☢️ ☢️ ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับ ซีเซียม-137 (Caesium-137) ☢️ ☢️

ตั้งเป็นกระทู้คำถาม  เพื่อจะ comment ได้ทุกท่าน

สวัสดีครับ เพื่อนสมาชิกพันทิป smile
ช่วงนี้  กระแสความวิตกกังวลเรื่อง "ซีเซียม 137"
กำลังมาแรง  จึงขอนำเสนอความรู้เบื้องต้น
เกี่ยวกับเรื่องนี้  เพื่อให้ท่านทราบถึงคำศัพท์ต่าง ๆ
เผื่อว่าเห็นในข่าวจะได้เข้าใจความหมายครับ

ซีเซียม 137 (Caesium-137)  คืออะไร
Caesium  เป็นธาตุบริสุทธิ์ชนิดหนึ่ง
เป็นธาตุโลหะอัลคาไล  ลักษณะอ่อน-เหลว
 มีจุดหลอมเหลว 28.5 °C   สีเงินผสมทอง 
มันเป็น 1 ใน 5 ธาตุโลหะที่เป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้อง
(เราคุ้นเคย ปรอท อยู่ตัวเดียวที่เป็นโลหะเหลว)

   บรรดาธาตุทุกประเภทในโลกเรา
จะมีลักษณะอย่างหนึ่งที่เรียกว่า Isotope
(อ่านละเอียด ๆ ได้ที่นี่ครับ)
http://nkc.tint.or.th/nkc51/nkc5101/nkc5101t.html

Isotope ของธาตุต่าง ๆ จะมีแบบ เสถียร (Stable)
และ  ไม่เสถียร (Unstable)   ตัวที่ไม่เสถียรจะสลายตัว
ปล่อยกัมมันตรังสี (Radioactive) ออกมาครับ
Isotope หนึ่งของธาตุ Caesium ที่นำมาใช้ประโยชน์
คือ Caesium-137  ประโยชน์ของมันก็คือ
Caesium-137 จะสลายตัว (Decay) ปล่อยอนุภาค
ออกมา 2 ตัว คือ  อนุภาค Beta และ Gamma
การใช้ประโยชน์คือ  นำอนุภาคนี้ไปใช้ทางการแพทย์
ในอุตสาหกรรม  วิทยาศาสตร์  เพราะ Beta , Gamma
มันแพร่ "ทะลุ" วัสดุต่าง ๆ ได้

Cs-137  ปกติแล้วจะเป็นโลหะเหลว
ที่อุณหภูมิอุ่น ๆ ร้อน ๆ แบบเมืองไทย


Caesium-137 ในเหตุการณ์นี้  ใช้ทำอะไร ?
โรงไฟฟ้าที่เกิดเหตุ  เป็นโรงไฟฟ้าชีวมวล ครับ
คือนำพวกเศษวัสดุต่าง ๆ ที่เป็นชีวมวล 
อย่าง กากอ้อย  เศษไม้  เป็นเชื้อเพลิง
ในการต้มน้ำนำไอน้ำไปขับ Generator ผลิตไฟฟ้า
ในการ เผา วัสดุเหล่านี้จะต้องมีการตรวจสอบ
ระดับของขี้เถ้าในไซโล  ว่ามีปริมาณเท่าใด
ซึ่งอุปกรณ์ตรวจจับระดับขี้เถ้านี้แหละ  ที่ใช้ Cs-137 
เรียกว่า Nucleonic Gauges  มันจะใช้ธาตุกัมมันตรังสี 2 ตัว
คือ Cs-137 และ Americium-241
แพร่ gamma ray ออกมาใน 2 ระดับพลังงาน
เรียกว่าเทคนิค transmission of dual energy γ-ray
http://instrmentationtechnics.blogspot.com/2016/05/principles-of-nucleonic-gauges.html

คลิปอธิบาย  ผมหาได้ใกล้เคียงสุดอันนี้ครับ
แต่เปลี่ยนจากถังที่มีของเหลว  ไปเป็นไซโลเก็บขี้เถ้า
โดย gamma ray จะทะลุผ่านผนังไซโลไปยัง detector
โดยหากมี Fly Ash (เถ้าลอย) สะสมมาก ๆ
ความเข้มข้นของ gamma ray  ที่รับโดย detector
จะมี level ที่ลดลง

การใช้ Cs-137 มันจะสะดวกมากเพราะมัน "ทะลุ" ผ่านผนังไซโลได้  
ตัวอุปกรณ์เองก็ไม่ต้องบำรุงรักษา  ไม่ต้องใช้ไฟฟ้า
เพราะมันแพร่อนุภาคออกมาเองตลอดเวลา
ใช้ได้นานหลายสิบปีเพียงแค่ติดไว้เฉย ๆ
(แต่ฝั่ง detector จะต้องใช้ไฟฟ้า เพราะมันคือ electronics)
คลิกเพื่อดูคลิปวิดีโอ

Cs-137  อันตรายอย่างไร ?
ด้วยความที่ Cs-137  decay แพร่อนุภาคออกมาตลอดเวลา
มันจึงอันตราย  เพราะอนุภาค Beta , Gamma 
สามารถ "ทะลุ" ผ่านเสื้อผ้า ผ่านผิวหนังเราได้

จากแผนผังการ Decay นี้  จะเห็นว่ามีการปล่อยอนุภาค
ออกมา 2 ตัว คือ Beta , Gamma 
การเข้าใกล้ Cs-137 แค่ 1 -2 เมตร  
(แค่วางไว้เฉย ๆ ไม่มีการฟุ้งกระจาย)
จะทำให้เกิดการไหม้ของผิวหนังจากการทะลุทะลวง
ของอนุภาค Beta , Gamma  และจะเพิ่มความเสี่ยง
ต่อการเกิดมะเร็งเนื่องจากรังสี Gamma เป็น Photons พลังงานสูง 
มันจะทะลุทะลวงเข้าไปในระดับเซลล์ของเรา
ทำให้เซลล์เสียหายในระดับ Atom  
ทำให้เนื้อเยื่อกลายเป็นมะเร็งได้
นอกจากนี้  ร่างกายเราจะเริ่มมีภูมิคุ้มกันลดลง  
เนื่องจากอนุภาค Beta , Gamma ไปทำลายเม็ดเลือดขาว

รายละเอียดของ Alpha  Beta  Gamma


ครึ่งชีวิต  คืออะไร ?
ครึ่งชีวิต  ศัพท์ทางวิทยาศาสตร์คือ Half-life
มันหมายความถึงว่า  ธาตุกัมมันตรังสีตัวนั้น
แพร่อนุภาค (Decay) ด้วยอัตราเร็วเท่าใด
ธาตุใด  Isotope ใด  มีครึ่งชีวิต สั้น คือ อันตราย
เพราะมันจะแพร่รังสีเร็วมากจนมันสลายตัวไปหมดเร็ว
อย่าง Cs-137  มีครึ่งชีวิต 30.1 ปี  ก็หมายความว่า
Cs-137  100 กรัม  เมื่อตั้งทิ้งไว้ 30.1 ปี
มันจะสลายตัวจนก้อนนั้นหดลงเหลือ 50 กรัม
และ .... หากตั้งทิ้งต่อไปอีก 30.1 ปี
ก้อน Cs-137 จะสลายตัวหดลงเหลือ 25 กรัม
ขอแนะนำเวบสำเร็จรูปคำนวณ Half-life ครับ
https://www.omnicalculator.com/chemistry/half-life


หากได้รับกัมมันตรังสีจาก Cs-137  มีทางรักษาหรือไม่ ?
ในทางการแพทย์จะมีวิธีรักษามานานแล้วครับ
โดยใช้ ปรัสเซียนบลู (Prussian blue)
อ่านรายละเอียด (ภาษาไทย) ได้ที่นี่
http://nkc.tint.or.th/nkc54/content-01/nstkc54-031.html

ดูราคาจากเวบต่างประเทศ  กระปุกละประมาณ 3,000 บาท
แต่  (คิดว่า) หากมีคนเจ็บป่วยจาก Cs-137
ทางรัฐจะต้องรักษาฟรีแน่นอน (ลองไม่ฟรี สิเมิง)

คำว่า "ฝุ่นแดง" ในข่าวต่าง ๆ คืออะไร ?
ขออธิบายเรื่องเตาหลอมเหล็ก ก่อนครับ
เตาหลอมเหล็กจะใช้อุณหภูมิประมาณ 1,600 - 1,700 ℃
เพื่อหลอมเหล็กทุกประเภทให้ละลายเป็นของเหลวสมบูรณ์
และ  เหล็กทั่วไปที่ใช้ในอุตสาหกรรม / โครงสร้างต่าง ๆ
จะเป็นเหล็กกัลวาไนซ์  คือ เหล็กที่ถูกนำไปชุบกัลวาไนซ์ (สังกะสี)
หรือจะเรียกกันว้า เหล็กชุบซิงค์  ทั้งนี้เพื่อเหล็กทนต่อความชื้น
เมื่อนำเศษเหล็กเหล่านี้  และอาจมีสิ่งแปลกปลอม
ปะปนเข้าไปอย่างอุปกรณ์ตัวนี้ .... เมื่อเข้าไปในเตา
เจอความร้อน 1,700 ℃  สังกะสีที่ทีจุดเดือด 950 ℃
และ  Cs-137 ที่มีจุดเดือด 670 ℃  จะกลายเป็นไอ
ฟุ้งอยู่ในเตาหลอม  และเมื่อปิดเตา  ไอสังกะสี  
ไอ Cs-137  และ ไอวัสดุอื่น ๆ  จะกลายเป็น "ฝุ่น"
รวม ๆ กันเป็นสีแดง  จึงเรียกว่า "ฝุ่นแดง" ครับ
ทีนี้  หากโรงหลอมแห่งนั้นได้พลาดหลอมอุปกรณ์นี้
ฝุ่นแดงที่โกยออกมาจากเตาหลอม  จะมีผง Cs-137
ปะปนอยู่ด้วย  และมันจะแพร่รังสีตลอดเวลา
"ฝุ่นแดง" จะถือเป็นของเสียจากโรงถลุง/หลอมเหล็ก
ปกติแล้ว  โรงงานในไทยจะส่งฝุ่นแดงไปยังโรงงานรีไซเคิลในไทย
หรือ  อาจส่งออกไปยังต่างประเทศเพื่อรีไซเคิลเอาสังกะสี
ที่อยู่ในฝุ่นแดงมาใช้ประโยชน์อีก

จบแล้วครับ smile
(ข้อมูลทั้งหมดประมวลมาจากหลายเวบ  จำ link ต้นทางไม่ได้หมด
หากต้องการอ้างอิง  จะไปหาเวบต้นทางมาให้ครับ)
แก้ไขข้อความเมื่อ
สุดยอดความคิดเห็น
ความคิดเห็นที่ 11
อันนี้เล่าจากความทรงจำร้วนๆ ผิดถูกอย่างไรใครมีข้อมูลช่วยเสริมได้น้ะครับ
เมื่อเกือบ 30 ปีที่แล้ว โรงงานที่ผมทำงานอยู่ มีเจ้าตัวนี้อยู่นับสิบตัวทีเดียว ทรงกระบอกของมันมีเส้นผ่าศูนย์กลาง ประมาณ 15 ซม. ยาว 20 ซม.เห็นจะได้แต่มันหนักมาก น่าจะสัก 25-30 กก.ทางด้านบนของมันจึงต้องมีห่วงเอาใว้ใช้รอกยก

  สาเหตุที่ตัวมันหนักมากเพราะ ตัวถังชั้นนอกของมันเป็นเหล็ก ชั้นในเป็นตะกั่ว หนามาก ตัวสารซีเซียม จริงๆคงมีขนาดไม่ใหญ่ไปกว่า เมล็ดถั่วลิสง
ทางด้านท้ายจะมีก้าน ชัตเตอร์ลักษณะเป็นเหล็กแผ่นแบน เจาะรู 2 รู เมื่อใช้งานจะบิดก้านชัตเตอร์ให้รู B ตรงกับรูสกรูบนตัวถังของมัน แล้วใช้สกรูล๊อกใว้ไม่ให้ตำแหน่งใบชัตเตอร์เคลื่อนไปโดยไม่ตั้งใจ(ในรูปไม่มีสกรูตัวนี้)
เมื่อจะทำการซ่อมบำรุงระบบ หรือปิดชัตเตอร์ ก็จะบิดก้านชัตเตอร์ให้รู A  มาตรงกับ รู C แล้วใช้แม่กุญแจคล้องใว้เพื่อป้องกันผู้ที่ไม่เกี่ยวข้องมาเปิด


ในสภาวะปกติการแพร่กระจายรังสี จะมีเฉพาะในทิศทางด้านหน้าของตัวมันเท่านั้น
ผมทำหน้าที่ดูแล ตรวจเช็ก ตรวจวัดรังสี บริเวณพื้นที่ข้างเคียง ติดสติกเกอร์แจ้งเตือน ประจำทุกสัปดาห์ ทุกวันนี้เทคโนโลยีเครื่องมือวัดก้าวหน้าไปมากแล้ว ไม่ว่าจะเป็น เรดาร์ อุลตร้าโซนิค เลย์เซอร์ ตัวนี้ก็เลยเลิกใช้งานไป
ทุกวันนี้ยังเก็บสติกเกอร์เอาใว้เป็นที่ระลึก จนมีข่าวนี้จึงได้มีโอกาสคิดถึงความหลังครั้งเยาว์วัย
ความคิดเห็นที่ 25
ขอเพิ่มเติมการคำนวณอีกหน่อยครับ
ว่า ณ วันนี้จะเหลือปริมาณ Cs-137 ในกระบอกนั้นเท่าใด

ที่ผ่านมา  ข้อมูลต่าง ๆ ที่เปิดเผย
มีเพียงปริมาณของ Radio Activity ของอุปกรณ์นี้
(อัตราการปล่อยรังสีของอุปกรณ์)
ซึ่งที่ nameplane แสดงไว้ = 80 mCi

แต่ยังไม่มีการระบุ "มวล" ตั้งต้นของ Cs-137 ในกระบอกนั้นเลย
ผมจึงลองไปคำนวณเทียบเคียงตามที่ท่านสมาชิกหมายเลข 1716385
ได้คำนวณไว้ใน คห.4 ครับ   โดยผมใช้การคำนวณแบบนี้
https://en.wikipedia.org/wiki/Becquerel

เมื่อแทนค่าแล้ว  ออกมาเพียง 0.922166 มิลลิกรัม (ปริมาณเมื่อ 28 ปีที่แล้ว)

ดังนั้น  วันนี้จะเหลือ Cs-137 ในกระบอก
เพียงแค่ 0.4839285 มิลลิกรัม
ซึ่ง  น่าจะปลอดภัยหากแพร่ออกไปจริง ๆ
https://www.omnicalculator.com/chemistry/half-life
ความคิดเห็นที่ 27
การแพร่กระจายของ Cs-137 ในตอนนี้
ยังไม่มีการระบุจากหน่วยงานใด ๆ
เพราะมันประเมินได้ยากมากครับ

ดังนั้น  หากลองคำนวณแบบสุดโต่งไปเลย
โดยใช้ข้อมูล ณ วันนี้คือการแพร่รังสีของ Cs-137
จะเหลือ ณ วันนี้ประมาณ 40 mCi (มิลลิคิวรี)
ค่า 40 mCi นี่หมายความว่าเอาผง Cs-137 ทั้งหมด
มากองรวมกันตรงหน้าเราเลย

แต่ปริมาณจริง ๆ ที่ประชาชนจะได้รับ
จะเกิดจากการพัดพาฝุ่นรังสีของลม
ขอสมมุติให้ว่าเราได้รับฝุ่นรังสี
ที่มีอัตราแพร่รังสีประมาณ 0.4 mCi
(ซึ่ง เป็นการสมมุติที่มากแบบสุดโต่ง)

จะคำนวณได้ความเข้มรังสีที่ร่างกายได้รับ  ดังนี้
http://www.radprocalculator.com/Gamma.aspx

จากค่าที่ร่างกายได้รับแค่นี้  ถือว่าปลอดภัย
ดังนั้น  ผมคิดว่าไม่ต้องกังวลมากจนเกินไปครับ
แสดงความคิดเห็น
โปรดศึกษาและยอมรับนโยบายข้อมูลส่วนบุคคลก่อนเริ่มใช้งาน อ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่