หนังสือพิมพ์มติชนรายวัน ฉบับประจำวันที่ 25 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2543

รายงานพิเศษ

ชำแหละ"ธาตุผี" โคบอลท์-60

อารีรัตน์ คอนดวงแก้ว

หมายเหตุ- ตามที่มีผู้ลักลอบนำวัตถุซึ่งเป็นที่บรรจุสารโคบอลท์-60 ไปชำแหละเพื่อเอาเศษเหล็กไปขายให้ร้านขายของเก่า ทำให้ได้รับอันตรายซึ่งเป็นการเกิดภัย ในลักษณะนี้เป็นครั้งแรกในประเทศไทยนั้น เพื่อให้ทราบถึงธาตุกัมมันตรังสีโคบอลทื-60 โดยละเอียด "มติชน" ขอนำเสนอรายงานชิ้นนี้ซึ่งเป็นข้อเขียนของคุณอารีรัตน์ ดอนดวงแก้ว ดังนี้

นักเล่นแร่แปรธาตุในสมัยกลาง ได้พยายามหาวิธีที่จะเปลี่ยนตะกั่วให้กลายเป็นทอง ถ้าคนเหล่านั้นสามารถมาอยู่ในปัจจุบัน คงจะเลือกโคบอลท์-60 แทนทองทั้งหมดที่มีอยู่ในโลก เป็นเวลานานหลายศตวรรษที่โคบอลท์ถูกใช้เป็นสารให้สีทุกวันนี้ โคบอลท์-59จะถูกเปลี่ยนไปเป็นโคบอลท์-60 ซึ่งเป็นธาตุกัมมันตรังสีธาตุหนึ่งซึ่งมีประโยชน์ต่อโลกอย่างมาก

ในทางการแพทย์ โคบอลท์-60 เป็นที่รู้จักกันดีสำหรับการรักษามะเร็ง นอกจากนี้ยังมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำให้ผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ที่ใช้ครั้งเดียวแล้วทิ้ง ปลอดจากเชื้อจุลินทรีย์ แล้วทำให้ผลิตภัณฑ์ยาและเครื่องสำอางบางชนิดมีความสะอาดถูกหลักอนามัย

ในด้านอาหาร โคบอลท์-60 ได้รับการพิสูจนืแล้วว่าสามารถใช้ได้ดีในการถนอมอาหาร และควบคุมเชื้อโรคที่ติดมากับอาหาร และคาดว่าในอนาคตอาหารฉายรังสีจะมีบทบาทสำคัญใน การช่วยให้มนุษยชาติที่ยังมีอัตราการเกิดทั้งโลกที่สูงมาก ให้มีอาหารสำหรับบริโภคได้เพียงพอ คาดกันว่าโคบอลท์-60จะถูกนำมาใช้แทนก๊าซ และผลิตภัณฑ์เคมีในอุตสาหกรรมอาหาร ซึ่งความสงสัยว่าสารเหล่านั้นเป็นอันตรายและเป็นตัวก่อมะเร็ง การใช้ประโยชน์ในด้านอื่นๆเช่น ใช้ในการเพิ่มความแข็งแรงให้กับพลาสติกบางชนิด ใช้ในการบำบัดตะกอนน้ำทิ้ง และใช้ในการกำจัดแมลงที่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ เป็นต้น

สำหรับประเทศไทย สำนักงานพลังงานปรมาณูเพื่อสันติ ได้นำเอาโคบอลท์-60 มาใช้งานวิจัยมากว่า 20 ปีแล้ว และในปัจจุบันได้ทำการติดตั้งโคบอลต์-60 ชุดใหม่เสร็จเรียบร้อย แล้วโดยมีความแรงรังสี 42,814 คูรี ณ วันที่ 1 ธันวาคม พ.ศ. 2539

โคบอลท์ (Cobalt)

โคบอลท์ เป็นชื่อทางเคมีของธาตุหนึ่ง มีสัญญลักษณ์เป็น "Co" น้ำหนักอะตอมเท่ากับ 59 มีไอโซโทปเดียว คือ โคบอลท์-59 ค้นพบโดยนักเคมีชาวสวีเดน จอร์จ แบรนท์ (George Brandt) ประมาณปี พ.ศ. 2278 ชื่อของธาตุนี้ได้ตั้งจากคำว่า "Kobold" ซึ่งเป็นชื่อผี ที่ชอบขโมยเงินในนิทานพื้นบ้านของเยอรมนี

โคบอลท์-59 และ โคบอลท์-60

โคบอลท์-59 และ โคบอลท์-60 แตกต่างกันอย่างไร โคบอลท์-60 เป็นไอโซโทปกัมมันตรังสีของโคบอลท์-59 โดยมีน้ำหนักอะตอมเท่ากับ 60 ไม่มีปรากฏอยู่ในธรรมชาติ แต่ผลิตขึ้นได้โดยการนำเอานิวไคลด์ที่เสถียร คือ โคบอลท์-59 ไปอาบนิวตรอนในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (ปรมาณู) สามารถเขียนเป็นสมการนิวเคลียร์ได้ดังนี้

โคบอลท์ + นิวตรอน -----โคบอลท์-60 + รังสีแกมม่าฉับพลัน

โคบอลท์-60 ที่เกิดจะเป็นไอโซโทปกัมมันตรังสี มีครึ่งชีวิต 5.26 ปี และสลายตัวไปเป็นนิเกิล-60 โดยการปลดปล่อยอนุภาคเบตาพลังงาน 0.318 Mev (ล้านอิเล็กตรอนโวลท์) รังสีแกมม่าพลังงาน 1.33 mev และ 1.17 Mev ซึ่งเราสามารถใช้ประโยชน์จากรังสีแกมม่านี้ได้ในการฉายรังสีอาหาร โดยใช้โคบอลท์-60จะไม่ทำให้อาหาร กลายเป็น สารกัมมันตรังสีได้ ทั้งนี้เพราะว่า รังสีแกมม่า จากโคบอลท์-60 มีพลังงานไม่สูงพอที่จะทำให้เกิดการกระตุ้น (Activation) จนกลายเป็นสารกัมมันตรังสี

ทำไมถึงต้องใช้โคบอลท์-60

โคบอลท์-60 เป็นไอโซโทปกัมมันตรังสีที่ได้ถูกเลือกให้ใช้งานในด้านต่างๆ เพื่อเป็นประโยชน์ต่อมนุษยชาติ โคบอลท์-60 ถูกใช้อย่างกว้างขวางในการรักษามะเร็งมาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2493 และเป็นที่รู้จักดีที่สุดในการใช้ประโยชน์ในด้านนี้

ในปัจจุบันได้มีการใช้โคบอลท์-60 ในการทำผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ที่ใช้ครั้งเดียวแล้วทิ้งปลอดจากเชื้อจุลินทรีย์ เพื่อให้ศัลยแพทย์ที่ทำการผ่าตัดคนไข้แน่ใจได้ว่าคน ไข้จะไม่มีติดเชื้อ จากถุงมือ รอยเย็บแผล ชุดใส่ผ่าตัด หรืออุปกรณ์ประกอบอื่นๆ

ผลิตภัณฑ์ยาและเครื่องสำอางบางชนิด ถูกทำให้มีความสะอาดถูกหลักอนามัย และ ปลอดเชื้อ โดยใช้โคบอลท์-60 โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับผลิตภัณฑ์ที่อาจสูญเสีย คุณภาพได้ถ้าใช้ ความร้อน หรือขบวนการอื่น

การฉายรังสีอาหาร เป็นการใช้ประโยชน์อย่างหนึ่งจากโคบอลท์-60 ขณะนี้ได้รับการยอมรับจากอุตสาหกรรมอาหารและสาธารณชน อาหารแายรังสีไม่ได้เป็นสารกัมมันตรังสี และในปัจจุบันนี้ ได้มีการพิสูจน์แล้วว่าไม่เป็นอันตรายต่อสุขภาพ ขบวนการฉายรังสีอาหารช่วยให้ไม่ต้องใช้สารเคมีในการยืดอายุอาหาร และยังช่วยกำจัดเชื้อโรคที่ติด มากับ อาหารได้อีกด้วย ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างใหญ่หลวงต่อประเทศกำลังพัฒนาที่มีปัญหาอาหารเสีย ก่อนถึงมือผู้บริโภคหรือส่งออก เนื่องจากความร้อนและระยะเวลาของการขนส่ง การฉายรังสีอาหารสามารถช่วยผ่อนคลายปัญหาเหล่านี้ลงได้ และทำให้เศรษฐกิจของประเทศดีขึ้นจากผลผลิตที่สามารถส่งออกได้มากขึ้นในประเทศที่พัฒนาแล้ว เช่น แคนาดา การฉายรังสีอาหารก็ให้ประโยชน์ที่เห็นได้ เช่น ลดการสูญเสีย ยืดอายุ และทำให้อาหารมีความปลอดภัยต่อผู้บริโภคมากขึ้น

ในปัจจุบันได้มีการใช้โคบอลท์-60 ในอุตสาหกรรมพลาสติก โดยนำมาใช้เร่งการบ่มตัวของวัสดุและเพิ่มความทนทานให้แก่แผ่นพลาสติกโดยทำให้เกิดครอส-ลิงกิ้ง (Cross Linking) ของโมเลกุล งานวิจัยเพื่อหาวิธีการใช้ประโยชน์ของโคบอลท์-60 ในสาขาอื่นๆ ได้กระทำมาอย่างต่อเนื่อง เช่นพยายามพัฒนาไปใช้ในอุตสาหกรรมทำไม้และกระดาษ เป็นต้น

ผลิตผลของโคบอลท์-60 : แคนาดาเป็นผู้ผลิตโคบอลท์-60 รายใหญ่ที่สุดในโลก โดยสามารถผลิตได้ประมาณร้อยละ 80 ของความต้องการของทั้งโลก

แหล่งแร่โคบอลท์ : แร่ที่มีโคบอลท์-59 ปะปนอยู่จำนวนมากนั้นหายาก ทั้งนี้เพราะว่าโลหะโคบอลท์มีอยู่เพียงร้อยละ 0.001 ของเปลือกโลก ในปัจจุบันประเทศซาอีร์และแซมเบีย ในทวีปแอฟริกา สามารถผลิตแร่โคบอลท์-59 ได้มากที่สุดในโลก นอกจากนี้ยังมีประเทศแคนาดา รัสเซีย โมร็อกโก ซิมบับเว และนิวคาลิโดเนีย ที่มีแหล่งแร่โคบอลท์-59 ผลิตผลรวม ของโคบอลท์-59 ทั้งโลกต่อปีมีประมาณ 30 ล้านกิโลกรัม

การเตรียมโคบอลท์-60 : มีหลายบริษัททั้งในอเมริกาและแคนาดาที่มีความเชี่ยวชาญในการทำโคบอลท์-59 แบบเป็นเม็ดเล็กๆ และแบบเป็นแท่ง โดยใช้โคบอลท์ที่ทำเป็นผง และ มี ความบริสุทธิ์ถึงร้อยละ 99.9 เคลือบเม็ดและแท่งเหล่านั้นด้วยนิเกิล เพื่อป้องกันการเกิดปฏิกิริยาระหว่างโคบอลท์-59 กับออกซิเจนในอากาศ

เม็ดโคบอลท์ที่ใช้ทางการแพทย์จะทำเป็นรูปทรงกระบอก มีขนาด 1ม.ม. x 1ม.ม. ในทางอุตสาหกรรม จะทำเป็นแท่งยาวมีลักษณะเป็นทรงกระบอกเช่นเดียวกับแบบเม็ด แต่มีขนาดเส้นผ่ศูนย์กลาง 6.4 ม.ม. และ สูง 25.5 ม.ม.

เม็ดโคบอลท์ที่ใช้ในทางการแพทย์ ซึ่งมีลักษณะเป็นเม็ดเหมือนทรายหยาบจะถูกเทใส่ลงในภาชนะที่มีรูปทรงที่เหมาะสมกับการใช้งาน สำหรับแท่งโคบอลท์ที่ใช้ใน ทางอุตสาหกรรม จะถูกบรรจุเข้าไปในท่อที่ทำด้วยโลหะผสมของเซอร์โคเนียม เรียกว่าเซอร์คัลลอย (Xircaloy) หลังจากบรรจุเรียบร้อยแล้วปลายทั้งสองจะถูกผนึกโดยการเชื่อม เพื่อใช้เป็นแท่งต้น กำเนิด แท่งต้นกำเนิดเหล่านี้จะถูกนำมารวมกันให้เป็นมัด มัดของแท่งต้นกำเนิดเหล่านี้จะถูกนำไปใส่ลงในช่องอาบนิวตรอนในเครื่องปฏิกรณ์ เพื่อที่จะเปลี่ยนโคบอลท์-59 ให้เป็นโค บอลท์-60 ตามมาตรฐานการประกันคุณภาพ และตามข้อกำหนดเฉพาะเดียวกัน

การก่อกัมมันต์ (Activation) : ปัจจุบันแคนาดาเป็นประเทศผู้ผลิตโคบอลท์-60 ที่ใหญ่ที่สุดในโลก บริษัทที่ทำโคบอลท์-60 เพื่อการพาณิชย์จะส่งมัดแท่งต้นกำเนิด ไปอาบนิวตรอน ในเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ผลิตไฟฟ้าแบบแคนดู (CANDU) โคบอลท์-59 จะถูกเปลี่ยนให้เป็นโคบอลท์-60 เพื่อจะผลิตโคบอลต์-60 ได้มีการเปลี่ยนแปลงเพียงเล้กน้อยกับแท่งควบคุม Adjuster rod ซึ่งปกติทำด้วยเหล็กปลอดสนิม โดยการเปลี่ยนไปใช้แท่งที่บรรจุด้วยโคบอลท์-59 Adjuster rod เหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งของระบบควบคุมการเดินเครื่องปฏิกรณ์ ให้อยู่ในสภาวะวิกฤตตลอดเวลา แท่งเหล่านี้จะถูกดึงเข้าและออกจากแกนเครื่องปฏิกรณ์โดยอัตโนมัติ โคบอลท์-59 ที่ถูกบรรจุอยู่ภายในแท่งเหล็กปลอดสนิม คือดูดกลืนนิวตรอน แต่โคบอลท์-59 จะถูกเปลี่ยนไปเป็นสารกัมมันตรังสี โคบอลท์-60 เมื่อได้ค่าความแรงตามต้องการแล้วก็จะทำการเคลื่อนย้ายออกจากแกนเครื่องปฏิกรณ์ เพื่อนำไปใช้ประโยชน์ต่อ ไปตามปกติในเชิงพาณิชย์จะใช้เวลาประมาณ 1 ปี ในการเปลี่ยนโคบอลท์-59 ให้เป็นโคบอลท์-60 ดังนั้น โคบอลท์-60 จึงไม่ใช่กากกัมมันตรังสีจากโรงงานไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ และไม่ใช้เป็นผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากปฏิกิริยาฟิชชัน แต่โคบอลท์-60 คือไอโซโทปที่ผลิตขึ้นด้วยความจงใจของมนุษย์

การขนส่งต้นกำเนิด โคบอลท์-60 เมื่อได้ค่าความแรงของโคบอลท์-60 ตามความต้องการแล้ว แท่งต้นกำเนิดก็จะถูกนำออกจากแกนเครื่องปฏิกรณ์และถูกบรรจุลงในเครื่องกำบังรังสีรูปทรงกระบอก นำไปเก็บไว้ในบ่อเก็บที่มีความลึก 10 เมตร เพื่อรอการขนส่งไปยังโรงงานตกแต่ง (Processing facility)

ขั้นตอนการขนส่ง โคบอลท์-60 สรุปได้ดังนี้: จากเครื่องปฏิกรณ์ไปยังโรงงานตกแต่ง จากโรงงานตกแต่งไปยังผู้ใช้ จากผู้ใช้กลับไปยังผู้ผลิต เมื่อต้นกำเนิดด้อยสมรรถนะการขนส่ง ในทุกกรณี  โคบอลท์-60 จะถูกบรรจุลงในภาชนะที่ทำขึ้นเป็นพิเศษ มีเปลือกนอกทำด้วย เหล็กกล้า ผนังหนาด้านในทำด้วยตะกั่ว และในการขนส่งนี้ต้องทำตามมาตรฐาน หรือข้อ กำหนดด้านความปลอดภัยของ ทบวงการพลังงานปรมาณู ระหว่างประเทศ (IAEA) ดังนี้

• ต้องมีการทดสอบการปล่อยตกโดยอิสระจากความสูง 1 เมตรลงพื้นแข็ง

• ต้องมีการทดสอบการปล่อยตกโดยอิสระจากความสูง 9 เมตรลงพื้นผิวคอนกรีต/เหล็กกล้าที่เตรียมขึ้นเป็นพิเศษ

• ทดสอบการทนความร้อน โดยการจุ่มลงไปในที่มีอุณหภูมิ 800 องศาเซลเซียส เวลา 30 นาที

ในปัจจุบันนี้ โคบอลท์-60 ยังคงถูกใช้อย่างแพร่หลายทั้งในทางการแพทย์ การวิจัย และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในทางอุตสาหกรรม แต่ประชาชนส่วนใหญ่ยังไม่ทราบถึงประโยชน์ของมัน

	[พลังงานนิวเคลียร์คืออะไร][รังสีคืออะไร]		ข้อมูลกากกัมมันตรังสีในประเทศไทย
	การใช้ประโยชน์จากพลังงานนิวเคลียร์ในประเทศไทย		การจัดการกากกัมมันตรังสี
	กัมมันตภาพรังสีคืออะไร		อุบัติเหตุ เชอร์โนบิล & ทรีไมล์ไอส์แลนด์
	การได้รับรังสีทั่วไปจากแหล่งต่างๆ		แหล่งข้อมูลด้านพลังงานนิวเคลียร์
	กากกัมมันตรังสีคืออะไร		รังสีกับมนุษยชาติ
	ขีดจำกัดขนาดของรังสี, อาการเจ็บป่วย		การป้องกันอันตรายจากรังสี
	คำศัพท์นิวเคลียร์		อุบัติเหตุทางรังสีและหลักปฏิบัติในภาวะฉุกเฉินทางรังสี
	หน่วยวัดรังสี[รังสีกับสิ่งแวดล้อม][ผลกระทบจากรังสีต่อร่างกาย]		จำนวนโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั่วโลก[งานคุณภาพกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์]
	ธาตุผี โคบอลท์(Co-60)		[ฟิล์มวัดรังสี][ตารางธาตุ][พลังงานทดแทน]