รังสีคือพลังงานที่เดินทางในรูปของคลื่นหรืออนุภาค และเป็นส่วนหนึ่งของสภาพแวดล้อมในชีวิตประจำวันของเรา ผู้คนได้รับรังสีจากรังสีคอสมิก รวมถึงสารกัมมันตภาพรังสีที่พบในดิน น้ำ อาหาร อากาศ และภายในร่างกายด้วย แหล่งกำเนิดรังสีที่มนุษย์สร้างขึ้นถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในด้านการแพทย์ อุตสาหกรรม และการวิจัย
วัตถุประสงค์การเรียนรู้:
รังสีคือพลังงานที่มาจากแหล่งกำเนิดและเดินทางผ่านอวกาศในรูปของคลื่น รังสี หรืออนุภาค พลังงานนี้มีสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กเกี่ยวข้องและมีคุณสมบัติคล้ายคลื่น คุณยังสามารถเรียกการแผ่รังสีว่า "คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า"
วิธีการถ่ายโอนพลังงานนี้ไม่ได้ขึ้นอยู่กับการสัมผัสระหว่างแหล่งพลังงานกับวัตถุ เช่นเดียวกับการนำและการพาความร้อน นอกจากนี้ เมื่อการถ่ายโอนพลังงานเกิดขึ้นโดยการแผ่รังสี จะไม่มีตัวกลางนำไฟฟ้า (เช่น ในอวกาศ) การขาดสื่อหมายความว่าไม่มีความร้อนผ่าน ไม่มีการแลกเปลี่ยนมวลและไม่ต้องใช้ตัวกลางในกระบวนการฉายรังสี
รังสีคือพลังงานในการเคลื่อนที่
รังสีมีสองประเภทหลัก: รังสีที่ไม่ก่อให้เกิดไอออน และ รังสีที่ก่อให้เกิดไอออน
รังสีที่ไม่ก่อให้เกิดไอออน คือ รังสีในส่วนของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีพลังงานไม่เพียงพอที่จะทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนได้ ซึ่งรวมถึงสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก คลื่นวิทยุ ไมโครเวฟ และรังสีออปติกซึ่งประกอบด้วยรังสีอินฟราเรด รังสีที่มองเห็นได้ และรังสีอัลตราไวโอเลต
รังสีที่ไม่ก่อให้เกิดไอออนคือพลังงานที่มีความยาวคลื่นที่ยาวกว่า/ความถี่ที่ต่ำกว่า
รังสีไอออไนซ์เป็นพลังงานประเภทหนึ่งที่ปล่อยออกมาจากอะตอมซึ่งเดินทางในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (รังสีแกมมาหรือรังสีเอกซ์) หรืออนุภาค (นิวตรอน บีตา หรืออัลฟา) รังสีไอออไนซ์สามารถดึงอิเล็กตรอนออกจากอะตอมได้ กล่าวคือ พวกมันสามารถทำให้อะตอมแตกตัวเป็นไอออนได้
รังสีไอออไนซ์เป็นพลังงานที่มีความยาวคลื่นสั้น/ความถี่สูง
ในแง่ของแหล่งกำเนิดรังสีตามธรรมชาติ มีสารกัมมันตภาพรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติมากกว่า 60 ชนิดในสิ่งแวดล้อม โดยก๊าซเรดอนเป็นตัวการสูงสุดที่มนุษย์ได้รับ
รังสีไอออไนซ์มีสามประเภท:
| รังสีแอลฟา (α) | สิ่งเหล่านี้มีประจุบวกและประกอบด้วยโปรตอนสองตัวและนิวตรอนสองตัวจากนิวเคลียสของอะตอม แม้ว่าอนุภาคแอลฟาจะมีพลังมาก แต่ก็หนักมากจนใช้พลังงานในระยะทางสั้นๆ และไม่สามารถเดินทางไกลจากอะตอมได้ สามารถหยุดได้โดยผิวหนัง อนุภาคเข้าสู่ร่างกายทางอาหารหรือปอดอาจเป็นอันตรายได้ |
| รังสีเบต้า (β) | เป็นอนุภาคขนาดเล็กที่เคลื่อนที่เร็วและมีประจุไฟฟ้าลบซึ่งถูกปล่อยออกมาจากนิวเคลียสของอะตอมระหว่างการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี อนุภาคบีตาสามารถทะลุทะลวงได้ดีกว่าอนุภาคแอลฟา แต่สร้างความเสียหายต่อเนื้อเยื่อที่มีชีวิตและดีเอ็นเอน้อยกว่า เนื่องจากไอออไนเซชันที่สร้างขึ้นนั้นมีระยะห่างที่กว้างกว่า พวกมันเดินทางในอากาศได้ไกลกว่าอนุภาคแอลฟา แต่สามารถหยุดได้ด้วยชั้นของเสื้อผ้าหรือชั้นบางๆ ของสาร เช่น อะลูมิเนียม |
| รังสีแกมมา (γ) | เหล่านี้คือกลุ่มพลังงานไร้น้ำหนักที่เรียกว่าโฟตอน แตกต่างจากอนุภาคแอลฟาและบีตาซึ่งมีทั้งพลังงานและมวล รังสีแกมมาเป็นพลังงานบริสุทธิ์ รังสีแกมมาคล้ายกับแสงที่ตามองเห็น แต่มีพลังงานสูงกว่ามาก พวกมันเป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์จากรังสี รังสีแกมมาสามารถผ่านเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ได้อย่างสมบูรณ์ เมื่อผ่านเข้าไป พวกมันสามารถทำให้เกิดการไอออไนซ์ที่ทำลายเนื้อเยื่อและ DNA |
รังสีไอออไนซ์มีพลังงานเพียงพอที่จะสร้างไอออนในสสารในระดับโมเลกุล หากสิ่งนั้นเป็นความเสียหายที่มีนัยสำคัญต่อมนุษย์ อาจส่งผลรวมถึงความเสียหายต่อ DNA และการเสียสภาพของโปรตีน นี่ไม่ได้หมายความว่ารังสีที่ไม่ก่อให้เกิดไอออนไม่สามารถทำให้มนุษย์บาดเจ็บได้ แต่โดยทั่วไปแล้วการบาดเจ็บจะจำกัดเฉพาะความเสียหายจากความร้อนเท่านั้น เช่น แผลไฟไหม้
ภาพประกอบต่อไปนี้แสดงให้เห็นว่ารังสีแม่เหล็กไฟฟ้าทำปฏิกิริยากับร่างกายอย่างไร:
คุณรู้หรือไม่ว่าในชีวิตประจำวันเราได้รับรังสีจากแหล่งต่างๆ อยู่ตลอดเวลา
วัตถุสีดำหมายถึงตัวปล่อยและดูดซับรังสีที่สมบูรณ์แบบ ที่อุณหภูมิและความยาวคลื่นที่กำหนด ไม่มีพื้นผิวใดที่สามารถปล่อยพลังงานได้มากกว่าวัตถุสีดำ วัตถุสีดำเป็นตัวปล่อยรังสีแบบกระจาย ซึ่งหมายความว่ามันแผ่รังสีออกมาอย่างสม่ำเสมอในทุกทิศทาง นอกจากนี้ วัตถุสีดำยังดูดซับรังสีที่ตกกระทบทั้งหมดโดยไม่คำนึงถึงความยาวคลื่นและทิศทาง
การแผ่รังสีคือการปลดปล่อยพลังงานไม่ว่าจะอยู่ในรูปของคลื่นหรืออนุภาค กัมมันตภาพรังสีหมายถึงการสลายตัวหรือการแตกตัวของนิวเคลียสของอะตอม สารกัมมันตภาพรังสีจะปล่อยรังสีออกมาเมื่อมันสลายตัว ตัวอย่างของการสลายตัว ได้แก่ การสลายตัวแบบแอลฟา การสลายตัวแบบบีตา การสลายตัวแบบแกมมา การปลดปล่อยนิวตรอน และฟิชชันที่เกิดขึ้นเอง ไอโซโทปกัมมันตรังสีทั้งหมดปล่อยรังสี แต่ไม่ใช่รังสีทั้งหมดที่มาจากกัมมันตภาพรังสี
