การออกแบบและสร้างกำบังรังสีสำหรับระบบวิเคราะห์สเปคตรัมรังสีแกมมาโดยใช้น้ำ

Abstract

การวิจัยนี้ได้ศึกษากัมมันตภาพรังสีเจือปนในน้ำจากแหล่งต่างๆ ที่จะนำมาใช้เป็นกำบังรังสี ได้แก่ น้ำคลอง น้ำกรอง น้ำประปา น้ำดื่ม น้ำกลั่น และน้ำจากสระในแหล่งบริเวณใกล้เคียงกับห้องปฏิบัติการ โดยบรรจุตัวอย่างน้ำลงในบีกเกอร์แบบมาริเนลลิ ขนาด 1 ลิตร เพื่อทำการตรวจวิเคราะห์รังสีแกมมาโดยใช้หัววัดรังสีแบบเจอร์มาเนียมบริสุทธิ์ ที่มีประสิทธิภาพสัมพัทธ์ 20% โดยพบว่าค่ากัมมันตภาพรังสีจำเพาะอยู่ในช่วงระหว่าง 0 - 5.56 ± 0.89, 0 - 0.40 ± 0.07, 0 - 0.07 ± 0.08, 0 - 0.37 ± 0.10 และ 0 - 7.94 ± 0.91 Bq/kg สำหรับ ²²⁶Ra, ²¹²Pb, ²¹⁴Pb, ²¹⁴Bi และ ⁴⁰K ตามลำดับ ซึ่งนับว่ามีปริมาณที่ต่ำทั้งหมด จึงได้เลือกใช้น้ำประปา เป็นกำบังรังสีเนื่องจากสามารถหาได้ง่ายและราคาถูก ต่อมาได้นำน้ำประปามาทดลองใช้เป็นกำบังรังสีโดยบรรจุใส่ภาชนะเหล็กกล้าไร้สนิมขนาด 1.08 ม. x 1.23 ม. x 0.15 ม. วางล้อมรอบหัววัดรังสีที่มีกำบังรังสีตะกั่วที่มีอยู่เดิม โดยใช้เวลาในการวัดรังสี 80,000 วินาที เพื่อเปรียบเทียบค่าแบคกราวด์เมื่อมีกับไม่มีถังน้ำ ผลการวิจัยพบว่าค่าอัตรานับรังสีสุทธิที่แต่ละพีคพลังงานลดลงเมื่อมีถังน้ำ นอกจากนี้ยังพบว่าอัตรานับรังสีบริเวณที่ไม่มีพีคพลังงานลดลงด้วย ซึ่งทำให้ค่าสถิติในการคำนวณอัตรานับรังสีสุทธิของพีคพลังงานต่าง ๆ ดีขึ้น จากนั้นได้นำภาชนะพลาสติกใส่น้ำประปาไปวางบริเวณพื้นด้านล่างของหัววัดรังสี ซึ่งพบว่าสามารถลดแบคกราวด์ได้อย่างมีนัยสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งพีครังสีแกมมาพลังงาน 1.46 MeV จาก ⁴⁰K ซึ่งมีอยู่ในพื้นดินและพื้นคอนกรีต ในขั้นสุดท้ายได้ออกแบบและสร้างภาชนะบรรจุน้ำประปาเพื่อใช้เสริมกำบังรังสีตะกั่วที่มีอยู่เดิม ซึ่งสามารถลดค่าแบคกราวด์ในช่วงพลังงานต่างๆ ได้