1. เพื่อให้นักเรียนสามารถสืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับการใช้ประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสีในด้านต่าง ๆ เช่น การแพทย์ อาหาร อุตสาหกรรม รวมทั้งอันตรายจากกัมมันตรังสี
2.
เพื่อให้นักเรียนสามาระยกตัวอย่างการใช้ประโยชน์จากธาตุกัมมันตรังสีในด้านต่างๆ รวมถึงวิธีหลีกเลี่ยงและป้องกันอันตรายจากกัมมันตรังสี
ให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับการใช้ธาตุกัมมันตรังสีในด้านต่างๆ เช่น การแพทย์ อาหาร อุตสาหกรรม รวมทั้ง อันตรายจากกัมมันตรังสี และนำเสนอข้อมูลในรูปแบบที่น่าสนใจ
1. วางแผนตรวจสอบสมบัติต่างๆ ของธาตุที่รู้จัก เช่น คาร์บอน เหล็ก ทองแดงกำมะถัน
2. สืบค้นข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับจุดเดือดจุดหลอมเหลวของธาตุที่นำมาตรวจสอบสมบัติ
3. ออกแบบตารางบันทึกข้อมูล สังเกตและบันทึกผล นำเสนอผลและอภิปราย
จากการสืบค้นข้อมูลมีรายละเอียด ดังนี้
นักฟิสิกส์ ชาวฝรั่งเศสชื่อ เอ.เฮนรี่ เบคเคอเรล (A. Henri Becquerel) เป็นผู้ค้นพบกัมมันตภาพรังสีเป็นครั้งแรก ในปี พ.ศ. 2439 (ค.ศ. 1896) โดยสังเกตพบว่า สารประกอบยูเรเนียมมีกัมมันตภาพรังสีแผ่ออกมา และจากการทดลองเกี่ยวกับกัมมันตรังสี ทำให้ทราบว่ารังสีมีอยู่ 3ชนิดคือ
- รังสีแอลฟา (λ - rays) เป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าบวก ซึ่งเท่ากับนิวเคลียสของฮีเลียม( 42 He)
- รังสีบีตา (β - rays) เป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าลบ ซึ่งเท่ากับอิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูง
- รังสีแกมมา (γ - rays) เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่สูงมาก เป็นรังสีที่ไม่มีประจุไฟฟ้า แต่มีพลังงานมาก และทำให้เกิดอันตรายต่อร่างกายคนได้มากด้วย
ผู้ปฏิบัติงานเกี่ยวกับรังสี จึงต้องระมัดระวังอันตราย และต้องตรวจสอบตนเองอยู่เสมอว่าในวันหนึ่ง ๆ หรือช่วงระยะเวลาหนึ่งร่างกายได้รับรังสีมากน้อยเพียงใด เกินกำหนดที่จะก่อให้เกิดอันตรายหรือไม่ และเนื่องจากร่างกายคนเราไม่สามารถวัดปริมาณรังสีได้ด้วยความรู้สึกของเรา จึงต้องใช้เครื่องมือวัด อาจเป็น กลักฟิล์ม หรือเครื่องไกเกอร์เคาน์เตอร์ ก็ได้
การใช้ประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสีในด้านต่าง ๆ
การเกษตร ใช้รังสีแกมมา เพื่อ
- ปรับปรุงพันธุ์เพื่อให้ได้พันธุ์ที่มีความต้านทานโรค และให้ผลลัพธ์สูง
- ตรวจหาชนิดของปุ๋ยที่พืชต้องการ เพื่อการเลือกชนิดของปุ๋ยที่ถูกต้อง
- ทำลายแมลงโดยการทำให้แมลงเป็นหมัน
- อาบรังสีผลผลิต ป้องกันการงอกและฆ่าเชื้อราบางชนิด ทำให้เก็บไว้ได้นาน
- อาบรังสีเพื่อเก็บถนอมอาหาร (ที่เรียกว่าอาหารฉายรังสี)
การแพทย์
ใช้รังสีแกมมาจากไอโซโทปกัมมันตรังสีบางชนิด ในการวินิจฉัยโรคและการบำบัดรักษา โดยให้ผู้ป่วยกินไอโซโทปกัมมันตรังสี หรือฉีดเข้าไปในอวัยวะที่ต้องการตรวจสอบ
สารนี้จะไหลไปตามระบบหมุนเวียนภายในร่างกาย ซึ่งติดตามได้โดยใช้เครื่องวัดกัมมันตภาพรังสี เช่น ไกเกอร์เคาน์เตอร์ แพทย์สามารถใช้ข้อมูลที่ได้ไปประกอบการวินิจฉัยได้ว่าอวัยวะส่วนนั้นทำงานปกติหรือไม่ นอกจากนี้ยังใช้กัมมันตรังสีต่าง ๆ ดังนี้
- ใช้ไอโอดีน - 131 (I2 – 131) ตรวจและรักษามะเร็งที่ต่อมไทรอยด์
- ใช้แทลเลียม – 201 (Tl – 201) ตรวจสอบการทำงานของกล้ามเนื้อหัวใจ
- อิตเทรียม – 901 (Y - 90) และ ทอง – 198 (Au – 198) ใช้รักษามะเร็งที่แพร่กระจาย
- ฟอสฟอรัส – 32 (P – 32) ใช้รักษามะเร็งเม็ดเลือดขาว เป็นต้น
ทางการทหาร
ใช้ธาตุกัมมันตรังสี พวก Ra – เรเดียม, U – ยูเรเนียม (235,238) ทำอาวุธนิวเคลียร์
(จรวด, ระเบิด) U – ยูเรเนียม เป็นเชื้อเพลิงในเรือรบ เรือดำนํ้า เป็นต้น
ทางอุตสาหกรรม
- การตรวจหารอยรั่วของท่อแก๊สใต้พื้นดิน โดยใส่สารกัมมันตรังสีเข้าไปในท่อแก๊สใต้พื้นดิน ถ้ามีรอยรั่วจะมีกัมมันตรังสีกระจายสู่บรรยากาศ จากนั้นใช้เครื่องวัดรังสีตรวจสอบเหนือพื้นดิน เพื่อหาตำแหน่งของรอยรั่วได้
- การวัดความหนาของวัตถุที่เป็นแผ่นบาง เช่น แผ่นกระดาษ พลาสติก เหล็กกล้าอะลูมิเนียม โดยให้แผ่นวัตถุดังกล่าวเคลื่อนที่ผ่านสารกัมมันตรังสี แล้วใช้เครื่องวัดรังสีตรวจสอบ จากปริมาณรังสีที่ทะลุผ่านวัตถุแผ่นบางมาเข้าเครื่องวัด จะทำให้ทราบความหนาของแผ่นวัตถุได้
- การตรวจสอบควันไฟเพื่อป้องกันไฟไหม้ เนื่องจากกัมมันตภาพรังสี ที่ทำให้อากาศแตกตัวเป็นไอออนเกาะติดกับอนุภาคของควันไฟ ทำให้อากาศเคลื่อนที่ช้าลงกระแสไฟฟ้าจะลดลง และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ไปทำให้เสียงสัญญาณเตือนดังขึ้น
- การผลิตสีสะท้อนแสง ใช้ในอุตสาหกรรมเสื้อผ้า ทำ ตัวเลขหน้าปัดนาฬิกา เครื่องยนต์สะท้อนแสงต่าง ๆ เป็นต้น
ทางโบราณคดี
- การหาอายุวัตถุโบราณ ใช้ C-14 (คาร์บอน – 14) ซึ่งจะหาอายุวัตถุโบราณได้จนถึงประมาณ 30,000 ปี อาจใช้ K – 48 (โพแทสเซียม – 48) และ Rb – 87 (รูบิเดียม – 87)เป็นต้น
อันตรายจากกัมมันตรังสี
- อันตรายโดยตรงต่อชีวิต เมื่อร่างกายได้รับกัมมันตภาพรังสีโดยตรง โดยเฉพาะรังสีแกมมา สามารถทำ ให้เซลล์ของเนื้อเยื่อตายได้ ดังนั้นถ้าหากเซลล์ได้รับรังสีพร้อมกันเป็นจำนวนมาก จะทำ ให้เสียชีวิตได้
- อันตรายต่อเนื้อเยื่อสมองและอวัยวะสืบพันธุ์ รังสีแกมมาอาจทำ ให้โครโมโซมของเซลล์สืบพันธุ์มีการเปลี่ยนแปลงอย่างชั่วคราวหรือถาวร เป็นผลทำให้พันธุกรรมเปลี่ยนแปลงไปในทางที่ดีขึ้นหรือเลวลงก็ได้ หรือที่เรียกว่าเกิดการกลายพันธุ์ เชื่อกันว่าวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบางกรณีเกิดจาก กัมมันตภาพรังสี
- อันตรายแบบสะสม ถ้าเซลล์ของเนื้อเยื่อ ได้รังสีในปริมาณน้อย ๆ เป็นเวลานาน ๆ ก็ทำให้เซลล์ของเนื้อเยื่อนั้น ได้รับอันตรายได้ คือ อาจกลายเป็นเซลล์มะเร็งได้
สรุปได้ว่า
ธาตุบางชนิดสามารถปล่อยกัมมันตรังสีได้ ซึ่งเรียกว่าธาตุกัมมันตรังสี
- รังสีที่ปล่อยออกมามี 3 ชนิด คือ รังสีแอลฟา รังสีบีตา และรังสีแกมมา
- รังสีที่ปล่อยออกมา ถ้าร่างกายได้รับกัมมันตภาพรังสีโดยตรงในปริมาณมาก จะทำให้เสียชีวิตได้ แต่ถ้าได้รับในปริมาณน้อยๆ เป็นเวลานานๆ อาจทำให้เซลล์กลายเป็นเซลล์มะเร็งได้
- มนุษย์รู้จักนำรังสีมาใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ เช่น ในการถนอมอาหาร รักษาโรค การอุตสาหกรรม ทางการทหาร เป็นต้น
|