ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับไอโซโทปซีเซียม-137 (Cs-137)
ธาตุซีเซียม (Cesium, สัญลักษณ์ Cs) เป็นธาตุในหมู่ที่ 1 ในตารางธาตุ มีเลขอะตอม (atomic number) 55 ซึ่งมีการจัดเรียงอิเล็กตรอน 55 ตัว ตั้งแต่วงในสุดถึงวงนอกสุดตามนี้: 2, 8, 18, 18, 8, 1
ซีเซียมมีไอโซโทป (isotopes) มากมายกว่า 40 ชนิด ซึ่งมีจำนวนโปรตอนเท่ากันคือ 55 แต่มีจำนวนนิวตรอนที่ต่างกันไป จึงมีมวลที่ต่างกัน โดยในจำนวนนี้มีตัวที่เสถียรเพียงไอโซโทปเดียวคือ Cs-133 นอกนั้น (ตั้งแต่ Cs-112 ถึง Cs-151) เป็นไอโซโทปที่ไม่เสถียร มีการสลายตัวในรูปแบบต่าง ๆ กันไป
โดยไอโซโทป Cs-137 นี้มีเลขมวล (mass number) 137, ซึ่งประกอบด้วย โปรตอน 55, นิวตรอน 82 มีค่าครึ่งชีวิต 30 ปี แปลว่าทุก ๆ 30 ปี จะสลายตัวไปครึ่งหนึ่ง และถ้าเข้าไปในร่างกายก็จะมีการขับถ่ายออกตามธรรมชาติ ด้วยค่าครึ่งชีวิตทางชีวภาพ (biological half-life) ประมาณ 70 วัน
การสลายตัวของ Cs-137: สลายตัวไปเป็นแบเรียม-137 (Ba-137) โดยให้รังสีบีต้าลบ (beta or electron) และรังสีแกมมา (gamma) ที่พลังงาน 0.6617 MeV ออกมา
รังสีบีต้านั้น เป็นอนุภาคอิเล็กตรอน ซึ่งมีประจุไฟฟ้า จึงกำบังได้ง่าย (เช่นเดียวกับรังสีแอลฟา) หากมีพลังงานที่ไม่สูง (เช่นกรณีของ Cs-137 มีพลังงานสูงสุดที่ 1.174 MeV) และอยู่ภายนอกร่างกาย แทบไม่สามารถก่อให้เกิดผลใด ๆ ได้เลย เนื่องจากสามารถทะลุทะลวงผ่านผิวหนังไม่ถึง 1 cm [2] ดังนั้นการป้องกันอันตรายจากรังสีจากต้นกำเนิด Cs-137 ที่อยู่ภายนอกร่างกายมักจะที่มุ่งเน้นไปที่รังสีแกมมาซึ่งเป็นรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มีความสามารถในการทะลุทะลวงสูง ต้องใช้โลหะหนักเป็นวัสดุกำบัง
Cs-137 เป็นผลิตผลฟิชชัน (fission product) หนึ่งของ U-235 ที่มีหลากหลาย และมีการใช้ประโยชน์อยู่ทั่วไปทั้งในไทยและต่างประเทศ ทั้งในเชิงการแพทย์เป็นรังสีรักษา เชิงอุตสาหกรรมเป็นตัววัดระดับและอัตราการไหล เป็นต้น เมื่อเทียบกับต้นกำเนิดรังสีโคบอลต์-60 (Co-60) ซึ่งเป็นอีกไอโซโทปรังสีหนึ่งที่นิยมใช้งาน Cs-137 มีครึ่งชีวิตที่ยาวกว่าประมาณ 6 เท่า และพลังงานแกมมาที่เป็นประมาณครึ่งหนึ่ง จึงมีการใช้งานที่ต่างกันไป
References
- https://energyeducation.ca/simulations/nuclear/nuclidechart.html
- https://oncohemakey.com/radiation-therapy-using-high-energy-electron-beams/
ตอบข้อสงสัยเกี่ยวกับกรณีต้นกำเนิดรังสีซีเซียม-137 สูญหายที่จังหวัดปราจีนบุรี (เดือนมีนาคม 2566)
created: 21 Mar 2023
updated: 28 Mar 2023