วัสดุกำบังรังสีจากยางที่ปราศจากสารตะกั่ว

นักวิจัยม.เกษตร พัฒนาผลิตภัณฑ์กำบังรังสีเอ็กซ์และรังสีแกมมาจากวัสดุเชิงประกอบยางธรรมชาติและยางสังเคราะห์ โดยไม่ใช้สารตะกั่วเป็นส่วนผสม เพื่อให้ได้วัสดุป้องกันรังสีที่มีประสิทธิภาพ และลดความเสี่ยงจากพิษสารตะกั่วที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพ

ปัจจุบันมีการนำรังสีเอ็กซ์และรังสีแกมมามาใช้งานอย่างแพร่หลาย ทั้งด้านการแพทย์ การเกษตร และในอุตสาหกรรมต่างๆ แต่เนื่องจากรังสีเอ็กซ์และรังสีแกมมา เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีพลังงานสูง จัดเป็นรังสีก่อไอออน ซึ่งเป็นอันตรายต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม หากผู้ปฏิบัติงานทางด้านรังสีได้รับรังสีในปริมาณที่มากเกินไป อาจส่งผลร้ายแรงต่อสุขภาพและร่างกาย เช่นอาจส่งผลกระทบให้เกิดความเสี่ยงในการเกิดเซลล์มะเร็งเพิ่มสูงขึ้น ดังนั้นจึงมีความจำเป็นและสำคัญอย่างยิ่งในการหาวิธีป้องกันรังสีดังกล่าว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ผู้ปฏิบัติงานทางด้านรังสีสามารถป้องกันและลดโอกาสที่จะได้รับรังสีจนก่อให้เกิดอันตรายได้ด้วยหลักการ “ALARA” หรือ As Low As Reasonable Achievable   ซึ่งประกอบด้วยหลัก 3 ประการคือ

  1. ระยะเวลา ควรใช้ระยะเวลาในการปฏิบัติงานกับต้นกำเนิดรังสีให้น้อยที่สุดเท่าที่เป็นไปได้
  2. ระยะทาง ควรใช้ระยะห่างในการปฏิบัติงานกับต้นกำเนิดรังสีให้มีระยะห่างมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เนื่องจากความเข้มของรังสีลดลงตามระยะทางที่เพิ่มขึ้น ผู้ปฏิบัติงานจะได้รับอันตรายจากรังสีลดลงเมื่ออยู่ห่างจากต้นกำเนิดรังสี
  3. การกำบังรังสี ควรใช้วัสดุกำบังรังสีที่มีประสิทธิภาพและเหมาะสมกับงานทุกครั้ง เพื่อลดทอนปริมาณรังสีให้มากที่สุดก่อนถึงตัวผู้ปฏิบัติงาน

อย่างไรก็ตาม ในหลายๆงานที่ต้องปฏิบัติงานกับต้นกำเนิดรังสี อาจจำเป็นต้องใช้ระยะเวลาปฏิบัติงานที่ยาวนาน หรือจำเป็นต้องอยู่ใกล้แหล่งกำเนิดรังสี เพื่อประสิทธิภาพในการปฏิบัติงาน  ดังนั้นการกำบังรังสีจึงเป็นวิธีการสำคัญอย่างยิ่งในการป้องกันอันตรายจากรังสี ซึ่งโดยทั่วไปอุปกรณ์กำบังรังสี มักจะอยู่ในรูปของแผ่นกำบังรังสีที่ผลิตจากธาตุหนักหรือสารประกอบของธาตุหนัก เช่น ตะกั่ว ทองแดง อะลูมิเนียม เหล็ก และทังสเตน เป็นต้น แต่เนื่องจากแผ่นกำบังรังสีเอ็กซ์และรังสีแกมมาที่มีส่วนประกอบหลักเป็นธาตุหนักหรือสารประกอบของธาตุหนัก มักขาดคุณสมบัติบางประการที่จำเป็นสำหรับการใช้งานบางประเภท เช่น ความใส หรือความยืดหยุ่น จึงไม่เหมาะสมกับการนำไปใช้งานบางประเภทได้ ในปัจจุบันมีการคิดค้นพัฒนาแผ่นกำบังรังสีในหลายรูปแบบ โดยทั่วไปนิยมนำตะกั่วหรือสารประกอบของตะกั่วผสมลงในวัสดุหลักชนิดอื่นเพื่อให้ป้องกันรังสีได้ดีขึ้น เช่น คอนกรีตผสมตะกั่ว กระจกผสมตะกั่วออกไซด์ ยางธรรมชาติผสมตะกั่ว แต่พบว่าตะกั่วมีความเป็นพิษต่อร่างกายส่งผลให้แผ่นกำบังรังสีที่มีส่วนผสมของตะกั่วมีความเสี่ยงที่เป็นโทษต่อร่างกายของทั้งผู้ผลิตและผู้ใช้งาน

ผศ.ดร.เกียรติศักดิ์ แสนบุญเรือง ร่วมกับ รศ.เอกชัย วิมลมาลา และนายวรวัฒน์ ผลทับทิม จากภาควิชารังสีประยุกต์และไอโซโทป คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์  จึงได้คิดค้นพัฒนาวัสดุกำบังรังสีเอ็กซ์และรังสีแกมมาจากวัสดุเชิงประกอบยางธรรมชาติและยางสังเคราะห์ ที่ไม่ใช้สารตะกั่วเป็นสารตัวเติม เพื่อให้ได้วัสดุป้องกันรังสีเอ็กซ์และรังสีแกมมาที่มีประสิทธิภาพ มีคุณสมบัติเด่นด้านความยืดหยุ่น โค้งงอได้ดี มีความทนทาน และมีประสิทธิภาพในการป้องกันรังสีได้ดี อีกทั้งสามารถลดความเสี่ยงต่อการรับสารตะกั่วที่เป็นพิษต่อร่างกาย และยังสามารถนำไปปรับใช้ประโยชน์ด้านอื่นๆได้อย่างหลากหลายมากขึ้นด้วย

แนวคิดในการนำสารอื่นที่มีคุณสมบัติในการป้องกันรังสีได้ดี มาใช้เป็นวัสดุทางเลือกทดแทนการใช้สารตะกั่วที่มีความเป็นพิษ โดยใช้เป็นสารตัวเติมผสมกับยางสังเคราะห์ชนิดเอทธิลีนโพรพิลีนไดอีน (EPDM) ที่มีสมบัติเฉพาะเหมาะสมหลายประการที่ดีกว่ายางธรรมชาติ เช่น การทนความร้อน น้ำมันและสารเคมี ต้านทานการเกิดออกซิเดชั่น ทนทานต่อสภาพอากาศ  ทำให้ยางEPDMที่ผสมกับสารทางเลือกทดแทนตะกั่ว มีคุณสมบัติทั้งในด้านการป้องกันรังสีเอ็กซ์และรังสีแกมมา  สมบัติด้านการโค้งงอและการยืดหยุ่น รวมทั้งคุณสมบัติด้านความทนทานต่อการเสื่อมสภาพได้ดี ทำให้สามารถนำไปใช้งานภายนอก เช่นใช้เป็นแผ่นผนังประตู ผนังห้องเพื่อกันรังสีได้โดยตรงด้วย

วัสดุกำบังรังสีที่พัฒนาขึ้น เป็นผลิตภัณฑ์ที่ช่วยเพิ่มความปลอดภัยให้กับผู้ปฏิบัติงานทางด้านรังสีและบุคคลที่เกี่ยวข้องและอยู่ใกล้เคียงกับแหล่งกำเนิดรังสี  เป็นวัสดุที่มีความปลอดภัยในการใช้งาน เนื่องจากใช้ส่วนผสมต่างๆ ที่ปราศจากสารตะกั่วซึ่งเป็นสารเคมีที่นิยมใช้ในการผลิตวัสดุป้องกันรังสีในอดีตที่ผ่านมา

ผลิตภัณฑ์นวัตกรรมนี้ เป็นการเพิ่มมูลค่าของยางธรรมชาติ ซึ่งเป็นสินค้าทางการเกษตรที่สำคัญของประเทศไทย ส่งผลให้เกษตรกรผู้ปลูกยางพารามีรายได้สูงขึ้น รวมทั้งเพิ่มมูลค่ายางสังเคราะห์ ซึ่งอุตสาหกรรมยาง ถือเป็นอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ของไทย อีกทั้งผลิตภัณฑ์นี้ สามารถป้องกันรังสีเอ็กซ์และรังสีแกมมาได้อย่างมีประสิทธิภาพและมีสมบัติเชิงกลที่ดี ทั้งในด้านการยืดหยุ่นและการโค้งงอ จึงสามารถเพิ่มความปลอดภัยให้ผู้ปฏิบัติงานทางด้านรังสีและผู้เกี่ยงข้องที่อยู่ใกล้เคียงกับแหล่งกำเนิดรังสีได้เป็นอย่างดี อีกทั้งการพัฒนาผลิตภัณฑ์ดังกล่าว เป็นการลดต้นทุนการนำเข้าผลิตภัณฑ์จากต่างประเทศและมีศักยภาพเป็นสินค้านวัตกรรมของผู้ประกอบการไทย เนื่องจากใช้วัตถุดิบยางพาราที่ไทยมีอยู่มากมาย รวมทั้งสามารถเป็นการเพิ่มช่องทางและโอกาสในการเป็นผลิตภัณฑ์สินค้าส่งออกให้กับประเทศไทยได้อีกด้วย

นวัตกรรมผลิตภัณฑ์กำบังรังสี จากวัสดุเชิงประกอบยางธรรมชาติและยางสังเคราะห์   ได้รับรางวัลสาขาฟิสิกส์ ในงานพิธีมอบรางวัลและเงินทุนช่วยเหลือการวิจัย ครั้งที่ 24 มูลนิธิโทเร เพื่อการส่งเสริมวิทยาศาสตร์ ประเทศไทย ในชื่อโครงการ การผลิตแผ่นยางฟองไร้สารตะกั่วสำหรับการใช้งานกำบังรังสีเอ็กซ์และรังสีแกมมา ได้รับรางวัลSILVER AWARD การประกวดนวัตกรรม ในการประชุมวิชาการและประกวดนวัตกรรมบัณฑิตศึกษาแห่งชาติ ครั้งที่ 1 โดยบัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยแม่โจ้ ได้ตีพิมพ์ในวารสารวิชาการระดับนานาชาติ  ได้ยื่นขอจดอนุสิทธิบัตร รวมทั้งเป็นผลงานวิจัยที่ถูกนำไปใช้ต่อยอดในงานวิจัยคูปองนวัตกรรม ซึ่งสนับสนุนโดยสำนักงานนวัตกรรมแห่งชาติ(สนช.) ร่วมกับบริษัทภาคเอกชนแล้ว

ขอขอบคุณที่ท่านเข้ามาอ่านบทความวิจัยนี้ และขอความกรุณาสละเวลาตอบแบบสอบถามการให้บริการข้อมูล เพื่อการปรับปรุงต่อไปด้วย จะขอบคุณยิ่ง  

คลิกที่นี่เพื่อตอบแบบสอบถาม—> https://goo.gl/forms/hcBXc1080pJmdUmF3

ผศ.ดร.เกียรติศักดิ์ แสนบุญเรือง

ที่มาข้อมูล   :         นิทรรศการงานวันเกษตรแฟร์ ประจำปี 2561

“เทคโนโลยีก้าวไกล พัฒนาเศรษฐกิจไทยไป 4.0”

เจ้าของผลงาน : ผศ.ดร.เกียรติศักดิ์ แสนบุญเรือง

ภาควิชารังสีประยุกต์และไอโซโทป

คณะวิทยาศาสตร์

มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

เรียบเรียง/ผลิตสื่อ : วันเพ็ญ นภาทิวาอำนวย

ฝ่ายเผยแพร่งานวิจัย

สถาบันวิจัยและพัฒนาแห่ง มก.

โทร. 02 561 1474

e-mail : rdiwan@ku.ac.th