ทำความรู้จักซีเซียม-137

Cesium-137,Cs-137,ซีเซียม-137 คือ ไอโซโทปของซีเซียมซึ่งเป็นสารกัมมันตภาพรังสี มีครึ่งชีวิต (half life) 30 ปี ประมาณ 95% สลายโดยปล่อยรังสีบีตาและรังสีแกมมา ส่วนอีก 5% สลายตัวไปเป็นไอโซโทปเสถียรโดยตรง ซีเซียม-137 เป็นหนึ่งในผลผลิตการแบ่งแยกนิวเคลียส พบในฝุ่นกัมมันตรังสีที่ตกค้างจากการทดลองลูกระเบิดอะตอม และจากอุบัติเหตุทางนิวเคลียร์ ใช้เป็นตัวชี้บอกปริมาณนิวไคลด์กัมมันตรังสี(activity of a radionuclide) ในอาหารที่ผ่านการฉายรังสี (food irradiation) หรือการปนเปื้อนของสารกัมมันตรังสีที่เกิดการปนเปื้อนในอาหารจากสิ่งแวดล้อมโดยไม่เจตนา

การนำมาใช้ประโยชน์

มีการนำซีเซียม-137 มาใช้ไม่มากนัก ถ้าปริมาณน้อยๆ จะใช้สำหรับปรับเทียบเครื่องมือวัดรังสี ใช้เป็นต้นกำเนิดรังสีแกมมาในการวัดความหนาแน่นของเครื่องมือเจาะสำรวจน้ำมัน ใช้เป็นต้นกำเนิดรังสีในการรักษามะเร็ง รวมทั้งใช้ในเครื่องมือวัดทางอุตสาหกรรม เช่น เครื่องวัดความหนาของวัสดุ เครื่องวัดการไหลของของเหลว

อันตรายจากซีเซียม -137

1.ซีเซียม-137 ในสิ่งแวดล้อม
ในการทดลองอาวุธนิวเคลียร์หรือเกิดอุบัติเหตุทางนิวเคลียร์ จะมีไอโซโทปรังสีซีเซียม-134 (caesium-134) และซีเซียม-137 (caesium-137) ถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมเล็กน้อย และที่มากที่สุดมาจากอุบัติเหตุที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชอร์โนบิลเมื่อปี 2005 ซีเซียม-137 เป็นต้นกำเนิดหลักอย่างหนึ่งที่อยู่ในเขตหวงห้ามรอบโรงไฟฟ้า ซึ่งประกอบด้วย ซีเซียม-134 (caesium-134) ไอโอดีน-131 (iodine-131) สตรอนเชียม-90 (strontium-90) และซีเซียม-137 (caesium-137) แพร่ออกมาจากการระเบิดขิงเครื่องปฏิกรณ์ ทำให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพในระดับสูง

ในเดือนเมษายนปี 2011 มีการพบไอโซโทปรังสีเหล่านี้ในฝุ่นควัน (plume) ที่รั่วไหลออกมาจากเครื่องปฏิกรณ์ของโรงไฟฟ้า Fukushima ประเทศญี่ปุ่น

การปนเปื้อนของไอโซโทปรังสีซีเซียม-137 ในเยอรมันนีหลังจากเกิดอุบัติเหตุที่เชอร์โนบิล มีค่าเฉลี่ย 2000 - 4000 เบคเคอเรลต่อตารางเมตร (Bq/m2) ซึ่งเทียบเท่ากับมีซีเซียม-137 ปริมาณ 1 มิลลิกรัมต่อตารางกิโลเมตร หรือมีซีเซียม-137 ทั่วทั้งประเทศเยอรมันนี ประมาณ 500 กรัม

ซีเซียม-137 ต่างจากไอโซโทปรังสีชนิดอื่น และไม่ได้เกิดจากไอโซโทปเสถียร แต่เกิดจากปฏิกิริยาฟิชชันของยูเรเนียม ซีเซียม-137 ไม่ได้เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เราสามารถตรวจวัดซีเซียม-137 ได้จากรังสีแกมมาที่ปลดปล่อยออกมา ทำให้สามารถใช้ระบุได้ว่าวัตถุที่บรรจุอยู่ในภาชนะปิด ถูกผลิตขึ้นก่อนการทดลองระเบิดนิวเคลียร์หรือไม่ ซึ่งวิธีนี้นักวิจัยสามารถตรวจสอบไวน์ที่หายาก

2.การปนเปื้อนของซีเซียม-137 ในอาหาร
การปนเปื้อนของซีเซี่ยม-137 ในสิ่งแวดล้อมจากอุบัติเหตุทางนิวเคลียร์ มีโอกาสได้โดยตกค้างใน สิ่งแวดล้อม แหล่งน้ำพืช สัตว์ จะแพร่เข้าสู่ร่างกายของมนุษย์ และสัตว์ได้ทางห่วงโซ่อาหาร ด้วยการบริโภคอาหารที่มีการปนเปื้อน

การวัดค่าและปริมาณซีเซียม-137 มาตรฐานในอาหาร ปริมาณจากการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี มีหน่วยในระบบ SI เป็นเบคเคอเรล (Becquerel,Bq) หมายถึงจำนวนนิวเคลียสของสารกัมมันตรังสีที่แตกตัวในหนึ่งวินาที (decays per second)

องค์การอาหารและยา กำหนดให้ตรวจปริมาณการปนเปื้อนของสารกัมมันตรังสีในอาหาร 3 ชนิดคือ ไอโอดีน 131 (Iodine-131) ซีเซียม 137 (Cesium-137) และซีเซียม 134 (Cesium-134) หน่วยวัดปริมาสารกัมมันตรังสีในเครื่องดื่มหรือของเหลวจะใช้หน่วย “เบคเคอเรลต่อลิตร” ส่วนอาหารหรือของแข็งจะมีหน่วยเป็น “เบคเคอเรลต่อกิโลกรัม”

ซีเซียม-137 เป็นอันตรายทางอาหาร ประเภทอันตรายทางเคมี (chemical hazard) เมื่อได้รับเข้าไปในร่างกาย จะกระจายไปทั่วร่างกาย ส่วนใหญ่จะสะสมอยู่ในเนื้อเยื่อ และส่วยน้อยอยู่ในตับและไขกระดูก แต่จะถูกขับออกโดยกระบวนการทางชีวภาพ ทางเหงื่อและปัสสาวะ

ซีเซียม-137 เป็นสารก่อมะเร็ง โอกาสที่จะเป็นมะเร็งคือต้องกินสารปนเปื้อนนั้น เป็นระยะเวลานานๆ ต่อเนื่องกันมากกว่า พิษของของ ซีเซียม-137 ให้ผลรุนแรงน้อยกว่า ไอโอดีน-131 ซึ่งเป็นไอโซโทปรังสีรุ่นแรก ๆ ของโลก nuclear medicine เลยก็ว่าได้ I-131 เป็นที่รู้จักและถูกนำมาใช้ด้านการแพทย์ โดยจะต้องผ่านการทดสอบคุณภาพทั้งทางด้าน chemical purity, radiochemical purity, radionucledic purity และด้านอื่นอีก

ผลของรังสีต่อสิ่งมีชีวิต รังสีที่แผ่ออกจากธาตุกัมมันตรังสี คือ กัมมันตภาพรังสี (radioactivity) เมื่อผ่านเข้าไปในสิ่งมีชีวิตทั้งหลายจะทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนของอะตอมตามแนวทางที่รังสีผ่านไปทำให้เกิดผลเสียต่อสิ่งมีชีวิต 2 แบบ คือ

1. ผลของรังสีที่มีต่อร่างกาย คือ เกิดเป็นผื่นแดงขึ้นตามผิวหนัง ผมร่วง เซลล์ตาย เป็นแผลเปื่อย เกิดเนื้อเส้นใยจำนวนมากที่ปอด (fibrosis of the lung) เกิดโรคเม็ดโลหิตขาวมาก (leukemia) เกิดต้อกระจก (cataracts) ขึ้นในนัยน์ตา เป็นต้น ซึ่งร่างกายจะเป็นมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับปริมาณของรังสีที่ได้รับ ส่วนของร่างกายที่ได้ และอายุของผู้ได้รับรังสี
2. ผลของรังสีที่เกี่ยวกับการสืบพันธุ์ คือ ทำให้โครโมโซม (chromosome) เกิดการเปลี่ยนแปลงมีผลทำให้ลูกหลานเกิดเปลี่ยนลักษณะได้

โดยหลักการการปนเปื้อนของสารกัมมันตรังสีในน้ำทะเล จะส่งผลให้เกิดการกลายพันธุ์ในสัตว์ทะเลได้ โดยเฉพาะที่กลุ่มสารกัมมันตรังสีที่ให้เบต้า จะมีผลต่อการกลายพันธุ์ ทั้งนี้ต้องขึ้นกับปริมาณการรับและการสะสม เช่น หากสารกัมมันรังสีลงไปในน้ำ และแพลงก์ตอนรับสารรังสีเข้าไป เมื่อหอย ปลา กินแพลงก์ตอนเป็นล้านตัว จะเพิ่มความเข้มข้นไปเรื่อยๆสะสมในห่วงโซ่อาหาร อย่างไรก็ตาม ขณะนี้ยังไม่มีผลการยืนยันที่ชัดเจนว่าจะถึงขั้นเปลี่ยนระบบนิเวศน์ใต้ทะเลหรือไม่ แต่มีความเสี่ยงต่อการทำให้สิ่งมีชีวิตกลายพันธุ์มากกว่า

อาการที่อาจเกิดขึ้นเนื่องจากได้รับกัมมันตรังสีโดยไม่มีการควบคุม - คลื่นไส้ อาเจียน - อ่อนเพลีย - เม็ดเลือดขาวถูกทำลายอย่างรุนแรง - ระบบการสร้างโลหิตจากที่ไขกระดูกบกพร่อง - ร่างกายความต้านทานโรคต่ำ - เกิดความผิดปกติบริเวณที่ถูกรังสี เช่น ผิวหนังไหม้พุพอง ผมร่วง ปากเปื่อย เป็นต้น

การป้องกันอันตรายจากสารกัมมันตรังสี

รังสีทุกชนิดมีอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตทั้งนั้น จึงต้องทำการป้องกันไม่ให้ร่างกายได้รับรังสี หรือได้รับแต่เพียงปริมาณน้อยที่สุด ในกรณีที่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้เนื่องจากต้องทำงานเกี่ยวข้องกับรังสีแล้ว ควรมีหลักยึดถือเพื่อปฏิบัติดังนี้

1. เวลาของการเผย (time of exposure) โดยใช้เวลาในการทำงานในบริเวณที่มีรังสีให้สั้นที่สุด
2. ระยะทาง (Distance) การทำงานเกี่ยวกับรังสีควรอยู่ห่างจากแหล่งกำเนิดรังสีมาก ๆ ทั้งนี้เพราะความเข้มของรังสีจะแปรผกผันกับกำลังสองของระยะทาง
3. เครื่องกำบัง (Shielding) เครื่องกำบังที่วางกั้นระหว่างคนกับแหล่งกำเนิดรังสีจะดูดกลืนบางส่วนของรังสีหรืออาจจะทั้งหมดเลยก็ได้ ดังนั้นในกรณีที่ต้องทำงานใกล้กับสารกัมมันตรังสี และต้องใช้เวลานานในการปฏิบัติงาน เราจำเป็นต้องใช้เครื่องกำบังช่วยเครื่องกำบังที่ดีควรเป็นพวกโลหะหนัก

ที่มา :
1.สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ https://bit.ly/40oJMDH
2.สมาคมนิวเคลียร์แห่งประเทศไทย https://bit.ly/3TTTb3z