
  • พอโลเนียม-210 มีอายุครึ่งชีวิต 138 วัน มีการปลดปล่อยอนุภาคแอลฟาและรังสีแกมมา กลายเป็นตะกั่ว-206
  • ตะกั่ว-206 ซึ่งเป็นไอโซโทปที่มีความเสถียรของตะกั่ว

 แก๊สเรดอนเข้ามาสู่ในบ้านได้อย่างไร ? (How Dose Radon Get into a Home?)
ดังที่ได้ทราบจากตอนต้นแล้ว อะตอมของแก๊สเรดอน-222 มีอายุค่อนข้างสั้น ภายในระยะเวลาแค่สองสามวัน เรดอน-222 ก็จะสลายกลายเป็นอะตอมตะกั่ว-206 ที่มีความเสถียร ในขณะที่เป็นอะตอมของเรดอน-222 จะมีสถานะในรูปของ“แก๊ส” ทั้งนี้เพราะเรดอน-222 เป็นแก๊ส จึงมีความสามารถที่จะซึมผ่านชั้นดินเข้ามาปะปนกับอากาศภายในบ้านได้ วิธีการหลักที่เรดอน-222 ซึมผ่านเข้ามาในบ้านก็มาจากชั้นฐานรากของโครงสร้างบ้าน (พื้นที่ว่างใต้พื้นบ้าน ชั้นใต้ดิน) โดยมีความหลากหลายของช่องทางคือ

  • รอยแตกของพื้นชั้นใต้ดิน
  • ท่อระบายน้ำทิ้ง
  • บ่อพักสำหรับเครื่องสูบน้ำ
  • ผิวดินที่เปิดโล่ง
  • ข้อต่อในโครงสร้างบ้าน (ปูนขาว ปูนพื้นผนัง)
  • ระบบท่อที่หลอมไม่กระชับ

          เรดอน-222 ยังสามารถเข้ามาปะปนกับอากาศภายในบ้านโดยผ่านทางบ่อน้ำ แต่ก็จะมีเป็นส่วนน้อย ถ้าเปรียบเทียบกับการที่จะผ่านเข้ามาจากชั้นฐานรากของบ้าน

จะทดสอบเรดอน-222 ได้อย่างไร ? (How Do You test for Radon?)
เรดอน-222 เป็นแก๊สไม่มีสีไม่มีกลิ่น จึงต้องมีการทดสอบเพื่อที่จะตรวจสอบการปรากฎอยู่ของมัน ที่จริงมีคำแนะนำจากหน่วยงานของสหรัฐอเมริกา ได้แก่ U.S. Office of the Surgeon General และ U.S. EPA ให้ทุก ๆ บ้านมีการตรวจทดสอบหาเรดอน-222 โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้ากำลังอยู่ในการหาซื้อบ้านหรือการขายบ้าน หรือกำลังก่อสร้างบ้าน การทดสอบสามารถดำเนินการได้โดยการใช้นักวิชาการอาชีพ หรือเจ้าของบ้านดำเนินการด้วยตัวเองโดยการใช้ชุดสำเร็จ “ดำเนินการด้วยตัวเอง (do-it-yourself)” ข้อสำคัญก็คือ ไม่ว่าการดำเนินการนั้นจะเป็นบริการจากผู้ชำนาญการหรือใช้ชุดสำเร็จรูป จะต้องได้รับการรับรองมาตรฐานจาก EPA

          ทั้งนี้เพราะระดับของเรดอน-222 มีการเปลี่ยนแปลงได้ในวันต่อวัน และขึ้นอยู่กับแต่ละฤดูกาล การทดสอบสามารถดำเนินการแบบระยะสั้น (สองถึงเก้าสิบวัน) หรือแบบระยะยาว (มากว่าสามเดือน) การทดสอบระยะสั้นจะมีข้อดีในกรณีที่ต้องการทราบผลอย่างรวดเร็ว และควรตามมาด้วยการทดสอบระยะสั้นแบบอื่นภายหลัง การทดสอบระยะยาวจะให้ผลข้อมูลถึงระดับของเรดอน-222 เฉลี่ยรอบปีของบ้านได้ดีกว่า ทั้งนี้เครื่องมือทดสอบควรวางให้อยู่ที่ระดับต่ำสุดของบ้าน

อุปกรณ์การทดสอบเรดอน-222 (Radon Test Devices)
ชุดทดสอบ เรดอน-222 จะตรวจสอบ เรดอน-222 โดยตรง หรือผลผลิตตัวลูกของการสลายของเรดอน-222 โดยจะมีอุปกรณ์ทดสอบอยู่สองประเภทคือ แบบทางอ้อม (passive) และแบบทางตรง (active) อุปกรณ์ทดสอบแบบทางอ้อมไม่ต้องใช้ไฟฟ้า และโดยทั่วไปจะจับเรดอน-222 และผลผลิตตัวลูกจากการสลาย เพื่อนำมาวิเคราะห์ผลในห้องปฏิบัติการทดสอบในภายหลัง อุปกรณ์ทดสอบแบบทางอ้อมจะรวมถึงตลับบรรจุถ่าน (charcoal canisters) ชุดหัววัดกัมมันตรังสีของตลับถ่าน แบบหัววัด liquid scintillation detectors ชุดหัววัดแอลฟา (alpha track detectors) และชุดหัววัดแบบ electret ion detectors

  • ตลับบรรจุถ่าน (charcoal canisters) และชุดหัววัดกัมมันตรังสีแบบแสงวับของตลับถ่าน (charcoal liquid scintillation detector) จะดูดจับเรดอน-222 และผลผลิตจากการสลายจะถูกดูดจับเก็บไว้ในตลับถ่าน ในห้องปฏิบัติการทดสอบอนุภาคกัมมันตรังสีที่ถูกปลดปล่อยออกมาจากตลับถ่าน จะถูกตรวจนับโดยตรงด้วยหัววัดแบบโซเดียมไอโอไดด์ หรือเปลี่ยนเป็นแสงในตัวกลางการเปล่งแสงวับแบบของเหลว (liquid scintillation medium) และถูกตรวจนับโดยหัววัดการเปล่งแสงวับแบบของเหลว (liquid scintillation detector)
  • ชุดหัววัดแอลฟา (alpha track detectors) จะมีแผ่นฟิล์มพลาสติก ที่สามารถสลักรอยทาง (track) ให้เห็นได้เมื่ออนุภาคแอลฟาวิ่งมากระทบ ในห้องปฏิบัติการทดสอบ แผ่นพลาสติกนี้จะถูกนำมาทำปฏิกริยาทางเคมีทำให้มองเห็นรอยทาง การวิ่งมากระทบของแอลฟาปรากฎบนแผ่นฟิล์ม ดังนั้นจึงสามารถที่จะตรวจนับรอยที่ปรากฎนี้ได้
  • Electret ion detectors จะมีแผ่นเทฟลอนกลมซึ่งได้ใส่ประจุไฟฟ้าสถิตเอาไว้ เมื่อมีไอออนที่เกิดจากการสลายของเรดอน-222 วิ่งมากระทบแผ่นเทฟลอนกลมนี้ ประจุไฟฟ้าก็จะลดลง ในห้องปฏิบัติการทดสอบ ประจุที่ลดลงนี้ ก็จะถูกตรวจวัดและนำมาคำนวนเป็นระดับของเรดอน-222

          โดยทั่วไปของอุปกรณ์แบบทางอ้อมทั้งหมดแล้ว ยกเว้นเพียงส่วนของ Electret ion detector จะมีขายอยู่ในร้านฮาร์ดแวร์ หรื่อสั่งซื้อได้ทางไปรษณีย์ ในส่วนของ Electret ion detector จะมีอยู่เฉพาะในห้องปฏิบัติการทดสอบ อุปกรณ์แบบทางอ้อมนี้โดยทั่วไปแล้วจะมีราคาถูกกว่าอุปกรณ์ทดสอบแบบทางตรง และการใช้งานก็ง่าย อาจมีการฝึกอบรมการใช้งานเพียงเล็กน้อยหรืออาจไม่ต้องฝึกการใช้งานก็ได้ อุปกรณ์แบบทางอ้อม เช่น ตลับบรรจุถ่าน และหัววัดปริมาณรังสีของตลับบบรรจุถ่านแบบ liquid scintillation detector มักจะใช้ในการทดสอบในช่วงเวลาสั้น ๆ เท่านั้น

          ในทางตรงกันข้าม อุปกรณ์แบบทางตรงจะต้องมีพลังงานไฟฟ้า และรวมทั้งอุปกรณ์การตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง (การตรวจติดตามเรดอน-222 อย่างต่อเนื่อง การตรวจติดตามระดับการทำงานอย่างต่อเนื่อง) อุปกรณ์แบบทางตรงจะตรวจจับและบันทึกเรดอน-222 และผลผลิตตัวลูกของการสลายของเรดอนอย่างต่อเนื่อง โดยปกติทั่วไป ราคาจะแพงกว่าและต้องการการฝึกอบรมการใช้งานอย่างมืออาชีพ

          อัตราเฉลี่ยระดับของเรดอน-222 ในบ้านมีประมาณ 1.25 พิโกคูรีต่อปริมาตรอากาศหนึ่งลิตร (pCi/L) ถ้าระดับผลการทดสอบมีค่าใกล้ระดับ 4pCi/L หรือมากกว่า จะต้องมีการดำเนินการอย่างใดอย่างหนึ่งเพื่อลดระดับของเรดอน-222 ลง ซึ่งการลดระดับลงก็โดยการป้องกันไม่ให้มีเรดอน-222 เข้ามาในบ้าน หรือการขจัดมันออกไปจากบ้าน การแก้ปัญหาโดยทั่วไปก็โดยการระบายอากาศออกจากห้องใต้ดินหรือในส่วนที่ต่ำกว่าพื้นของบ้าน

ความเสี่ยงต่อสุขภาพของเรดอน-222 มีอะไรบ้าง ? (What is the Health Risk of Radon?)
          ยังไม่ปรากฏรายงานถึงผลกระทบหรืออาการในระยะสั้น ถึงการได้รับการแผ่รังสีจากเรดอน-222 จะมีเพียงแต่รายงานถึงผลกระทบระยะยาวก็คือ การเป็นระเร็งปอด ถ้าเราหายใจเอาเรดอน-222 อะตอมเข้าไป อะตอมเรดอน-222 ก็จะเกิดการสลายขณะที่อยู่ในปอด เมื่อเรดอน-222 สลาย จะกลายเป็นพอโลเนียม-218 ซึ่งเป็นโลหะและจะมีการสะสมอยู่ในปอด และหลังจากผ่านไปในชั่วโมงต่อมา พอโลเนียม-218 ก็จะมีการปลดปล่อยอนุภาคแอลฟา อนุภาคบีตา และรังสีแกมมา และในที่สุดก็จะกลายเป็นตะกั่ว-210 ที่มีอายุครึ่งชีวิต 22 ปี ซึ่งในบริบทนี้จัดว่ามีความเสถียรพอสมควร แต่ในตอนนี้ได้มีอะตอมของตะกั่วอยู่ในระบบของร่างกายแล้ว ซึ่งจะนำมาซึ่งปัญหาในตัวเอง จากความรวดเร็วและระยะเวลาที่ต่อเนื่องนานหลายชั่วโมง ที่เกิดการปลดปล่อยอนุภาคแอลฟา อนุภาคบีตา นำมาซึ่งการเกิดการกลายพันธุ์ของเนื้อเยื่อของปอดในเวลาต่อมา อันเป็นเหตุให้เกิดมะเร็งปอด การสูบบุหรี่จัด ๆ จะเพิ่มความเสี่ยงในการเป็นมะเร็งปอด อันเป็นเหตุมาจากการได้รับการแผ่รังสีจากเรดอน

          ดังกล่าวมาทั้งหมดนี้ จะเห็นได้ว่า แก๊สเรดอน-222 ความเข้มข้นสูงเป็นสิ่งอันไม่พึงประสงค์ที่จะให้มีอยู่ภายในบ้านเรือน แม้จะเป็นความจริงว่า แก๊สนี้จะมาจากธรรมชาติอย่างสมบูรณ์ก็ตาม

ถอดความจาก http://home.howstuffworks.com/home-improvement/household-safety/tips/radon3.htm

โพสต์เมื่อ : 28 กันยายน 2555