การวัดรังสีเป็นกระบวนการสำคัญที่มีความสำคัญในหลากหลายสาขาอุตสาหกรรมและสาขาวิชาต่างๆ เช่น การแพทย์นิวเคลียร์ การแพทย์โรคมะเร็ง วิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับรังสี และอื่นๆ การใช้ Dosimeters เป็นเครื่องมือสำคัญในการวัดปริมาณรังสีที่ผู้คนได้รับและมีบทบาทสำคัญในการควบคุมความเสี่ยงต่อการสัมผัสรังสีที่เกิดจากการทำงานหรือสภาพแวดล้อมที่พบเจอในชีวิตประจำวัน
Thermoluminescent Dosimeters (TLDs)
- เครื่องวัดปริมาณรังสีเทอร์โมลูมิเนสเซนต์ใช้ผลึกพิเศษ เช่น ลิเธียมฟลูออไรด์ คริสตัลเหล่านี้เก็บพลังงานเมื่อสัมผัสกับรังสี
- เมื่อถูกความร้อน ผลึกเหล่านี้จะปล่อยพลังงานที่สะสมไว้ออกมาในรูปของแสง ปริมาณแสงที่ปล่อยออกมาจะแปรผันตามปริมาณรังสีที่ได้รับ TLD สามารถวัดปริมาณรังสีได้หลากหลาย โดยทั่วไปตั้งแต่ 1 มิลลิเร็ม (mrem) ถึง 1,000 เร็ม
- หลังจากอ่านปริมาณแล้ว TLD จะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงเพื่อลบข้อมูลที่เก็บไว้ ทำให้สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้
Electronic Personal Dosimeters
- Dosimeters เหล่านี้ใช้เครื่องตรวจจับเซมิคอนดักเตอร์เพื่อวัดการได้รับรังสีแบบเรียลไทม์
- มีความไวสูงและสามารถตรวจจับปริมาณที่ต่ำมากได้ โดยเริ่มจาก 1 ไมโครซีเวิร์ต (µSv) ไปจนถึงหลายซีเวิร์ต (Sv)
- คุณสมบัติต่างๆ มักประกอบด้วยจอแสดงผลแบบดิจิตอลสำหรับการอ่านปริมาณรังสีทันที การเตือนสำหรับอัตราปริมาณรังสีและขีดจำกัดปริมาณรังสี และบางรุ่นก็มาพร้อมกับความสามารถในการบันทึกข้อมูล
- ใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากความสะดวกและการตอบสนองที่รวดเร็ว
Optically Stimulated Luminescence (OSL) Dosimeters
- OSL Dosimeters ทำงานคล้ายกับ TLD แต่ใช้แสงแทนความร้อนเพื่อปล่อยพลังงานที่เก็บไว้ในรูปของแสง
- เครื่องวัดปริมาตรเหล่านี้สามารถวัดปริมาณรังสีได้ตั้งแต่ต่ำ 1 เมตรไปจนถึงสูงถึง 1,000 เมตร
- โดมิเตอร์ OSL มีอายุการเก็บรักษานานกว่าเมื่อเทียบกับ TLD และมีความไวต่อระดับรังสีต่ำมาก
Film Badge Dosimeters
- เครื่องวัดโดซิมิเตอร์แบบฟิล์มใช้ฟิล์มถ่ายภาพเพื่อบันทึกการสัมผัสรังสี ฟิล์มจะมืดลงตามการแผ่รังสี และระดับของความมืดจะบ่งบอกถึงปริมาณแสง
- โดยปกติแล้ว เครื่องวัดปริมาตรเหล่านี้จะไวต่อปริมาณตั้งแต่ 10 มิลลิเรม ถึง 500 เรม
- ข้อได้เปรียบหลัก คือ การบันทึกแบบถาวร แต่จำเป็นต้องใช้เวลารอให้ฟิล์มประมวลผลเหมือนกับฟิล์มถ่ายภาพซึ่งอาจเป็นกระบวนการที่ช้ากว่า
หลักการทำงานของ Dosimeters
- การดูดซับพลังงาน : เครื่องวัดปริมาณรังสีดูดซับพลังงานจากรังสีไอออไนซ์ประเภทต่างๆ
- การตอบสนองตามสัดส่วน : การตอบสนอง (เช่น การปล่อยแสงใน TLD) จะเป็นสัดส่วนกับปริมาณรังสีที่ดูดซับ
- การจัดเก็บข้อมูล : พลังงานที่ดูดซับจะถูกจัดเก็บในรูปแบบที่สามารถวัดได้ภายในโดซิมิเตอร์ เช่น อิเล็กตรอนที่กักขังใน OSL หรือการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างผลึกใน TLD
- กระบวนการอ่านข้อมูล : พลังงานที่เก็บไว้นี้จะถูกแปลงเป็นรูปแบบที่อ่านได้ เช่น การเปล่งแสงหรือการทำให้ฟิล์มมืดลง ซึ่งจะถูกวัดเพื่อกำหนดปริมาณรังสี
การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม
ในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม เครื่องวัดปริมาณรังสีมีบทบาทสำคัญในการรับรองความปลอดภัยของพนักงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ที่มีความเสี่ยงต่อการสัมผัสรังสี อุตสาหกรรมต่างๆ เช่น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ การถ่ายภาพรังสีทางการแพทย์ และการถ่ายภาพรังสีอุตสาหกรรม ใช้เครื่องวัดปริมาณรังสีอย่างกว้างขวางในการตรวจสอบและควบคุมการสัมผัสรังสี ในโรงงานนิวเคลียร์ คนงานสวมเครื่องวัดปริมาตรส่วนบุคคล เช่น TLD หรือเครื่องวัดปริมาตรอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อติดตามการสัมผัสรังสีสะสม เพื่อให้แน่ใจว่าจะยังคงอยู่ในขีดจำกัดที่ปลอดภัย
ในสถานพยาบาล โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสาขารังสีวินิจฉัยหรือการฉายรังสีบำบัด เครื่องวัดปริมาณรังสีช่วยในการติดตามปริมาณรังสีที่ทั้งผู้ป่วยและเจ้าหน้าที่ได้รับ
การถ่ายภาพรังสีทางอุตสาหกรรมซึ่งใช้รังสีเพื่อตรวจสอบวัสดุเพื่อหาข้อบกพร่องที่ซ่อนอยู่ จำเป็นต้องใช้เครื่องวัดปริมาณรังสีเพื่อปกป้องพนักงานที่อาจได้รับรังสีในระดับสูง ในสถานที่เหล่านี้ เครื่องวัดปริมาณรังสีไม่ได้เป็นเพียงเครื่องมือด้านความปลอดภัยเท่านั้น แต่ยังเป็นข้อกำหนดด้านกฎระเบียบอีกด้วย เพื่อให้มั่นใจว่าอุตสาหกรรมต่างๆ จะปฏิบัติตามมาตรฐานด้านสุขภาพและความปลอดภัยที่เกี่ยวข้องกับการสัมผัสรังสี ข้อมูลที่รวบรวมจากเครื่องวัดปริมาตรมีความสำคัญอย่างยิ่งในการประเมินความปลอดภัยในสถานที่ทำงาน การวางแผนตารางการทำงานเพื่อลดการสัมผัส และการใช้มาตรการป้องกันเพิ่มเติมเมื่อจำเป็น