การสลายตัวของไอโซโทปกัมมันตรังสี (Radioactive decay) คือ กระบวนการที่นิวเคลียสของไอโซโทปกัมมันตรังสีมีการเปลี่ยนแปลงจนกลายเป็นนิวเคลียสของธาตุหรือไอโซโทปอื่น การสลายตัวของไอโซโทปกัมมันตรังสีสามารถแบ่งออกเป็น 3 ประเภทหลักๆ ดังนี้
การสลายตัวแบบแอลฟา (α) เป็นการสูญเสียนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียม (He) ออกจากนิวเคลียสเดิม ส่งผลให้จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสลดลง 2 หน่วย และจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสลดลง 2 หน่วย ธาตุหรือไอโซโทปกัมมันตรังสีที่เกิดการแผ่รังสีแอลฟาจะกลายเป็นธาตุหรือไอโซโทปที่มีเลขอะตอมลดลง 2 หน่วย และเลขมวลลดลง 4 หน่วย
การสลายตัวแบบบีตา (β) เป็นการแปลงโปรตอนในนิวเคลียสไปเป็นนิวตรอนหรือแปลงนิวตรอนในนิวเคลียสไปเป็นโปรตอน ส่งผลให้จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสเปลี่ยนแปลง 1 หน่วย ธาตุหรือไอโซโทปกัมมันตรังสีที่เกิดการแผ่รังสีบีตาจะกลายเป็นธาตุหรือไอโซโทปที่มีเลขอะตอมเปลี่ยนแปลง 1 หน่วย แต่เลขมวลไม่เปลี่ยนแปลง
การสลายตัวแบบแกมมา (γ) เป็นการปล่อยรังสีแกมมาออกจากนิวเคลียสโดยไม่เปลี่ยนแปลงจำนวนโปรตอนหรือนิวตรอนในนิวเคลียส ธาตุหรือไอโซโทปกัมมันตรังสีที่เกิดการแผ่รังสีแกมมาจะยังคงเป็นธาตุหรือไอโซโทปเดิม
การสลายตัวของไอโซโทปกัมมันตรังสีเป็นการสุ่ม ซึ่งหมายความว่าไม่สามารถคาดการณ์ได้ว่าไอโซโทปกัมมันตรังสีจะสลายตัวเมื่อใด การสลายตัวของไอโซโทปกัมมันตรังสีสามารถวัดได้โดยใช้ครึ่งชีวิต (half-life) ซึ่งเป็นระยะเวลาที่ไอโซโทปกัมมันตรังสี 50% จะสลายตัวไปเป็นธาตุหรือไอโซโทปอื่น
ประโยชน์ของการสลายตัวของไอโซโทปกัมมันตรังสี
การสลายตัวของไอโซโทปกัมมันตรังสีมีประโยชน์ในหลายด้าน เช่น
- ใช้ในการรักษาโรคมะเร็ง
- ใช้ในการตรวจหาโรค
- ใช้ในการผลิตอาหาร
- ใช้ในการผลิตพลังงาน
- ใช้ในการตรวจสอบวัสดุ
อันตรายของการสลายตัวของไอโซโทปกัมมันตรังสี
การสลายตัวของไอโซโทปกัมมันตรังสีเป็นอันตรายต่อร่างกาย เนื่องจากรังสีสามารถทำลายเซลล์และเนื้อเยื่อของร่างกายได้ อันตรายของการสลายตัวของไอโซโทปกัมมันตรังสีแบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลักๆ ดังนี้
- ผลกระทบแบบเฉียบพลัน เกิดจากได้รับกัมมันตภาพรังสีปริมาณมากในระยะเวลาสั้นๆ ทำให้เกิดอาการ เช่น คลื่นไส้ อาเจียน ปวดศีรษะ อ่อนเพลีย จนถึงเสียชีวิตได้
- ผลกระทบแบบเรื้อรัง เกิดจากได้รับกัมมันตภาพรังสีปริมาณน้อยอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานาน ทำให้เกิดโรคมะเร็ง โรคความพิการทางพันธุกรรม และโรคอื่นๆ ตามมาได้
การป้องกันอันตรายจากการสลายตัวของไอโซโทปกัมมันตรังสี
การป้องกันอันตรายจากการสลายตัวของไอโซโทปกัมมันตรังสีสามารถทำได้หลายวิธี เช่น
- หลีกเลี่ยงการสัมผัสกับแหล่งกำเนิดกัมมันตภาพรังสี
- สวมอุปกรณ์ป้องกันเมื่อต้องสัมผัสกับแหล่งกำเนิดกัมมันตภาพรังสี
- ตรวจสุขภาพเป็นประจำเพื่อเฝ้าระวังผลกระทบจากกัมมันตภาพรังสี
สรุป
การสลายตัวของไอโซโทปกัมมันตรังสีเป็นการสุ่มซึ่งไม่สามารถคาดการณ์ได้ การสลายตัวของไอโซโทปกัมมันตรังสีมีประโยชน์ในหลายด้าน แต่ก็มีอันตรายต่อร่างกายด้วย