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

ในปัจจุบันนี้ โคบอลท์-60 ยังคงถูกใช้อย่างแพร่หลายทั้งในทางการแพทย์ การวิจัย และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในทางอุตสาหกรรม แต่ประชาชนส่วนใหญ่ยังไม่ทราบถึงประโยชน์ของมัน

รู้หรือไม่

[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) [ฟิล์มวัดรังส][ตารางธาตุ][พลังงานทดแทน]

 

  การเรียนการสอนฟิสิกส์ 2  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต  

1. ไฟฟ้าสถิต 2.  สนามไฟฟ้า
3. ความกว้างของสายฟ้า  4.  ตัวเก็บประจุและการต่อตัวต้านทาน 
5. ศักย์ไฟฟ้า 6. กระแสไฟฟ้า 
7. สนามแม่เหล็ก  8.การเหนี่ยวนำ
9. ไฟฟ้ากระแสสลับ  10. ทรานซิสเตอร์ 
11. สนามแม่เหล็กไฟฟ้าและเสาอากาศ 

12. แสงและการมองเห็น

13. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ 14. กลศาสตร์ควอนตัม
15. โครงสร้างของอะตอม 16. นิวเคลียร์ 

 

 

กลับสู่หน้าแรกของโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

 

 

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

การเรียนฟิสิกส์ 2 ผ่านทางอินเตอร์เน็ต