http://update.se-ed.com     หน้าแรก    ฉบับก่อน      แนะนำ     ติดต่อเรา     สมาชิก     ซีเอ็ด      

ฉบับ 193 ตุลาคม 2546 ประจำฉบับ   o บอกกล่าว   o จดหมายถึงบ.ก.   o มองโลก   o มองไทย   o Space Hotline   o คุยกับชัยคุปต์   o นักวิทย์รุ่นเยาว์   o ประลองปัญญา   o เรื่องจากปก   o บทความ/สารคดี บอกรับจดหมายข่าว โปรดแจ้ง E-Mail ของคุณ Subscribe     Unsubscribe   Powered by YourMailinglist Provider.com   ดูจดหมายข่าวเก่า   Visitors:

สารคดีวิทยาศาสตร์ #193                 ชุดกันรังสี สวมสบาย          ถ้าความจำเป็นคือสิ่งที่กระตุ้นให้คนเราค้นคิดสิ่งประดิษฐ์ใหม่ๆ ขึ้นมาแล้วละก็ แน่นอนว่า ความต้องการป้องกันตนเองให้รอดพ้นจากอันตรายต่างๆ ซึ่งเป็นเรื่องที่จำเป็นและสำคัญมากสำหรับคนเรานั้น ก็จะยิ่งกระตุ้นให้คนเราคิดค้นสร้างสิ่งประดิษฐ์ใหม่ๆ มากขึ้นไปอีก และนี่คือเรื่องราว การคิดสร้างสรรค์ประดิษฐ์สิ่งใหม่ๆ ของ โรนัลด์ เอฟ. เดอมิโอ วิสัญญีแพทย์ (แพทย์ผู้ชำนาญด้านการวางยาสลบหรือดมยา) ชาวฟลอริดา สหรัฐอเมริกา ซึ่งต้องถ่ายเอกซ์เรย์ผู้ป่วยอยู่เป็นประจำ เมื่อทำการรักษาผู้ป่วยโรคปวดคอและปวดหลังเรื้อรัง         ความกังวลว่ารังสีเอกซ์จะมาสะสมในร่างกายตนเองมากเกินไป ซึ่งอาจก่อให้เกิดการเจ็บป่วยนั้น ทำให้เดอมิโอเริ่มงานค้นคว้าเมื่อหลายปีก่อน เพื่อหาวิธีการป้องกันตนเองที่ดีกว่ามาตรฐานวิธีการปฏิบัติตนเพื่อป้องกันรังสีในปัจจุบัน ซึ่งต้องสวมเสื้อกั๊กที่ทำจากตะกั่วที่หนักมากหรือสวมเกราะกำบัง สวมถุงมือ สวมเกราะป้องกันส่วนคอหรือสวมแว่นตาตะกั่ว หรือต้องออกไปนอกห้องบ่อยๆ เมื่อทำการถ่ายภาพเอกซเรย์ เพื่อให้อยู่ในระยะห่างที่ปลอดภัยจากแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์         หลังจากร่วมค้นคว้าวิจัยกับคนอื่นๆ เป็นเวลานานแปดปี เดอมิโอ นายแพทย์นักบริหาร ก็พัฒนาสารประกอบพอลิ-เมอร์ที่อยู่ในรูปของผืนผ้าขึ้นมา และเขาเรียกผ้าชนิดนี้ว่า  เดมรอน ซึ่งนอกจากจะสามารถป้องกันรังสีเอกซ์ และการแผ่รังสีนิวเคลียร์ (เช่น รังสีแกมม่า อนุภาคแอลฟ่า อนุภาคเบต้า) ได้อย่างมีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับชุดป้องกันรังสีแบบมาตรฐานปกติที่ทำจากตะกั่วแล้ว เดมรอนยังมีความยืดหยุ่น และสามารถนำมาทำเป็นเครื่องนุ่งห่มได้อีกด้วย ส่วนพลาสติกน้ำหนักเบาซึ่งใช้งานกันอย่างแพร่หลายในการใช้เป็นชุดป้องกันนั้นไม่สามารถป้องกันรังสีเอกซ์ และรังสีแกมม่าได้ทั้งหมด         ยิ่งไปกว่านั้นดูเหมือนว่า ผืนผ้าชนิดใหม่นี้ยังสามารถใช้เป็นเครื่องป้องกันในสงครามอาวุธเคมี และอาวุธชีวภาพได้อีกด้วย ดังนั้นจึงสามารถนำเดมรอนนี้ไปผลิตเป็นชุดทำงานที่ต้องเสี่ยงอันตรายของเจ้าหน้าที่หน่วยฉุกเฉิน ซึ่งจะต้องเป็น “คนแรก” ที่เข้าถึงและจัดการกับเหตุการณ์หายนะต่างๆ ในขณะนี้ผู้เชี่ยวชาญที่กระทรวงกลาโหมของสหรัฐอเมริกา กำลังทดสอบประเมินประสิทธิภาพของ เดมรอนเพื่อใช้เป็นชุดป้องกันในสงครามอาวุธชีวภาพ เคมี นิวเคลียร์ และเผชิญกับสารเคมีที่ใช้ในสงคราม เช่น แก๊สมัสตาร์ด แก๊สที่ออกฤทธิ์กับระบบประสาท และ แก๊สซาริน ชุดป้องกันแบบเต็มตัวที่ทำจากผ้าเดมรอนนี้จะมีราคาประมาณ 600 ดอลลาร์ (ประมาณ 24,000 บาท)  นอกจากนี้ยังอาจนำเดมรอนไปใช้งานอื่นๆ ได้อีก เช่น ตัดเย็บเป็นเต็นท์กันรังสี บุรองในเครื่องบินและยานอวกาศ ใช้เป็นผ้าคลุมเครื่องมือที่มีความไวสูง และใช้เป็นผ้าป้องกันรังสีในงานทางการแพทย์        ด้วยเหตุที่เดอมิโอมีความวิตกกังวลอย่างมากเกี่ยวกับความเสี่ยงที่ร่างกายของเขาจะได้รับรังสีในแต่ละครั้ง ดังนั้นเขาจึงหาทางลดโอกาสการรับรังสีให้กับตัวเขาและทีมงาน เขาย้อนถึงความหลังให้ฟังว่า “ผมเข้าสู่ธุรกิจอุปกรณ์การป้องกันรังสีนั้นก็ด้วยเหตุผลของความต้องการป้องกันตนเองให้รอดพ้นจากรังสี เพื่อที่จะทำให้ผมมีอายุยืน”        สำหรับบุคคลผู้ต้องสัมผัสกับรังสีเอกซ์หรือวัตถุนิวเคลียร์อยู่เป็นประจำนั้น การจำกัดปริมาณรังสีที่แต่ละคนได้รับเป็นเรื่องยาก เดอมิโอกล่าวว่า “ตัวอย่างเช่น เจ้าหน้าที่ผู้ปฏิบัติงานส่วนมากทำงานในโรงพยาบาลที่มีเครื่องไม้เครื่องมือแตกต่างกัน แต่ละโรงพยาบาลก็ใช้แถบเครื่องวัดรังสีที่แตกต่างกัน จึงเป็นเรื่องยากที่แต่ละคนจะคำนวณและนับรวมปริมาณสารรังสีที่ได้รับในแต่ละครั้ง” ความซับซ้อนของสถานการณ์ทำให้เกิดปัญหาในการปฏิบัติตนตามกฎ ซึ่งกฎระเบียบนั้นก็คือ ห้ามเจ้าหน้าที่ทางการแพทย์และเจ้าหน้าที่รังสีปฏิบัติงานของตนเองต่อไป ถ้าพบว่าพวกเขามีรังสีสะสมอยู่ในร่างกายเกินระดับปริมาณที่ปลอดภัย “พวกพนักงานมักไม่ต้องการรู้ว่า มีปริมาณรังสีสะสมอยู่ในร่างกายตนเองเท่าไร เพราะพวกเขาไม่ต้องการถูกบังคับให้หยุดงาน” และมีพนักงานเพียงส่วนน้อยเท่านั้นที่ต้องการทำงานโดยสวมเสื้อกั๊ก และเกราะกำบังตะกั่วที่เทอะทะไม่สะดวกนี้ (ราคาของชุดอยู่ระหว่าง 85 ดอลลาร์ หรือประมาณ 3,300 บาท ถึง 600 ดอลลาร์ หรือประมาณ 24,000 บาท) และโดยทั่วไป ชุดเกราะเหล่านี้มีน้ำหนักมาก อยู่ในรูปของแผ่นพอลิเมอร์ ซึ่งมีผงตะกั่วผสมอยู่         ถึงแม้ว่าบรรดาผู้เชี่ยวชาญด้านความปลอดภัยเกี่ยวกับรังสีซึ่งเดอมิโอปรึกษานั้น จะสงสัยในสิ่งที่เขาคิด แต่เขาก็เริ่มโครงการวิจัยโดยการว่าจ้างนักเคมีและผู้เชี่ยวชาญด้านวัสดุมาทำวิจัยหาวัสดุน้ำหนักเบา ยืดหยุ่นได้ สามารถหยุดยั้งรังสีเอกซ์ได้ในที่สุด เขาก็ตั้งบริษัทขึ้นที่ไมอามี่ ชื่อว่า เรดิเอชัน ชิลด์ เทคโนโลยี (อาร์เอสที) เพื่อพัฒนาและทำตลาดผลิตภัณฑ์ของเขา โดยในขณะนี้เขาดำรงตำแหน่งหัวหน้าผู้บริหารของบริษัท และยังคงทำอาชีพแพทย์ควบคู่กันไปด้วย         ในตอนแรกเมื่อยังคงเป็นเพียงกลุ่มวิจัยเล็กๆ นั้น พวกเขาศึกษาเกี่ยวกับโลหะที่สามารถป้องกันรังสีได้ ผลก็คือล้มเหลว ตะกั่วนั้นเป็นพิษ มีน้ำหนักมากและเทอะทะ เดอมิโอกล่าวว่า “ทองแดงและอะลูมิเนียมสามารถป้องกันรังสีได้บ้างบางส่วน แต่ก็ไม่มีประโยชน์มากนัก หลังจากนั้น เราเปลี่ยนมาทำงานวิจัยเกี่ยวกับการฝังอนุภาคโลหะลงในผืนผ้า และก็ได้รับสิทธิ-บัตรมาสองสามสิทธิบัตร ต่อมา เราก็หันมาศึกษาหาพอลิเมอร์ที่จะทำให้การแผ่รังสีอ่อนกำลังลง”         หลังจากล้มเหลวหลายครั้ง ในที่สุด ทีมงานของอาร์เอสทีก็ประสบความสำเร็จกับการผลิตพอลิเมอร์ลูกผสม ระหว่างพอ-ลิยูรีเทนกับพอลิไวนิลคลอไรด์ ซึ่งจะนำไปผสมกับอนุภาคของเกลือสารอนินทรีย์และเกลือสารอินทรีย์อีกหลายชนิดอีกครั้ง เพื่อทำให้มีสมบัติป้องกันรังสีได้ การผสมเกลือที่มีเลขอะตอมสูงเหล่านี้ (เลขอะตอมคือจำนวนของโปรตอนในอะตอมของธาตุแต่ละชนิด) ลงไปในพอลิเมอร์ จะทำให้ประสิทธิภาพการ “จับ” รังสีที่แผ่ออกมานั้นดีขึ้น เดอมิโอกล่าวว่า “ดูเหมือนว่าวัสดุของเรานั้นจะมีสมบัติคล้ายกับยางที่มีน้ำหนักและความหนาแน่นสูง”         เดมรอนป้องกันรังสีได้สองวิธีโดยขึ้นอยู่กับชนิดของรังสี โดยหากเป็นสีเอกซ์หรือรังสีแกมม่า มันจะเข้าปะทะกับอนุภาคของเกลือที่กระจายตัวอยู่ในพอลิเมอร์ รังสีเหล่านี้ก็จะถูกดูดกลืน (โดยผ่านปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก - ปรากฏการณ์ที่แสงหรือรังสีตกกระทบกับวัตถุ แล้ววัตถุนั้นปลดปล่อยอิเล็กตรอนออกมา) และพลังงานของรังสีก็จะถูกกระจายออกโดยเกิดเป็นความร้อนขึ้นมา หรือรังสีเหล่านี้ถูกทำให้กระเจิงและหักเหที่ระดับพลังงานที่มีการเปลี่ยนแปลง (โดยผ่านปรากฏการณ์คอมพ์ตัน-ปรากฏการณ์ที่รังสีเอกซ์หรือรังสีแกมม่า มีความยาวคลื่นเพิ่มขึ้นเมื่อรังสีเหล่านี้เกิดการชนหรือถูกปะทะ) และถูกดูดกลืนหรือทำให้หักเหออกโดยอนุภาคเกลือที่อยู่รอบๆ กระบวนการดูดกลืนและทำให้หักเหออกที่ต่อเนื่องกันนี้ จะสามารถหยุดรังสีไม่ให้ทะลุทะลวงเข้าไปในเนื้อเยื่อของร่างกายได้ และหากเป็นอนุภาคอัลฟ่าและแกมม่า เข้ามาปะทะกับเดมรอน อิเล็กตรอนที่วิ่งอยู่ระหว่างอะตอมในสารประกอบเกลือจะทำให้รังสีหักเห เคลื่อนที่ช้าลง และถูกดูดกลืนเข้าไปภายใน         เนื่องจากเครื่องเอกซเรย์ผลิตโฟตอนและอนุภาคนิวไคลด์ที่สามารถปล่อยรังสีออกมาได้หลายช่วงพลังงาน ดังนั้นสารที่จะใช้ยับยั้งรังสีในเดมรอนนั้นต้องสามารถจัดการกับพลังงาน   ที่หลากหลายนี้ได้ดี โดยการใช้เทคนิคที่เรียกว่า “สเปกตรัล   ฮาร์ดเดนนิง” (spectral hardaning) เดอมิโอกล่าวว่า “วัสดุแต่ละชนิดที่ทำให้รังสีอ่อนกำลังลง ซึ่งเราใส่ลงไปในเนื้อผ้านั้นมีระดับพลังงานที่เหมาะสมในการดูดกลืนหรือทำให้รังสีกระจายออก ซึ่งคล้ายกับการติดตั้งวัสดุป้องกันเสียงที่ประกอบด้วยไม้หลายชิ้นประกบกับเป็นชั้น เพื่อป้องกันเสียงได้หลากหลายความถี่กว่า”         เราสามารถผลิตพอลิเมอร์ลูกผสมนี้ได้สองรูปแบบคือ ขึ้นรูปเป็นแผ่นฟิล์มบางๆ หรือขึ้นรูปเป็นรูปร่างต่างๆ ตามแม่พิมพ์ และเดมรอนรุ่นเริ่มแรกที่อาร์เอสทีผลิตขึ้นนั้นก็ทำโดยนำฟิล์มพอลิเมอร์มาสอดไส้อยู่ระหว่างชั้นของผ้าสองชั้น โดยผ้าชั้นหนึ่งเป็นผ้าทอและผ้าอีกชั้นหนึ่งไม่ใช่ผ้าทอ ทำให้วัสดุใหม่นี้จะมีความหนาประมาณ 0.43 มิลลิเมตร และมีความหนาแน่นประมาณ 0.7 กรัมต่อตารางนิ้ว         ถึงแม้ว่าเดมรอนจะมีความหนาแน่นเท่ากับชุดกันรังสีที่มีตะกั่วเป็นองค์ประกอบ แต่เดมรอนสามารถงอ จับจีบ และพับได้ง่าย ผืนผ้าเดมรอนที่บางนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถป้องกันได้ทั้งรังสีเอกซ์และรังสีนิวเคลียร์จากการทดสอบที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์ ลิเวอร์มอร์ จากศูนย์วิจัยนิวเคลียร์ของสถาบันเทคโนโลยีจอร์เจีย และจากภาควิชารังสีวิทยาที่วิทยาลัยแพทย์และศัลยแพทย์แห่งมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย แต่เดมรอนจะเสื่อมคุณภาพลงหรือไม่หากนำไปรับรังสีเป็นเวลานานนั้น ยังไม่เห็นผลชัดเจน แต่ไม่ว่าอย่างไรก็ตาม เดมรอนก็สามารถกันของไหลและอากาศไม่ให้ผ่านไปได้ และสามารถทนต่อแก๊สที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น แก๊สคลอรีน แก๊สแอมโมเนีย ได้ไม่น้อยกว่าแปดชั่วโมง         และด้วยเหตุว่า เดมรอนทำให้รังสีสูญเสียความร้อนไป ดังนั้น เมื่อเอามือแตะเดมรอน ก็จะรู้สึกเย็น และเดมรอนจะปล่อยความร้อนที่มีอยู่ภายในตัวเองออกสู่อากาศรอบๆ เดอมิโอ กล่าวว่า “คุณสามารถนำเดมรอนมาปกคลุมห่อหุ้มผิวของคุณได้ทั้งตัว” เมื่อฤดูร้อนที่ผ่านมา คนงานที่ทำงานทำความสะอาดบริเวณพื้นที่ที่เป็นพิษได้ทดสอบชุดเดมรอนรุ่นต้นแบบเพื่อศึกษาว่าชุดเดม-รอนจะให้ความรู้สึกสะดวกสบายแค่ไหนเมื่อสวมใส่เป็นเวลานาน เขารายงานว่า “ผลการทดสอบออกมาดีมาก คนงานสามารถสวมใส่ชุดนี้ได้นานติดต่อกันหลายชั่วโมง แม้แต่จะใส่ชุดนี้ออกกำลังกายด้วยก็ตาม ส่วนชุดป้องกันเคมี อาวุธชีวภาพ และนิวเคลียร์ที่ใช้กันอยู่ในตอนนี้นั้น เหมือนกับห้องอบไอน้ำเคลื่อนที่ ทหารที่ใส่ชุดนี้อาจเสียชีวิตเนื่องจากความร้อนเหมือนอยู่ในทะเลทราย”         ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2545 บริษัท อาร์เอสที ทำสัญญากับผู้ผลิตเสื้อผ้าในการผลิตชุดทำงานของเจ้าหน้าที่หน่วยฉุกเฉินและหน่วยทำความสะอาด และเดอมิโอก็กำลังพิจารณาถึงการผลิตขึ้นรูปเดมรอนเป็นถุงคลุมเครื่องมือต่างๆ ตามแบบที่ลูกค้ากำหนดอีกด้วย         สำหรับคำสั่งซื้อเดมรอนในรูปของชุดป้องกันรังสีนั้นถือเป็นทางเลือกสำรอง เดอมิโอกล่าวว่า “เรายังไม่พร้อมที่จะ  แนะนำผลิตภัณฑ์ของเราว่าดีเยี่ยมมาก” แต่ไม่ว่าอย่างไรก็ตามเดมรอนก็พิสูจน์ให้เห็นแล้วว่า เป็นวัสดุที่บาง มีความยืดหยุ่นสูง สามารถทำเป็นชุดสวมใส่เพื่อป้องกันรังสีได้ และไม่ใช่สิ่งที่เป็นไปไม่ได้ในทางเทคนิคอีกต่อไป                                                โดย... สันติพงษ์ ปิตตุภักดิ์ พบกับเรื่องนี้ได้ที่ : http://update.se-ed.com/193/xrays_suit.htm กลับไปหน้าบทความ/สารคดี   UpDATE นิตยสารรายเดือน ราคาฉบับละ 60 บาท http://update.se-ed.com อัตราสมาชิก 12 ฉบับ 720 บาท จัดพิมพ์โดย บริษัท ซีเอ็ดยูเคชั่น จำกัด(มหาชน) อาคารเนชั่นทาวเวอร์ ชั้น 19 เลขที่ 46/87-90 ถ.บางนา-ตราด แขวงบางนา เขตบางนา กรุงเทพฯ 10260 โทร.0-2751-5800, 0-2751-4175 โทรสาร 0-2751-5059 E-mail : update@se-ed.com