การประมาณปริมาณรังสีและความเสี่ยงจากการได้รับรังสีตามมาตรฐานองค์การป้องกันอันตรายจากรังสีระหว่างประเทศ
ICRP estimation of dose and risk
ตองอ่อน น้อยวัฒน์ อนุ.รังสีเทคนิค
ปฏิยุทธ ศรีวิลาศ วท.บ.รังสีเทคนิค
ภาควิชารังสีวิทยา คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล
ตองอ่อน น้อยวัฒน์, ปฏิยุทธ ศรีวิลาศ. การประมาณปริมาณรังสีและความเสี่ยงจากการได้รับรังสีตามมาตรฐานองค์การป้องกันอันตรายจากรังสีระหว่างประเทศ. วารสารชมรมรังสีเทคนิคและพยาบาลเฉพาะทางรังสีวิทยาหลอดเลือดและรังสีร่วมรักษาไทย, 2552; 3(2): 140-3
รังสีคือพลังงานที่เคลื่อนที่ไปในตัวกลางใดๆ ในรูปของคลื่นหรืออนุภาคเป็นพลังงานที่ปลดปล่อยออกมาเมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงภายในนิวเคลียส
ของอะตอม เช่น
รังสีชนิดก่อไอออน (Ioninsing radiation)
รังสีชนิดก่อไอออนคือพลังงานในรูปของคลื่นแม่
เหล็กไฟฟ้าหรืออนุภาครังสีใดๆ ที่สามารถก่อให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนได้ทั้งโดยทางตรงหรือโดยทางอ้อมในตัวกลางที่ผ่านไป เช่น รังสีแอลฟา รังสีเบตา รังสีแกมมา รังสีเอกซ์ อนุภาคนิวตรอน อิเล็กตรอนที่มีความเร็วสูงโปรตอนที่มีความเร็วสูง รังสีชนิดนี้อาจทำให้ เกิดอันตรายต่อเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิต แบ่งที่มาได้เป็น 2 แบบ ได้แก่
สำหรับงานด้านรังสีวินิจฉัยและรังสีร่วมรักษานั้น อนุภาครังสีที่ใช้เป็นหลักก็คือรังสีเอกซ์ ซึ่งเป็นผลมาจากการที่อิเล็กตรอนวิ่งเข้าชนนิวเคลียส ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดการสูญเสียพลังงาน มีการปล่อยโฟตอนออกมาที่เรียกกันว่า bremsstrahlung ซึ่งในกระบวนการชนกันนี้อาจทำให้เกิด bremsstralung ได้มากกว่า 1 ครั้ง ยิ่งอิเล็กตรอนพลังงานสูง ก็จะได้ bremsstralung พลังงานสูงด้วย ซึ่งรังสีเอกซ์ถือเป็นผลผลิตหนึ่งของ bremsstralung ด้วย โดยรังสีเอกซ์จะมีพลังงานสูงสุดเท่ากับพลังงานสูงสุดของ bremsstralung ซึ่งจะเท่ากับพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนที่เข้ามาชนนั้น และเป็นพลังงานสูงสุดตามค่าศักย์ไฟฟ้าของหลอดเอกซเรย์ที่กำหนดไว้นั้นๆ ซึ่งในการใช้งานจะมีการใส่ตัวกรองซึ่งเป็นธาตุโลหะหนักเพื่อกรองเอารังสีเอกซ์พลังงานต่ำออกไป และเมื่อรังสีเอกซ์กระทบกับร่างกายของมนุษย์ จะเกิดปฏิกิริยาคอมพ์ตัน (Compton interaction) ซึ่งจะมีรังสีกระเจิง (scatter radiation) ขึ้น ทำให้ภาพรังสีที่ได้มีคุณภาพลดลง แต่ปริมาณรังสีที่ผิวหรือที่ระดับเนื้อเยื่อลึกลงไปเพิ่มขึ้นได้
การนำรังสีมาใช้ประโยชน์ในด้านการแพทย์
การอุตสาหกรรม และการเกษตรกรรม ทุกประเทศต้องปฏิบัติตามบทบัญญัติซึ่งร่วมกำหนดโดยองค์การสากลต่างๆ อย่างเคร่งครัด องค์การเหล่านี้ ได้แก่ International Commission on Radiological Protection ( ICRP ), World Health Organization (WHO), International Atomic Energy Agency ( IAEA ) ในประเทศไทยมีพระราชบัญญัติเกี่ยวกับการใช้พลังงานปรมาณูเพื่อสันติโดยมี หน่วยงานของรัฐ 2 แห่ง คือสำนักงานพลังงานปรมาณูเพื่อสันติ (พปส.) และกองรังสีและเครื่องมือแพทย์กรมวิทยาศาสตร์
การแพทย์ กระทรวงสาธารณสุข ทำหน้าที่กำกับและสอดส่องดูแลการใช้รังสีให้ถูกต้องและมีความปลอดภัยสูงสุด
ปริมาณรังสีและประเภทของรังสีชนิดก่อไอออน
Radiation dose and type of ionizing radiations
อันตรายของรังสีจะขึ้นอยู่กับชนิดพลังงานและปริมาณของรังสีที่ร่างกายได้รับ รังสีมีหลายรูปแบบคือ รังสีโฟตอน ซึ่งได้แก่ รังสีเอกซ์และรังสีแกมมา รังสีซึ่งมีมวล ได้แก่ รังสีโปรตอน นิวตรอน เบตา เป็นต้น ปริมาณของรังสีจะเรียกว่า absorbed dose ซึ่งเป็นปริมาณพลังงานมีหน่วยเป็น Joule ที่ถูกดูดกลืน โดยเนื้อเยื่อที่มีมวล 1 กิโลกรัม หน่วยพิเศษของ absorbed dose เรียกว่า Gray ( Gy ) โดยที่
1 Gy เทียบได้กับการที่เนื้อเยื่อ 1 กิโลกรัม ดูดกลืนพลังงานของรังสีไว้ 1 Joule
เมื่อต้องการประเมินอันตรายของรังสีปริมาณ
รังสีจะวัดในหน่วยของ Sievert (Sv) ซึ่งเป็น equivalent dose เป็นปริมาณของรังสีที่ได้รับการปรับแก้ชนิดของรังสีที่มีอำนาจในการทำลายแตกต่างกันด้วยค่าแก้ที่เรียกว่า WR (radiation weighing factor) ยกตัวอย่าง เช่น รังสีแกมมามีค่า WR = 1 , โปรตอน WR = 5 นิวตรอนพลังงานระหว่าง 0.1 - 2 MeV, WR = 20 ดังนั้นปริมาณรังสี 1 Sv จะเทียบได้กับ absorbed dose 1 Gy, 0.2 Gy, 0.05 Gy สำหรับรังสีแกมมา โปรตอน และนิวตรอนตามลำดับ
ปริมาณรังสี 1 Sv จากรังสีทั้ง 3 ชนิดนี้จะก่อให้เกิดผลทางชีวภาพที่เหมือนกัน นอกจากนี้ยังมีค่าแก้ที่เรียกว่า WT ซึ่งปรับแก้สำหรับอวัยวะต่างๆ ที่มี organ vitality และ organ radiosensitivity ไม่เหมือนกัน และเป็นเรื่องยุ่งยากที่จะหาค่าปริมาณรังสีที่ระดับความถูก
ต้องสูง ดังนั้นการประมาณการปริมาณรังสีจึงกระทำเป็นการค่าประมาณมาโดยตลอด การสืบค้นชนิดของรังสีและปริมาณรังสีที่ผู้ประสบเหตุได้รับจะเป็นประโยชน์ต่อแพทย์ในการทำนายชนิดและความรุนแรงของผลของรังสี ตลอดจนการกำหนดแนวทางการรักษาเพื่อช่วยชีวิตของผู้ที่ได้รับบาดเจ็บ
สิ่งสำคัญสำหรับการพิจารณาปริมาณรังสีและความเสี่ยงก็คือค่าสัมประสิทธิ์ปริมาณรังสีตามกรอบคิดขององค์การป้องก้อนอันตรายจากรังสีระหว่างประเทศ (ICRP dose coefficients) ซึ่งต้องคำนึงอย่างหนึ่งว่าความเสี่ยงรังสีโดยการประมาณการนั้นความเสี่ยงจากรังสีภายนอกมีค่าใกล้เคียงกับรังสีภายในหรือไม่ (Internal º external risk estimates) โดยที่การพิจารณาหาค่าสัมประสิทธิ์นั้นมีหน่วยสำคัญเป็นตาม ICRP dose coefficients เป็น Sv/Bq
อย่างไรก็ตามปริมาณรังสีที่บุคคลจะได้รับมาจากหลากหลายแหล่ง เช่น การหายใจ อาหาร หรือการทำงาน รวมไปถึงการได้รับรังสีจากธรรมชาติ ซึ่งบุคคลในวัยต่างๆ จะมีผลกระทบจากรังสีไม่เท่ากัน ซึ่งรังสีเทคนิคจะต้องติดตามแนวทางในการป้องกันอันตรายจากรังสีตาม ICRP Publications: 30 Pts1-4, 48, 54, 56, 61, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 78, 88, 89 โดยที่ต้องสนใจต่อ Committed effective dose Õ ซึ่งต้องจำแนกออกทั้ง 3 ประเด็น คือ
1. Absorbed dose in tissues / organs, Gy
2. Equivalent dose in tissues / organs, Sv
- Gy x WR
3. Effective dose, Sv
- equivalent dose x WT
การคำนวณ Effective dose calculation จะต้องพิจารณาตาม Equivalent dose in tissues / organs มีหน่วยเป็น Sv และต้องสนใจต้องปัจจัยแก้ ได้แก่
type |
WR |
low LET radiations |
1 |
a particles |
20 |
สำหรับการคำนวน Effective dose ซึ่งก็มีหน่วยเป็น Sv จะต้องสนใจต้องปัจจัยถ่วงน้ำหนักตามอวัยวะ ได้แก่
organ |
WT |
bone surface, skin |
0.01 |
bladder, breast, liver, oesophagus, thyroid |
0.05 |
bone marrow, colon, lung, stomach |
0.12 |
gonads |
0.2 |
ข้อสงสัยที่สำคัญก็คือปริมาณรังสีที่หลายฝ่ายพิจารณา external dose และ internal dose จะมีค่าเท่ากันหรือไม่นั้น ถือได้ว่าต้องประเมินตามแนวทางมาตรฐาน ซึ่งอาจมีปัจจัยย่อยที่สร้างให้เกิดความแตกต่างได้ แต่ไม่มากนัก ดังนั้นจึงถือสรุปว่า external dose และ internal dose มีค่าใกล้เคียงกัน
หลักการที่สำคัญในการป้องกันอันตรายจากรังสีจึงเน้นที่การกำหนดให้ได้รับรังสีไม่เกินกว่าค่ามาตรฐานที่ยอมรับได้ตาม ICRP 60 ดังตาราง
ประเภท |
บุคลากรทางด้านรังสี |
ประชาชนทั่วไป |
effective dose |
20mSv/yr average 5 yr |
1mSv/yr |
equivalent dose แยกตามอวัยวะ |
บุคลากรทางด้านรังสี |
ประชาชนทั่วไป |
เลนส์ตา |
150 SV |
15 mSv |
ผิวหนัง |
500 mSV |
50 mSV |
มือและเท้า |
500 mSV |
ไม่ระบุ |
โดยกำหนดแนวทางสำคัญในการควบคุมปริมาณรังสีแก่บุคลากร คือ
1.เวลา แบ่งออกเป็น 2 ประเด็น ได้แก่
1.1. ระยะเวลาในการทำงาน ต้องไม่เกิน 2000 ชั่วโมงต่อปี
1.2. ระยะเวลาในการได้รับรังสีไม่ควรเกิน 400 uSv ต่อสัปดาห์ ซึ่งเท่ากับการทำงานที่ค่าเฉลี่ย 20 ชั่วโมงต่อสัปดาห์
2.ระยะทาง ซึ่งจะช่วยลดปริมาณรังสีที่ร่างกายจะได้รับตามกฎ inverse square law นั้นคือพลังงานรังสีจะลดลงตามระยะทางยกกำลังสอง ดังนั้น ผู้ปฏิบัติงานควรอยู่ห่างแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์อย่างน้อย 2 เมตร
3.การป้องกัน หากไม่สามารถอยู่ห่างแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ได้ หรือเพื่อป้องกันอันตรายจากรังสีให้สูงขึ้น จำเป็นที่จะต้องใช้อุปกรณ์เสริม เช่น เสื้อตะกั่ว ฉากตะกั่ว ซึ่งมีความหนาของตะกั่ว 0.5 มม. ซึ่งจะช่วยลดปริมาณรังสีที่จะมาถึงร่างกายของผู้ปฏิบัติงานได้อีก 50%
สำหรับการวัดปริมาณรังสีที่ได้รับนั้น ปัจจุบันได้ใช้ตัววัดเป็น Thermoluminescent Dosimeter (TLD) ซึ่งทำมาจาก Lithium fluoride กับ Manganese ซึ่งมีขนาดเล็ก และใช้ซ้ำได้ และการระวังป้องกันความเสียหายทำได้ง่ายกว่า film
badge สำหรับการรายงานผลนั้น กองรังสีและเครื่องมือแพทย์ กระทรวงสาธารณสุขจะคิดจากระดับสูงสุดที่รับได้ใน 1 ปี คือระดับ 50 mSv ซึ่งจำแนกออกเป็น 1,000 uSv ต่อสัปดาห์ หรือ 4,000 uSv ต่อเดือนนั่นเอง อย่างไรก็ตามค่าต่ำสุดที่จะรายงานก็คือ 20 uSv ต่อเดือน
สรุป
ปริมาณรังสีที่บุคลากรทางด้านรังสีได้รับนั้นเมื่อวัดค่าภายนอก ด้วยเครื่องวัด เช่น TLD จะได้ค่าซึ่งโดยประมาณนั้นมีค่าเท่ากับปริมาณรังสีของอวัยวะภายใน โดยความต่างจะขึ้นอยู่กับ WT ของอวัยวะนั้น ซึ่งมีความต่างเพียงค่าคูณคงที่ ดังนั้นโดยค่าสัมพัทธ์จึงถือได้ว่ามีความเท่ากันตามแนวทางของ ICRP ซึ่งถือเป็นมาตรฐานสากลอย่างหนึ่ง
บรรณานุกรม
ไม่มีความเห็น