Study on Safety Assessment and Application of NORM radiation measurement in Environment

การศึกษาด้านการประเมินความปลอดภัยและประยุกต์ใช้การตรวจวัดกัมมันตรังสีตามธรรมชาติ (Naturally occurring radioactive materials: NORMs) ในสิ่งแวดล้อม

Naturally Occurring Radioactive Materials (NORMs) คือวัสดุที่พบในสิ่งแวดล้อมที่ประกอบไปด้วยธาตุกัมมันตรังสีตามธรรมชาติหรือเรียกสั้นๆ ว่า “NORMs” มีแหล่งที่มาจากเปลือกโลก (terrestrial sources) เช่น หิน ดิน และทราย เป็นต้น โดยธาตุกัมมันตรังสี (radioactive elements) เหล่านี้สลายตัวในอนุกรมยูเรเนียมและทอเรียม (uranium and thorium series) ธาตุหลักๆ ที่พบ เช่น เรเดียม-226 (²⁶⁶Ra; T_1/2 = 1602 yr) ทอเรียม-232 (²³²Th; T_1/2 = 1.4×10^10 yr) เรดอน-222 (²²²Rn; T_1/2 = 3.8 d) เป็นต้น และธาตุกัมมันตรังสีที่สลายตัวทางรังสีในอนุกรมอื่นๆ ที่ไม่ได้มาจากอนุกรมยูเรเนียมและทอเรียม เช่น โพแทสเซียม-40 (K-40; T_1/2 = 1.25×10^6 yr) นอกจากนี้ NORMs ยังรวมถึงธาตุกัมมันตรังสีตามธรรมชาติที่มาจากนอกโลกหรือเรียกว่า cosmogenic NORMs เช่น คาร์บอน-14 (C-14; T_1/2 = 5,700 yr) ทริเทียม (H-3; T_1/2 = 12.32 yr) โซเดียม-22 (Na-22; T_1/2 = 2.60 yr) และ เบริลเลียม-7 (Be-7; T_1/2 = 53.22 d) เป็นต้น

ใน 10 กว่าปีที่ผ่านมามีโครงการวิจัยของสถาบันฯ จำนวนมากที่ศึกษาเกี่ยวกับผลกระทบต่อสุขภาพ การประเมินความปลอดภัยจากการได้รับรังสีทั้งภายในและภายนอกร่างกายของประชาชนและผู้ปฏิบัติงาน เพื่อพัฒนาคุณภาพชีวิตและสุขอนามัยของประชาชนในการดำเนินชีวิตประจำวันอย่างต่อเนื่อง ทั้งยังมุ่งเน้นการนำเทคโนโลยีนิวเคลียร์ใหม่ๆ มีความทันสมัยมาใช้ในการตรวจวัดวัสดุที่ประกอบไปด้วยนิวไคลด์กัมมันตรังสีตามธรรมชาติ เพื่อประยุกต์ใช้ในการแก้ไขปัญหาต่างๆ ของประเทศด้วย นอกจากนี้สถาบันฯ ยังพร้อมให้บริการตรวจวัดนิวไคลด์กัมมันตรังสีในสิ่งแวดล้อมและบริการวิจัย เพื่อส่งเสริมการวิจัยและพัฒนางานด้านการวิจัยร่วมกับหน่วยงานต่างๆ

3.1 การศึกษาการประเมินความปลอดภัยและผลกระทบต่อสุขภาพอันเนื่องจากการรับรังสีเข้าสู่ภายในและภายนอกร่างกาย

โดยทั่วไปแล้วกิจกรรมต่างๆ ในชีวิตประจำวันของมนุษย์ค่อนข้างส่งเสริมให้เพิ่มปริมาณของ NORMs จากระดับปกติในธรรมชาติ เช่น การเผาไหม้ถ่านหิน การแปรสภาพแร่ ขุดเจาะบ่อน้ำมัน เหมืองแร่ต่างๆ ตลอดจนการใช้ปุ๋ยทางการเกษตรและวัสดุก่อสร้าง เป็นต้น NORMs เป็นแหล่งที่มาหลักๆ ของการได้รับรังสีเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ การได้รับปริมาณรังสีที่สูงและเป็นเวลานานเป็นการเพิ่มความเสี่ยงการป่วยเป็นมะเร็ง ดังนั้น การประเมินปริมาณการรับรังสีจากภายนอกร่างกาย (external exposure) ยังสามารถประเมินได้จากปริมาณรับรังสียังผลรายปี (annual effective dose) โดยตรวจวัดระดับความเข้มข้นของธาตุกัมมันตรังสีหลักๆ ที่มาจากตัวอย่างในสิ่งแวดล้อม เช่น ²²⁶Ra ²³²Th และ ⁴⁰K เป็นต้น โดยที่ค่า dose limit สำหรับประชาชนทั่วไปไม่ควรเกิน 1 mSv/y (ICRP, 2007) และการประเมินการรับรังสีภายในร่างกาย (internal exposure) สามารถประเมินจากตรวจวัดระดับความเข้มข้นของเรดอนในตัวอย่างในสิ่งแวดล้อม ค่าปริมาณรังสียังผลรายปีเฉลี่ยทั่วโลก (Worldwide average annual effective dose) ที่เกิดจากการรับเรดอนมีค่าประมาณ 1 mSv/y (UNSCEAR, 2000) เรดอน (radon) ซึ่งเป็นนิวไคลด์กัมมันตรังสี ที่ปราศจากสี ปราศจากกลิ่น เป็นก๊าซเฉื่อย สามารถละลายหรือแพร่ไปสู่น้ำและอากาศได้อย่างรวดเร็ว เรดอนถูกจัดเป็นสารอันตรายที่พบในอากาศทั่วไป ในปี ค.ศ. 2009 องค์การอนามัยโลก (World Health Organization: WHO) ได้ระบุว่าการได้รับเรดอนและลูกหลานเรดอน (radon daughters) ในที่พักอาศัยเป็นระยะเวลานาน ๆ เป็นสาเหตุหลักของการป่วยเป็นมะเร็งปอดอันดับสองรองจากการสูบบุหรี่ และหน่วยงานอื่นๆ ได้มีการออกรายงานระบุว่าเรดอนเป็นสาเหตุหลักของการป่วยเป็นมะเร็งปอดในมนุษย์เช่นกัน อาทิเช่น International Agency of Research on Cancer: IARC (IARC, 1988, 2001) Biological Effects of Ionizing Radiation (BEIR IV, 1988) และ United States Environmental Protection Agency (U.S. EPA, 2000) เป็นต้น U.S. EPA เป็นหน่วยงานที่ดูแลปกป้องสุขภาพของมวลมนุษย์และปกป้องสิ่งแวดล้อมธรรมชาติ ซึ่งได้แก่อากาศ น้ำและดิน (EPA website, 2021) เป็นหน่วยงานที่ให้ความสำคัญเกี่ยวกับอันตรายอันเนื่องจากการรับเรดอนเข้าสู่ร่างกาย โดยได้ประกาศค่าอ้างอิงของเรดอนภายในอาคารควรมีค่าไม่เกิน 148 Bq/m³ สหภาพยุโรปก็มีคำแนะนำเกี่ยวกับนโยบายการควบคุมปริมาณเรดอนภายในอาคาร โดยตีพิมพ์ในวารสาร The Official Journal of Commission of the European Communities (CEC) ในปี 1990 ได้ระบุว่า ค่าเรดอนภายในอาคารไม่ควรเกิน 400 Bq/m³ ถ้าสูงกว่านี้ควรมีวิธีลดความเข้มข้นของเรดอนภายในอาคารลง และบ้านที่จะสร้างใหม่ควรมีค่าเรดอนไม่เกิน 200 Bq/m³ เพื่อให้มีความปลอดภัยสูงขึ้น นอกจากนี้ท่านยังสามารถศึกษาค่าเกี่ยวกับค่าnational reference levels ที่แต่ละประเทศหรือแต่ละหน่วยงานเพิ่มเติมได้ที่ https://www.ncbi.nlm.gov/books/NBK143221

3.2 การศึกษาการประยุกต์ใช้การตรวจวัดกัมมันตรังสีตามธรรมชาติ (Naturally occurring radioactive materials: NORMs) ในสิ่งแวดล้อม

NORMs ที่พบตามธรรมชาติในสิ่งแวดล้อมแม้มีผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์แต่ก็มีประโยชน์อย่างมากเช่นกัน มีนักวิจัยจำนวนมากทำการศึกษาการประยุกต์ใช้ประโยชน์จากการตรวจวัด NORMs และก๊าซในธรรมชาติ อาทิ เช่น ศึกษาการเปลี่ยนแปลงของก๊าซหรือไอโซโทปรังสีต่างๆ ที่เกิดมาพร้อมเปลือกโลกในธรรมชาติ เช่น ²²²Rn ²²⁰Rn CO₂ He และ N₂ เป็นต้น เมื่อเกิดรอยแตกแยกขนาดใหญ่ในแผ่นเปลือกโลกก็จะพบว่าปริมาณของก๊าซหรือไอโซโทปรังสีเหล่านี้มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ทำให้สามารถทำนายการเกิดแผ่นดินไหวได้ เรดอน เป็นก๊าซเฉื่อยกัมมันตรังสีจัดได้ว่าเป็น “ตัวติดตาม” (tracer) ที่ดีที่สุดตัวหนึ่ง ดังนั้น การตรวจวัดเรดอนจึงเป็นอีกวิธีหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกสนใจประยุกต์ใช้ทำนายการเกิดแผ่นดินไหว อย่างไรก็ตามการตรวจวัดการเปลี่ยนแปลงของก๊าซและไอโซโทปรังสีอื่นๆ ควบคู่จะเป็นการสนับสนุนผลการตรวจวัดเรดอนได้อย่างดี

นอกจากนี้เรดอนยังถูกใช้เป็นตัวติดตามในการศึกษาเกี่ยวกับ submarine groundwater discharge (SGD) เนื่องจากปัญหาด้านภาวะมลพิษ (pollution) อันเนื่องจากแร่ธาตุ สารเคมี สารอาหาร สิ่งสกปรกต่างๆ ถูกทิ้งจะสะสมในดินและซึมลงสู่ระบบน้ำใต้ดิน (underground water) เมื่อน้ำใต้ดินแพร่ผ่านเส้นทางน้ำใต้ดิน(underground pathways) น้ำใต้ดินเหล่านี้จะแพร่ลงสู่ระบบน้ำผิวดิน (surface water) อย่างต่อเนื่องโดยเฉพาะทะเลหรืออ่าวซึ่งมักเป็นที่ตั้งของนิคมอุตสาหกรรมต่างๆ การแพร่ของน้ำใต้ดินจะนำพาเอาแร่ธาตุสารอาหาร (nutrients) สารเคมี สารแขวนลอย โดยเฉพาะจำพวกสารอินทรีย์ (organic matter) ซึ่งมีความสำคัญต่อคุณภาพของน้ำในเรื่องของปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำ (dissolved oxygen: DO) เนื่องจากสารอินทรีย์ที่ซึมผ่านลงสู่น้ำผิวดินจะถูกแบคทีเรียย่อยสลายโดยใช้ออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำ ทำให้ปริมาณออกซิเจนในน้ำลดลงอย่างรวดเร็ว จนเกิดปรากฏการณ์ที่บ่งบอกว่ามีความผิดปกติของระบบนิเวศทางทะเลตามมา เช่น ทะเลมีสีขุ่น หรือเกิดปรากฏการณ์น้ำทะเลเปลี่ยนสี เป็นต้น ซึ่งเหตุการณ์ไม่สมดุลของระบบนิเวศเหล่านี้ท้ายสุดมักทำให้น้ำเริ่มเน่าเสียส่งผลให้พืชและสัตว์น้ำในทะเลเริ่มขาดอากาศหายใจและตายจำนวนมาก ในหลายกรณีพบว่าไม่สามารถพิสูจน์แหล่งที่มาหรือสาเหตุของการเกิดมลพิษเหล่านั้นได้ การซึมผ่านของน้ำใต้ดินลงสู่พื้นดินใต้ท้องทะเลบริเวณใกล้ชายฝั่ง โดยทั่วไปเส้นทางน้ำใต้ดินเหล่านี้เป็นทางผ่านที่ช่วยให้แร่ธาตุ สารอาหารและสิ่งสกปรกที่สะสมในพื้นดินสามารถซึมผ่านลงสู่ทะเลได้ โดยจะเรียกการซึมผ่านในลักษณะนี้ว่า submarine groundwater discharge หรือเรียกย่อๆ ว่า SGD ทบวงการพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (International Atomic Energy Agency; IAEA) รายงานว่า การซึมผ่านของน้ำใต้ดินลงสู่พื้นดินใต้ท้องทะเลบริเวณใกล้ชายฝั่งมีอิทธิพลมากพอที่จะทำให้ปริมาณของแร่ธาตุ สารอาหาร สิ่งสกปรก ตลอดจนสารพิษสามารถซึมผ่านลงสู่ทะเลเพิ่มมากขึ้นจนเป็นสาเหตุให้น้ำเน่าเสีย หรือเกิดความผิดปกติของระบบนิเวศทางทะเล IAEA ยังรายงานว่า เทคนิคทางนิวเคลียร์สามารถสืบหาจุดที่มีการซึมผ่านของน้ำใต้ดินลงสู่พื้นดินในท้องทะเลบริเวณใกล้ชายฝั่งทะเล เนื่องจากน้ำใต้ดินปกติจะประกอบไปด้วยไอโซโทปรังสีหลายชนิด เช่น ²²²Rn ²²⁰Rn ²²⁶Ra เป็นต้น ดังนั้น การใช้ไอโซโทปรังสีในธรรมชาติเหล่านี้ สามารถเป็นตัวติดตาม (tracer) แหล่งที่มาของแร่ธาตุ สสาร สารอาหาร สิ่งสกปรกที่ซึมผ่านลงสู่ทะเลในบริเวณชายฝั่งทะเล ก็จะสามารถสืบหาแหล่งที่มาของการเกิดภาวะมลพิษทางน้ำในทะเลได้ ตัวอย่างการประยุกต์ใช้การตรวจวัด NORMs เช่น

การประยุกต์ใช้การตรวจวัสดุที่ประกอบด้วยนิวไคลด์กัมมันตรังสีตามธรรม (NORMs) เพื่อประเมินหรือกำหนด submarine groundwater discharge (SGD)
ประยุกต์ใช้เรดอนในธรรมชาติเป็นตัวติดตาม (tracer) ในการสำรวจทาง hydrogeological และ geological
การศึกษาการเปลี่ยนแปลงของ NORMs โดยเฉพาะเรดอนในแนวรอยเลื่อนมีพลังเพื่อทำนายการเกิดแผ่นดินไหว
การตรวจวัดเรดอนในสิ่งแวดล้อมเพื่อตรวจติดตามการปล่อยมูลพิษและการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมสู่มหาสมุทรและระบบนิเวศ เพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
การตรวจสอบความผิดปกติของโครงสร้างเขื่อน
การประยุกต์ใช้งานด้านอื่นๆ

3.3 งานบริการ

ปัจจุบันสถาบันฯ ได้เปิดให้บริการตรวจและวิเคราะห์วัสดุที่ประกอบด้วยนิวไคลด์กัมมันตรังสีธรรมชาติ (NORMs) จากตัวอย่างในสิ่งแวดล้อมเพื่อรายงานผลให้ลูกค้าทราบผลทันที และการบริการวิจัยเพื่อแก้ไขปัญหาต่างๆ ที่ต้องใช้เทคโนโลยีนิวเคลียร์ ให้กับบริษัทเอกชนและหน่วยงานขอรัฐบาลต่างๆ ดังนี้

การตรวจวัดก๊าซเรดอนในอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับทรัพยากรพลังงานซากดึกดำบรรพ์ เช่นแท่นขุดก๊าซธรรมชาติและน้ำมัน เป็นการตรวจวัดเรดอนแบบรู้ผลทันที เพื่อตรวจสอบรอยรั่วของท่อหรือประเมินด้านอื่นๆ เป็นต้น
การตรวจวัดเรดอนในสถานประกอบการ โรงงานอุตสาหกรรมเกี่ยวกับแร่ เช่น แร่ดีบุกและแร่แทนทาลัม เป็นต้น เป็นการตรวจวัดเรดอนและโทรอนแบบรู้ผลทันที เพื่อประเมิณความเสี่ยงในการป่วยเป็นมะเร็งปอดของผู้ปฏิบัติงาน
การตรวจวัดวัดเรดอนในบริเวณทำงานที่อยู่ใต้ดิน เช่น เหมืองแร่ใต้ดิน การขุดอุโมงค์ ห้องมั่นคงของธนาคาร และสถานีรถไฟใต้ดิน เป็นต้น
การตรวจวัดเรดอนในอาคารบ้านเรือนที่อยู่อาศัยของประชาชน ทั้งแบบในระยะยาวและแบบระสั้น (รู้ผลทันที่) เพื่อประเมินรังสียังผลรายปีและการป่วยเป็นมะเร็งปอด อันเนื่องจากการสะสมของเรดอนในบ้านของผู้อาศัย
ให้บริการปรับเทียบการตรวจวัดก๊าซเรดอนและโทรอน
บริการวิจัยพัฒนาอุปกรณ์เครื่องมือตรวจวัดเรดอนและโทรอน
ประเมินความเสี่ยงการได้รับเรดอนและโทรอนของผู้ปฏิบัติงานด้านรังสี
บริการวิจัยเกี่ยวกับการตรวจวัดและประยุกต์ใช้เรดอนและโทรอนในสิ่งแวดล้อม
บริการตรวจวัดเรดอนในพื้นที่จะทำการก่อสร้างอาคาร บ้าน เพื่อประเมินเรดอนก่อนและหลังปลูกสิ่งก่อสร้าง
บริการตรวจวัดเรดอนจากวัสดุก่อสร้าง พร้อมออกใบรายงานผลเรดอนในวัสดุก่อสร้าง
บริการวิจัยเกี่ยวกับการตรวจวัดและประยุกต์ใช้วิเคราะห์วัสดุที่ประกอบด้วยนิวไคลด์กัมมันตรังสีธรรมชาติ (NORMs) จากตัวอย่างในสิ่งแวดล้อม
การตรวจวัดเรเดียม เรดอน และโทรอน ด้วยเทคนิคการวัดรังสีแอลฟาจากสิ่งแวดล้อม เช่น ดิน น้ำ แร่ วัสดุก่อสร้าง เป็นต้น
การตรวจวัดนิวไคลด์กัมมันตรังสีอื่นๆ ด้วยเทคนิคแกมมาสเปกโตรเมตรี ในตัวอย่างจากสิ่งแวดล้อม เช่น ดิน น้ำ แร่ วัสดุก่อสร้าง เป็นต้น
การตรวจสอบปริมาณเรเดียม เรดอน โทรอน และนิวไคลด์กัมมันตรังสีอื่นๆ ในน้ำใช้และน้ำดื่ม เพื่อประเมินความปลอดภัยต่อผู้บริโภค
การบริการวิจัยอื่นๆ

เครื่องมือหรือเทคนิคทางนิวเคลียร์ที่ใช้ในการศึกษาวิจัยในห้องปฏิบัติการการวัดเรดอนและโทรอน

ผลงานโครงการวิจัยวิจัยที่ผ่านมา

ปีงบประมาณ	ชื่อแผนงาน/โครงการวิจัย	แหล่งเงินทุน
2564	โครงการศึกษาและตรวจวัดอัตราการปลดปล่อยของเรดอนภายในอาคารพักอาศัยเพื่อประเมินการได้รับรังสีของผู้อยู่อาศัยในระยะยาว	บริษัทเอกชน
2563-66	การศึกษาวิธีการตรวจวัดกัมมันตรังสีตามธรรมชาติและเรดอนที่ปนเปื้อนในผลิตภัณฑ์จากน้ำยางพารา	สทน./สกสว.
2562-66	แผนงานวิจัยเรื่อง “การวิจัยและการสร้างห้องปฏิบัติการตรวจสอบปริมาณกัมมันตรังสีธรรมชาติของวัสดุก่อสร้างแบบครบวงจร”	สทน./สกสว.
2562-65	โครงการวิจัยเรื่อง “การวิจัยการออกแบบส่วนผสมของปริมาณกัมมันตรังสีธรรมชาติในวัสดุก่อสร้างสำหรับการสร้างที่อยู่อาศัยเพื่อให้ผ่านเกณฑ์มาตรฐานความปลอดภัย”	สทน./สกสว.
2562-66	โครงการวิจัยเรื่อง “การศึกษาปริมาณกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ (NORM) ของวัสดุก่อสร้างในประเทศไทยเพื่อจัดทำฐานข้อมูล”	สทน./สกสว.
2562-62	โครงการวิจัยเรื่อง “การสร้างห้องปฏิบัติการทดสอบปริมาณกัมมันตรังสีที่มีอยู่ตามธรรมชาติในวัสดุก่อสร้าง และวัสดุอื่นๆ”	สทน.
2560-62	โครงการวิจัยเรื่อง “การใช้เรดอนและทอรอนในธรรมชาติเป็นตัวติดตามเส้นทางผ่านของน้ำใต้ดินซึ่งเป็นแหล่งที่มาของมลพิษทางน้ำ”	สทน.
2560-61	แผนงานวิจัย เรื่อง “การศึกษาการทำนายการเกิดแผ่นดินไหวในประเทศไทย โดยการใช้เทคนิคการตรวจวัดเรดอนและก๊าซในธรรมชาติตามกลุ่มแนวรอยเลื่อนมีพลัง”	สทน.
2560-61	แผนวิจัยเรื่อง “การปรับปรุงระบบวัดเรดอนแบบต่อเนื่องเพื่อตรวจวัดการเปลี่ยนแปลงของก๊าซเรดอนในน้ำสำหรับทำนายการเกิดแผ่นดินไหว เพื่อทดแทนการนำเข้าเทคโนโลยีราคาแพงจากต่างประเทศ”	สทน.
2560-61	โครงการวิจัย “การศึกษาการเปลี่ยนแปลงของเรดอนในน้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ และมีเทน เพื่อใช้ทำนายการเกิดแผ่นดินไหวในกลุ่มรอยเลื่อนมีพลัง”	สทน.
2559	การประเมินระดับเรดอนในอาคารและการคำนวณปริมาณรับรังสียังผลรายปีอันเนื่องจากการรับเรดอน	บริษัทเอกชน
2558-59	โครงการวิจัยเรื่อง “การศึกษาการเปลี่ยนแปลงของก๊าซเรดอนในน้ำเพื่อทำนายการเกิดแผ่นดินไหวในกลุ่มแนวรอยเลื่อนมีพลังของประเทศไทย”	สทน.
2558-59	โครงการวิจัยเรื่อง “การพัฒนาเครื่องวัดเรดอนในวัสดุก่อสร้าง”	สทน.

ผู้รับผิดชอบ

พชิรารัฐ โสลา: Tel.: 0828993348 email: phachirarats@tint.or.th, ph_solar@hotmail.com
ฤทธิรอน สำราญ: email: ritiron@tint.or.th
วลีพร พงค์เกื้อ: email: waleeporn@tint.or.th

ติดต่อสอบถาม/สถานที่ตั้งของห้องปฏิบัติการ

อาคาร 8 (หรือ อาคาร 11) ฝ่ายเทคโนโลยีสิ่งแวดล้อม ศูนย์วิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีนิวเคลียร์
สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ(องค์การมหาชน) สำนักงานใหญ่
9/9 หมู่ที่ 7 ต.ทรายมูล อ.องครักษ์ จ.นครนายก 26120
เบอร์โทรศัพท์สำนักงาน: 024019889 ต่อ 130