การวัดปริมาณรังสี

การวัดปริมาณรังสี (Radiation Dosimetry) ในสาขาฟิสิกส์สุขภาพ (Health Physics) และการป้องกันรังสี คือกระบวนการวัด การคำนวณ และการประเมินปริมาณรังสีไอออไนซ์ (Ionizing Radiation) ที่วัตถุหรือร่างกายมนุษย์ดูดกลืนเข้าไป ซึ่งครอบคลุมทั้งการได้รับรังสีจากภายนอกร่างกาย (External Exposure) และการได้รับรังสีจากภายในร่างกาย (Internal Exposure) อันเนื่องมาจากการสูดดมหรือการรับประทานสารกัมมันตรังสี

ประเภทของการวัดปริมาณรังสี

การประเมินปริมาณรังสีแบ่งออกเป็นสองรูปแบบหลักตามแหล่งที่มาของรังสี ดังนี้:

• การวัดปริมาณรังสีภายนอก (External Dosimetry): อาศัยการใช้เครื่องวัดปริมาณรังสี (Dosimeter) หรือการคำนวณจากเครื่องมือตรวจวัดทางรังสีในพื้นที่ เพื่อประเมินปริมาณรังสีที่ร่างกายได้รับจากแหล่งกำเนิดภายนอก
• การวัดปริมาณรังสีภายใน (Internal Dosimetry): ใช้เทคนิคการเฝ้าระวัง การตรวจวิเคราะห์ทางชีวภาพ (Bio-assay) หรือการสร้างภาพทางรังสี เพื่อประเมินปริมาณรังสีที่เกิดจากสารกัมมันตรังสีที่เข้าสู่ร่างกาย

การประยุกต์ใช้ในด้านต่างๆ

การป้องกันรังสีและอาชีวอนามัย

การวัดปริมาณรังสีถูกนำมาใช้เพื่อความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงานที่ต้องสัมผัสกับรังสีเป็นประจำ โดยมีการใช้เครื่องวัดปริมาณรังสีส่วนบุคคลเพื่อบันทึกปริมาณรังสีสะสม หากเกิดอุบัติเหตุทางรังสี เช่น เหตุการณ์ที่เกาะฟุกุชิมะ เชอร์โนบิล หรือ Three Mile Island การวัดปริมาณรังสีจะมีบทบาทสำคัญในการประเมินระดับการปนเปื้อนและปริมาณรังสีที่ประชาชนได้รับจากสิ่งแวดล้อม

การวัดปริมาณรังสีทางการแพทย์ (Medical Dosimetry)

ในทางการแพทย์ การวัดปริมาณรังสีมีความสำคัญอย่างยิ่งในการวางแผนการรักษาด้วยรังสี (Radiation Therapy) เพื่อคำนวณปริมาณรังสีดูดกลืนที่เหมาะสมสำหรับทำลายเซลล์มะเร็ง และควบคุมปริมาณรังสีที่จะส่งผลกระทบต่อเนื้อเยื่อปกติรอบข้าง โดยนักฟิสิกส์การแพทย์จะใช้กราฟเปอร์เซ็นต์ปริมาณรังสีตามความลึก (Percentage Depth Dose curves) และโปรไฟล์ปริมาณรังสีในการวางแผนการรักษา นอกจากนี้ยังมีการใช้เทคนิค Gel Dosimetry เพื่อประเมินการกระจายตัวของปริมาณรังสีแบบสามมิติ

การวัดปริมาณรังสีในสิ่งแวดล้อม (Environmental Dosimetry)

ใช้เพื่อประเมินปริมาณรังสีที่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมทั่วไป ตัวอย่างที่สำคัญคือการตรวจวัดก๊าซเรดอน (Radon) ซึ่งเป็นก๊าซกัมมันตรังสีที่เกิดจากการสลายตัวของยูเรเนียมในเปลือกโลกและสามารถสะสมในอาคารได้ ก๊าซเรดอนถือเป็นแหล่งกำเนิดรังสีตามธรรมชาติที่ใหญ่ที่สุดสำหรับประชาชนทั่วไป และเป็นสาเหตุหนึ่งของการเกิดมะเร็งปอด

เครื่องมือและวิธีการวัดปริมาณรังสี

เครื่องวัดปริมาณรังสีส่วนบุคคล

ผู้ที่ทำงานเกี่ยวข้องกับรังสีมักพกเครื่องวัดปริมาณรังสีส่วนบุคคล ซึ่งมีวิวัฒนาการดังนี้:

• ฟิล์มแบดจ์ (Film Badge Dosimeters): ใช้ฟิล์มถ่ายภาพในการบันทึกปริมาณรังสี (ปัจจุบันได้รับความนิยมน้อยลง)
• TLD และ OSL: เครื่องวัดแบบ Thermoluminescent Dosimetry (TLD) และ Optically Stimulated Luminescence (OSL) ซึ่งมีความแม่นยำสูงกว่า
• FNTD: เครื่องวัดแบบ Fluorescent Nuclear Tract Detector (FNTD)
• เครื่องวัดปริมาณรังสีส่วนบุคคลแบบอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Personal Dosimeters - EPDs): ใช้เทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ สามารถแสดงค่าอัตราปริมาณรังสีได้แบบเรียลไทม์ และมีระบบแจ้งเตือนด้วยเสียงและแสงเมื่อปริมาณรังสีเกินกำหนด

การประเมินค่าปริมาณรังสี

ตามแนวทางของคณะกรรมการระหว่างประเทศด้านการป้องกันรังสี (ICRP) หากสวมเครื่องวัดปริมาณรังสีในตำแหน่งที่เป็นตัวแทนของการได้รับรังสีทั่วร่างกาย ค่า Personal Dose Equivalent Hp(10) จะถูกนำมาใช้เพื่อประมาณค่าปริมาณรังสีประสิทธิผล (Effective Dose) เพื่อใช้ในการคุ้มครองทางรังสี