Around Radiation Detectors

มาตรการป้องกันอันตรายจากรังสี

รังสีก่อให้เกิดไอออนเป็นพลังงานรูปแบบหนึ่งที่สามารถทำให้อะตอมหรือโมเลกุลที่เคลื่อนที่ผ่านเกิดการแตกตัวเป็นไอออนได้ จึงมีประโยชน์อย่างมากในด้านการแพทย์ อุตสาหกรรม การวิจัย เกษตรกรรม และพลังงานนิวเคลียร์ อย่างไรก็ตาม หากได้รับรังสีในปริมาณสูงหรือได้รับโดยไม่มีการควบคุมที่เหมาะสม อาจก่อให้เกิดผลเสียต่อสุขภาพได้ ดังนั้นการใช้ประโยชน์จากรังสีจึงต้องดำเนินควบคู่กับมาตรการป้องกันอันตรายจากรังสีอย่างเป็นระบบ ตามหลักความปลอดภัยสากลของ IAEA และ ICRP ซึ่งมุ่งคุ้มครองผู้ปฏิบัติงาน ประชาชน ผู้ป่วย และสิ่งแวดล้อม [1], [2]

1. แนวคิดพื้นฐานของการป้องกันอันตรายจากรังสี

การป้องกันอันตรายจากรังสีมีเป้าหมายสำคัญคือ การลดโอกาสและระดับของการได้รับรังสีให้อยู่ในระดับที่ยอมรับได้ โดยไม่ขัดขวางการใช้ประโยชน์จากรังสีที่มีความจำเป็นและเหมาะสม หลักการสำคัญของการป้องกันทางรังสีประกอบด้วย 3 ประการ ได้แก่

1. การใช้รังสีอย่างคุ้มค่ามีเหตุผล หมายถึง การดำเนินกิจกรรมใด ๆ ที่เกี่ยวข้องกับรังสีนั้นต้องมีประโยชน์มากกว่าความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้น เช่น การถ่ายภาพทางรังสีเพื่อการวินิจฉัยควรทำเมื่อมีข้อบ่งชี้ทางการแพทย์ที่เหมาะสม
2. การปรับเลือกวิธีการให้เหมาะสม หรือหลัก ALARA (As Low As Reasonably Achievable) หมายถึง การทำให้ปริมาณรังสีที่บุคคลได้รับอยู่ในระดับต่ำที่สุดเท่าที่สามารถทำได้อย่างสมเหตุสมผล โดยคำนึงถึงปัจจัยทางเศรษฐกิจ สังคม เทคนิค และความปลอดภัย ซึ่งมีหลักการพื้นฐานอย่างง่าย 3 ประการ คือ ลดเวลา เพิ่มระยะห่าง และใช้วัสดุกำบัง (Time, Distance, and Shielding)
3. การกำหนดขีดจำกัดปริมาณรังสี หมายถึง การควบคุมไม่ให้ผู้ปฏิบัติงานหรือประชาชนได้รับรังสีเกินค่าขีดจำกัดที่กำหนดตามมาตรฐานความปลอดภัย โดยแนวทางของ IAEA กำหนดหลักเกณฑ์ด้านความปลอดภัยสำหรับการได้รับรังสีจากแหล่งกำเนิดรังสีในสถานการณ์ต่าง ๆ [1]

2. หน่วยวัดที่เกี่ยวข้องกับการป้องกันทางรังสี

ในการป้องกันอันตรายจากรังสี จำเป็นต้องเข้าใจหน่วยวัดที่เกี่ยวข้อง เพราะคำว่า “ปริมาณรังสี” อาจหมายถึงปริมาณคนละประเภทกัน เช่น

ปริมาณ	ความหมาย	หน่วย
กัมมันตภาพรังสี (Radioactivity)	จำนวนการสลายตัวของนิวเคลียสที่แผ่รังสีออกมาต่อวินาที	Becquerel (Bq)
ปริมาณรังสีดูดกลืน (Absorbed Dose)	พลังงานรังสีที่สารตัวกลางถูกดูดกลืนต่อมวลสาร	Gray (Gy)
ปริมาณรังสีสมมูล (Equivalent Dose)	ปริมาณรังสีที่คำนึงถึงหรือการปรับเทียบตามชนิดของรังสี	Sievert (Sv)
ปริมาณรังสียังผล (Effective Dose)	ปริมาณรังสีที่คำนึงถึงชนิดรังสีและการปรับเทียบตามความไวต่อรังสีของอวัยวะ	Sievert (Sv)
อัตราปริมาณรังสี (Dose rate)	ปริมาณรังสีต่อหน่วยเวลา	µSv/h, mSv/h

ในการสื่อสารด้านความปลอดภัยทางรังสี มักใช้หน่วย sievert (Sv) หรือหน่วยย่อย เช่น millisievert (mSv) และ microsievert (µSv) เพราะเป็นหน่วยที่ใช้ประเมินความเสี่ยงต่อร่างกายมนุษย์

3. มาตรการพื้นฐานของการป้องกันอันตรายจากรังสี

มาตรการพื้นฐานที่สุดในการลดการได้รับรังสีจากแหล่งกำเนิดรังสีภายนอกคือ เวลา ระยะทาง และวัสดุกำบังรังสี หรือ Time, Distance, and Shielding หลักการนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายทั้งในห้องปฏิบัติการ โรงพยาบาล อุตสาหกรรม และสถานการณ์ฉุกเฉินทางรังสี [3], [4]

• เวลา หมายถึง การลดระยะเวลาที่อยู่ใกล้แหล่งกำเนิดรังสี เนื่องจากปริมาณรังสีที่ได้รับแปรผันตรงกับเวลา

ปริมาณรังสีที่ได้รับ (Dose) =  อัตราปริมาณรังสี (Dose rate) × ช่วงเวลาการได้รับรังสี (Time)

ตัวอย่างที่ 1 หากอัตราปริมาณรังสีเท่ากับ 100 µSv/h และผู้ปฏิบัติงานอยู่ในบริเวณนั้น 2 ชั่วโมง

จะได้รับรังสี

100 µSv/h × 2 h = 200 µSv

แต่ถ้าลดเวลาทำงานลงเหลือเพียงครึ่งหนึ่งคือ 1 ชั่วโมง

จะได้รับปริมาณรังสีลดลงเป็น

100 µSv/h ×  h = 100 µSv

ซึ่งมาตรการลดเวลาสามารถแสดงให้เห็นว่า ปริมาณรังสีการได้รับรังสีนั้นลดลงได้จริง ในอัตราการลดลงแบบ 1:1 ในลักษณะเชิงเส้น

• ระยะทาง หมายถึง การเพิ่มระยะห่างจากแหล่งกำเนิดรังสี โดยในกรณีที่แหล่งกำเนิดมีลักษณะใกล้เคียงเป็นแหล่งกำเนิดแบบจุด อัตราปริมาณรังสีจะลดลงตามกฎผกผันกำลังสองของระยะห่าง

อัตราปริมาณรังสีใหม่ = อัตราปริมาณรังสีเดิม × (ระยะห่างเดิม / ระยะห่างใหม่)²

ตัวอย่างที่ 2 หากอัตราปริมาณรังสีที่ระยะ 1 เมตร เท่ากับ 100 µSv/h เช่นเดิม และถ้าช่วงเวลาทำงานเป็นเวลา 2 ชม. ซึ่งที่ตำแหน่งเดิมนี้จะได้รับรังสีเป็นปริมาณ   100 µSv/h × 2 h  = 200 µSv

และเมื่อเพิ่มระยะห่างจากแหล่งกำเนิดเป็น 3 เมตร อัตราปริมาณรังสีที่ได้รับจะเหลือประมาณ

100 × (1/3)² = 11.1 µSv/h

หากอยู่เป็นเวลา 2 ชั่วโมง จะได้รับรังสี      11.1 µSv/h × 2 h = 22.2 µSv

ซึ่งมาตรการเพิ่มระยะห่างสามารถแสดงให้เห็นว่า ปริมาณรังสีการได้รับรังสีนั้นสามารถลดลงได้ดีเป็นอย่างยิ่ง ในอัตราการลดลงแบบ 200:22.2 หรือราว 9 เท่า หรือเป็นสัดส่วนกำลังสองของระยะห่าง

• วัสดุกำบังรังสี หมายถึง การใช้วัสดุเพื่อลดความเข้มของรังสีที่ทะลุผ่านได้ เช่น ตะกั่วใช้กำบังรังสีเอกซ์และรังสีแกมมา คอนกรีตอย่างหนาใช้กำบังรังสีพลังงานสูงและนิวตรอนบางช่วงพลังงาน น้ำและพาราฟินใช้ช่วยลดทอนพลังงานของนิวตรอน วัสดุกำบังต้องเลือกให้เหมาะกับชนิดและพลังงานของรังสี ไม่ใช่วัสดุชนิดเดียวจะเหมาะกับรังสีทุกประเภท

ตัวอย่างที่ 3 หากใช้ฉากกำบังที่มีความหนาเท่ากับ 2 HVL โดย HVL คือความหนาที่ลดความเข้มรังสีลงครึ่งหนึ่ง รังสีจะเหลือ

หลังผ่านวัสดุกำบังหนา 1 HVL = เหลือ 1/2 ของความเข้มรังสีเดิม
หลังผ่านวัสดุกำบังหนา 2 HVL = เหลือ 1/4 ของความเข้มรังสีเดิม

หากเดิมมีอัตราปริมาณรังสี 100 µSv/h เมื่อผ่านฉากกำบัง 2 HVL จะเหลือ

อัตราปริมาณรังสีเป็น  100 ÷ 4 = 25 µSv/h

หากอยู่เป็นเวลา 2 ชั่วโมง จะได้รับรังสี 25 µSv/h × 2 h = 50 µSv  (ซึ่งเดิมไม่มีวัสดุกำบังได้รับ 200 µSv)

ซึ่งมาตรการเพิ่มระยะห่กั้นด้วยวัสดุกำบังสามารถแสดงให้เห็นว่า ปริมาณรังสีการได้รับรังสีนั้นสามารถลดลงได้ดีเป็นอย่างยิ่ง ในอัตราการลดลงแบบ 200:50 หรือราว 4 หรือ 2ⁿ เท่า หรือเป็นสัดส่วนสองกำลังจำนวนเท่าของความหนากึ่งหนึ่ง (HVL)  

ตัวอย่างที่ 4 เมื่อนำทั้งสามมาตรการมาใช้ร่วมกัน เช่น ลดเวลาจาก 2 ชั่วโมงเป็น 0.5 ชั่วโมง เพิ่มระยะจาก 1 เมตรเป็น 3 เมตร และใช้ฉากกำบัง 2 HVL

ปริมาณรังสีที่ได้รับจะลดลงจาก 200 µSv จะเหลือปริมาณรังสีเพียง

100 × (1/3)² ÷ 4 × 0.5 h = 1.39 µSv

หรือกล่าวได้ว่าลดลงประมาณ 99.3% เมื่อเทียบกับกรณีเดิม

ตัวอย่างที่ยกมานี้เป็นที่ประจักษ์ชัดเจนถึงผลลัพธ์ที่มีประสิทธิภาพของมาตรการป้องกันอันตรายจากรังสี

4. มาตรการด้านวิศวกรรม

นอกจากมาตรการป้องกันอันตรายจากรังสีเบื้องต้น (Time, Distance, and Shielding) แล้ว สถานที่ปฏิบัติงานทางรังสีควรมีมาตรการด้านวิศวกรรมเพื่อควบคุมความเสี่ยงตั้งแต่ต้นทาง เช่น การออกแบบห้องปฏิบัติการให้มีผนังกำบังรังสีเหมาะสม การติดตั้งประตูนิรภัย ระบบประตูแบบ interlock สัญญาณเตือนสถานการณ์ทางรังสีผิดปกติ เครื่องวัดปริมาณรังสีประจำพื้นที่ ระบบระบายอากาศเฉพาะสำหรับงานที่มีโอกาสเกิดการปนเปื้อนทางรังสี และการจัดวางแหล่งกำเนิดรังสีให้อยู่ในตำแหน่งที่ควบคุมได้

ซึ่งมาตรการด้านวิศวกรรมมีความสำคัญเพราะช่วยลดการพึ่งพาพฤติกรรมของบุคคลเพียงอย่างเดียว หากระบบถูกออกแบบอย่างเหมาะสม ความเสี่ยงในการได้รับรังสีโดยไม่ตั้งใจจะลดลงอย่างมาก โดยเฉพาะในงานที่ใช้แหล่งกำเนิดรังสีเข้มสูง เครื่องกำเนิดรังสีเอกซ์ เครื่องเร่งอนุภาค หรือวัสดุกัมมันตรังสีเปิดผนึก

5. มาตรการด้านการบริหารจัดการ

การบริหารจัดการความปลอดภัยทางรังสีเป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบป้องกันอันตรายจากรังสี โดยควรครอบคลุมการกำหนดบทบาทหน้าที่ของผู้รับผิดชอบ การจัดทำขั้นตอนปฏิบัติงาน การกำหนดเขตควบคุมและเขตเฝ้าระวัง การควบคุมการเข้าออกพื้นที่ การฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงาน การบันทึกปริมาณรังสี และการตรวจสอบความพร้อมของอุปกรณ์อย่างสม่ำเสมอ

IAEA ให้ความสำคัญกับการป้องกันรังสีในงานอาชีวอนามัยทางรังสี โดยเน้นการประเมินความเสี่ยง การควบคุมการได้รับรังสี การเฝ้าระวังพื้นที่ และการติดตามปริมาณรังสีบุคคลอย่างเหมาะสม [5] ผู้ปฏิบัติงานที่มีโอกาสได้รับรังสีจึงควรสวมเครื่องบันทึกการได้ปริมาณรังสี (dosimeter) เช่น TLD, OSL หรือ electronic personal dosimeter (EPD) ตามลักษณะงาน เพื่อใช้ประเมินปริมาณรังสีสะสมและตรวจสอบว่าอยู่ภายในเกณฑ์หรือขีดจำกัดการได้รับตามที่กำหนด

6. การควบคุมการปนเปื้อนและการได้รับรังสีภายในร่างกาย

หลักการลดเวลา เพิ่มระยะห่าง และใช้วัสดุกำบัง (Time, Distance, and Shielding) เหมาะกับการลดการได้รับรังสีจากแหล่งกำเนิดภายนอก แต่หากเป็นงานที่เกี่ยวข้องกับวัสดุกัมมันตรังสีชนิดเปิดผนึก ต้องพิจารณาความเสี่ยงจากการปนเปื้อนและการรับรังสีภายในร่างกายด้วย เช่น การสูดดม การกลืนกิน หรือการเข้าสู่ร่างกายทางบาดแผล

มาตรการที่จำเป็น ได้แก่ การใช้ตู้ดูดควันหรือกล่องระบบปิดทำงานผ่านถุงมือ (glove box) การควบคุมการกระจายของสารกัมมันตรังสี การใช้ภาชนะรองรับ การตรวจการปนเปื้อนบนพื้นผิว การตรวจมือและเท้าและเสื้อผ้าก่อนออกจากพื้นที่ การห้ามรับประทานอาหารหรือดื่มน้ำในพื้นที่ปฏิบัติงาน และการจัดการกากกัมมันตรังสีอย่างถูกต้อง

อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล เช่น เสื้อกาวน์ ถุงมือ แว่นตา หน้ากาก หรือชุดป้องกัน ควรใช้ตามระดับความเสี่ยงของงาน อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลควรถือเป็นมาตรการเสริม ไม่ใช่มาตรการหลักแทนการออกแบบทางวิศวกรรมและการควบคุมการปฏิบัติงาน

7. การใช้รังสีทางการแพทย์

ในทางการแพทย์ การใช้รังสีมีประโยชน์โดยตรงต่อผู้ป่วย เช่น การวินิจฉัยโรคด้วยรังสีเอกซ์ การทำ CT-scan เวชศาสตร์นิวเคลียร์ และรังสีรักษา แต่ก็ต้องอยู่ภายใต้หลักการใช้รังสีอย่างมีเหตุผลและการปรับให้เหมาะสม IAEA เน้นว่าการได้รับรังสีทางการแพทย์ควรมีข้อบ่งชี้ที่เหมาะสม และควรใช้เทคนิคที่ให้ข้อมูลเพียงพอต่อการวินิจฉัยหรือการรักษา โดยไม่ให้ปริมาณรังสีสูงเกินจำเป็น [6]

สำหรับผู้ป่วย หลักการ “ขีดจำกัดการได้รับรังสี (dose limit)” โดยทั่วไปไม่ใช้ในลักษณะเดียวกับผู้ปฏิบัติงานหรือประชาชน เพราะการได้รับรังสีมีวัตถุประสงค์เพื่อประโยชน์ทางการแพทย์โดยตรง แต่ต้องมีการปรับเทคนิคให้เหมาะสม ใช้ในระดับอ้างอิงเพื่องานวินิจฉัย(diagnostic reference levels) เพื่อให้เหมาะสมและป้องกันบุคคลอื่น เช่น ญาติ ผู้ดูแล และประชาชนที่อยู่ใกล้บริเวณปฏิบัติงาน

8. การเตรียมพร้อมและการตอบโต้เหตุฉุกเฉินทางรังสี

แม้ระบบป้องกันจะออกแบบอย่างรอบคอบ แต่สถานที่ที่เกี่ยวข้องกับรังสีควรมีแผนเตรียมพร้อมสำหรับเหตุการณ์ผิดปกติหรือเหตุฉุกเฉิน เช่น แหล่งกำเนิดรังสีสูญหาย การปนเปื้อน การรั่วไหลของสารกัมมันตรังสี หรือการได้รับรังสีเกินคาดหมาย แนวทางพื้นฐานสำหรับประชาชนในสถานการณ์ฉุกเฉินยังคงอาศัยหลักการลดเวลา เพิ่มระยะทาง และใช้กำบังหรือหลบอยู่ภายในอาคารที่เหมาะสม [4]

แผนการตอบโต้เหตุฉุกเฉินควรกำหนดขั้นตอนการแจ้งเหตุ การอพยพหรือหลบภัย การกั้นพื้นที่ การประเมินระดับรังสี การชำระล้างการปนเปื้อน การสื่อสารความเสี่ยง และการประสานงานกับหน่วยงานกำกับดูแลหรือหน่วยตอบโต้เหตุฉุกเฉิน การฝึกซ้อมเป็นระยะเป็นประจำจะช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานตอบสนองได้ถูกต้องและลดความตื่นตระหนกเมื่อเกิดเหตุจริง

9. สรุป

มาตรการป้องกันอันตรายจากรังสีเป็นระบบการจัดการความปลอดภัยที่ต้องดำเนินการอย่างต่อเนื่อง ตั้งแต่การประเมินความจำเป็นของการใช้รังสี การออกแบบพื้นที่ การกำหนดขั้นตอนปฏิบัติงาน การติดตามปริมาณรังสี การควบคุมการปนเปื้อน การฝึกอบรมบุคลากร และการเตรียมพร้อมต่อเหตุฉุกเฉิน หลักการลดเวลา เพิ่มระยะทาง และใช้วัสดุกำบัง เป็นหลักพื้นฐานที่เข้าใจง่ายและใช้ได้จริง แต่การป้องกันทางรังสีที่มีประสิทธิภาพต้องอาศัยทั้งมาตรการทางวิศวกรรม การบริหารจัดการ วัฒนธรรมความปลอดภัย และการปฏิบัติตามมาตรฐานสากลอย่างเคร่งครัด เพื่อให้การใช้รังสีเกิดประโยชน์สูงสุด โดยมีความเสี่ยงต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อมต่ำที่สุด

รายการเอกสารอ้างอิง

[1] International Atomic Energy Agency. (2014). Radiation protection and safety of radiation sources: International basic safety standards. General Safety Requirements Part 3. IAEA. https://www.iaea.org/publications/8930/radiation-protection-and-safety-of-radiation-sources-international-basic-safety-standards

[2] International Commission on Radiological Protection. (2007). The 2007 recommendations of the International Commission on Radiological Protection: ICRP Publication 103. Annals of the ICRP, 37(2–4). https://doi.org/10.1177/ANIB_37_2-4

[3] United States Environmental Protection Agency. (n.d.). Protecting yourself from radiation. EPA. https://www.epa.gov/radiation/protecting-yourself-radiation

[4] Centers for Disease Control and Prevention. (n.d.). Radiation emergencies: Safety. CDC. https://www.cdc.gov/radiation-emergencies/safety/index.html

[6] International Atomic Energy Agency. (n.d.). Radiation protection of patients. IAEA. https://www.iaea.org/resources/rpop