พลังงานนิวเคลียร์
คือพลังงานที่ปลดปล่อยออกมาเมื่อนิวเคลียสของอะตอมเกิดการเปลี่ยนแปลง ไม่ว่าจะเป็นการแตกตัวหรือรวมตัวของนิวเคลียสของตะตอม ซึ่งพลังงานที่ปลดปล่อยออกมาจะอยู่ในรูปของ "พลังงานความร้อน" และ "รังสี"
ปฏิกิริยาแตกตัวของนิวเคลียสของอะตอมหรือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน (Fission) ซึ่งมีธาตุยูเรเนียม-235 เป็นเชื้อเพลิง สามารถนำมาใช้ประโยชน์เพื่อผลิตไฟฟ้าในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ สำหรับปฏิกิริยารวมตัวของนิวเคลียสของอะตอมหรือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน (Fusion) ปัจจุบันอยู่ในขั้นตอนการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อการนำไปใช้ผลิตไฟฟ้าในอนาคต
รังสีคืออะไร
รังสี (Radiation) เป็นพลังงานที่แผ่มาจากต้นกำเนิดรังสีผ่านอากาศหรือสสาร ซึ่งอาจอยู่ในรูปคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น แสงสว่าง คลื่นวิทยุ รังสีอินฟราเรด รังสีเอกซ์ รังสีแกมมา หรืออยู่ในรูปของอนุภาค เช่น รังสีแอลฟา รังสีบีตา นิวตรอน เป็นต้น
ชนิดของรังสี
- รังสีชนิดไม่ก่อไอออน (Non-Ionizing Radiation) เป็นรังสีที่มีพลังงานต่ำ เมื่อปะทะหรือผ่านเข้าไปในตัวกลางใด ๆ แล้วไม่สามารถทำให้ตัวกลางนั้นแตกตัวเป็นไอออน ได้แก่ คลื่นแสง รังสีอินฟราเรด คลื่นไมโครเวฟ เป็นต้น
- รังสีชนิดก่อไอออน (Ionizing Radiation) เป็นรังสีที่มีพลังงานสูง ซึ่งเมื่อปะทะหรือชนกับตัวกลางใด ๆ แล้วทำให้อะตอมของตัวกลางแตกตัว เช่น รังสีเอกซ์ รังสีแกมมา รังสีคอสมิก หรืออนุภาคที่มีพลังงานสูง เช่น รังสีแอลฟา รังสีบีตา และนิวตรอน เป็นต้น
ประเภทของรังสี
รังสีแอลฟา
เป็นรังสีอนุภาคประกอบด้วยโปรตอน 2 อนุภาคและนิวตรอน 2 อนุภาค เท่ากับนิวไคลด์ของธาตุฮีเลียม มีประจุบวก รังสีแอลฟามีอำนาจทะลุทะลวงต่ำ สามารถเดินทางผ่านอากาศได้เพียง 2-3 cm ไม่สามารถทะลุผ่านกระดาษหรือผิวหนังได้ แต่มีอันตรายเมื่อเข้าสู่ร่างกาย รังสีแอลฟาสามารถกั้นได้ด้วยแผ่นกระดาษแข็ง
รังสีบีตา
เป็นอนุภาคอิเล็กตรอน (เบตาลบ) และโพสิตรอน (เบตาบวก) ซึ่งถูกปล่อยออกมาจากนิวเคลียสอะตอมที่ไม่เสถียร รังสีบีตาสามารถทะลุผ่านผิวหนังและเป็นอันตรายต่อดวงตา ทั้งนี้ รังสีบีตาสามารถกั้นด้วยวัสดุที่มีเลขมวลต่ำ เช่น แผ่นพลาสติกหนา
รังสีแกมมา
เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ภายในนิวเคลียส รังสีแกมมาไม่มีมวล ไม่มีประจุ มักเกิดร่วมกับรังสีแอลฟาและบีตา มีอำนาจทะลุทะลวงสูง โดยรังสีแกมมามีอันตรายมากกว่ารังสีแอลฟาและบีตาเมื่อแหล่งรังสีอยู่ภายนอก ทั้งนี้ รังสีแกมมาสามารถกั้นได้ด้วยวัสดุที่มีความหนาแน่นสูง เช่น เหล็ก และ ตะกั่ว
รังสีนิวตรอน
นิวตรอนเป็นอนุภาคไม่มีประจุไฟฟ้า สามารถผ่านเข้าไปในอะตอมของธาตุต่าง ๆ ได้ดีรวมถึงเซลล์สิ่งมีชีวิต โดยทั่วไปนิวตรอนมักเกิดขึ้นจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ เช่น ปฏิกิริยาฟิชชัน โดยวัสดุที่ใช้ในการกำบังนิวตรอนจะมีธาตุไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบ เช่น น้ำ พาราฟิน คอนกรีต และโพลีเอทีลีน
แหล่งกำเนิดรังสี (Radiation source)
แหล่งกำเนิดรังสีในธรรมชาติ
แหล่งกำเนิดรังสีในธรรมชาติ มาจากการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้นพร้อมกำเนิดของโลก โดยเป็นองค์ประกอบของหิน ดิน แร่ธาตุต่าง ๆ ซึ่งประกอบกันเป็นเปลือกโลก เช่น ธาตุในกลุ่มอนุกรมทอเรียม (Thorium series) และอนุกรมยูเรเนียม (Uranium series)
เราสามารถพบรังสีทั้งในธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม เช่น ในอากาศ อาหาร น้ำดื่ม พื้นดิน หิน สินแร่ รวมถึงรังสีคอสมิกจากอวกาศ เป็นต้น โดยค่าเฉลี่ยของรังสีตามธรรมชาติที่มนุษย์ได้รับต่อคนต่อปี มีค่าอยู่ที่ประมาณ 2.4 มิลลิซีเวิร์ต (mSv)
แหล่งกำเนิดรังสีที่มนุษย์สร้างขึ้น
แหล่งกำเนิดรังสีที่มนุษย์สร้างขึ้น เป็นรังสีที่เกิดขึ้นจากการนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ เช่น การผลิตไฟฟ้า การเกษตร การแพทย์ และอุตสาหกรรม ตัวอย่างรังสีทางการแพทย์ เช่น รังสีเอกซ์จากเครื่องเอกซเรย์ โดยการถ่ายเอกซเรย์ปอด 1 ครั้ง ทำให้คนได้รับรังสีเพิ่ม 0.1 mSv ทั้งนี้ประชาชนทั่วไปจะได้รับรังสีจากการแพทย์เฉลี่ย 0.3 mSv ต่อปี