กัมมันตภาพรังสีในสิ่งแวดล้อม (Radioactivity in Environment)
เราอาศัยอยู่บนโลกที่มีกัมมันตภาพรังสีในสิ่งแวดล้อมอยู่ทั่วไป ส่วนใหญ่เป็นรังสีที่มีอยู่ตามธรรมชาติ (Natural occurring radiation) และบางส่วนเกิดขึ้นจากกิจกรรมของมนุษย์ (Man made radiation) ต้นกำเนิดของ กัมมันตภาพรังสีในสิ่งแวดล้อม แบ่งออกได้เป็น 3 ประเภท ได้แก่
  1. กัมมันตภาพรังสีจากพื้นโลก ซึ่งมาจากแร่ธาตุต่างๆ ที่เป็นองค์ประกอบของโลก โดยมีมาตั้งแต่ โลกถือกำเนิดขึ้นมาแล้ว มีนิวไคลด์กัมมันตรังสี หรือธาตุที่ให้รังสี ที่พบในธรรมชาติกว่า 60 ชนิด เป็นต้นกำเนิดที่สำคัญของรังสีที่เราได้รับในแต่ละวัน
  2. กัมมันตภาพจากรังสีคอสมิก เกิดจากรังสีคอสมิกที่มาจากนอกโลก และปฏิกิริยาระหว่างรังสีคอสมิก กับธาตุที่อยู่ในบรรยากาศของโลก
  3. กัมมันตภาพรังสีที่มนุษย์สร้างขึ้น เกิดขึ้นเนื่องจากกิจกรรมของมนุษย์ ซึ่งมีสัดส่วนที่ค่อนข้างต่ำ เมื่อเทียบกับผลรวมของปริมาณรังสีทั้งหมดในธรรมชาติ
ธาตุที่มีกัมมันตภาพรังสี เราเรียกว่า ไอโซโทปกัมมันตรังสี หรือ นิวไคลด์กัมมันตรังสี นิวไคลด์รังสี หรืออาจเรียกเพียง นิวไคลด์ ซึ่งมีการตรวจพบแล้วมากกว่า 1,500 นิวไคลด์ เรามักใช้สัญลักษณ์ของนิวไคลด์ โดยแสดง สัญลักษณ์ของธาตุและเลขมวล เช่น ไอโซโทปรังสีของไฮโดรเจน ได้แก่ ตริเตียม มีเลขมวล 3 เขียนแทนด้วย H-3 หรือ 3H หรือไอโซโทปรังสี ของยูเรเนียม ซึ่งมีเลขมวล 235 เขียนแทนด้วย U-235 หรือ 235U
  • นิวไคลด์รังสี พบได้ทั่วไปในธรรมชาติ ในอากาศ ในน้ำ ในดิน รวมทั้งในตัวคนเราด้วย เนื่องจากร่างกายของเรา ประกอบด้วยแร่ธาตุ ซึ่งได้รับมาจากสิ่งแวดล้อม แต่ละวัน เรารับประทานอาหาร ดื่มน้ำ สูดหายใจ เอานิวไคลด์รังสี ที่มีอยู่ในอาหาร ในน้ำ และในอากาศเข้าไป
  • กัมมันตภาพรังสีในธรรมชาติ พบได้ทั่วไปในดินและหิน ซึ่งเป็นส่วนประกอบของเปลือกโลก ในน้ำ ในมหาสมุทร และในวัสดุก่อสร้างที่เรานำมาก่อสร้างอาคารบ้านเรือน ในโลกนี้จึงไม่มีที่ไหนที่เราจะอยู่โดยไม่มีรังสี

สัดส่วนของที่มาของปริมาณรังสีที่คนอเมริกันได้รับ
  • ตามตารางที่แสดงด้านบน ปริมาณรังสีที่ได้รับส่วนใหญ่เป็นรังสีในธรรมชาติ ซึ่งส่วนมากมาจากแกสเรดอน ที่เหลือเป็นรังสีที่ได้รับรังสีทางการแพทย์ จากรังสีวินิจฉัยหรือรังสีรักษา
  • คนส่วนใหญ่ได้รับรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเป็นหลัก ในสหรัฐอเมริกา ประชาชนได้รับรังสีจากธรรมชาติโดยเฉลี่ย 2.4 มิลลิซีเวิร์ตต่อปี (mSv/yr) อาจมากหรือน้อยกว่านี้ ขึ้นกับสภาพภูมิศาสตร์และระดับความสูงของที่อยู่ ซึ่งส่วนใหญ่จะอยู่ในช่วง 1-10 mSv/yr

แหล่งของรังสี

ปริมาณรังสีที่ได้รับต่อปี (mSv)

 

รังสีคอสมิก

รังสีคอสมิกโดยตรงและโฟตอน

0.28

 

0.39

รังสีนิวตรอน

0.10

นิวไคลด์รังสีที่เกิดจากรังสีคอสมิก

0.01

รังสีจากพื้นโลก

รังสีจากภายนอกอาคาร

0.07

0.48

รังสีจากภายในอาคาร

0.41

รังสีจากอากาศที่หายใจ

รังสีจากอนุกรมยูเรเนียมและทอเรียม

0.006

 

1.26

เรดอน-222

1.15

โทรอน-220

0.1

รังสีจากการรับประทาน
โปแทสเซียม-40
0.17
0.17
รวม

2.4

  • นิวไคลด์รังสีจากพื้นโลก มีมาตั้งแต่กำเนิดของโลกและจักรวาล ส่วนใหญ่มีอายุที่ยาวมาก โดยทั่วไป มีครึ่งชีวิต หลายร้อยล้านปี นิวไคลด์รังสี ที่มีการสลายตัวมา นานเกินกว่า 30 เท่าของครึ่งชีวิต จะตรวจไม่พบแล้ว นิวไคลด์รุ่นหลัง หรือนิวไคลด์ที่เกิดขึ้น จากนิวไคลด์รังสีที่มีอายุยาว จะตรวจพบได้ชัดเจน ซึ่งแสดงบางส่วน อยู่ในตารางนิวไคลด์รังสีจากพื้นโลก

ที่มาของรังสีที่เราได้รับ
รูปจาก http://www.arpansa.gov.au/

นิวไคลด์รังสีตั้งต้นของต้นกำเนิดรังสีในธรรมชาติ

นิวไคลด์
สัญลักษณ์
ครึ่งชีวิต
กัมมันตภาพหรือปริมาณ
ยูเรเนียม-235
235U
7.04x108 ปี
0.72% ของยูเรเนียมธรรมชาติ
ยูเรเนียม-238
238U
4.47x109 ปี
99.2745% ของยูเรเนียมธรรมชาติ ยูเรเนียมมีอยู่ในหินทั่วไปประมาณ 0.5-4.7 ppm
ทอเรียม-232
232Th
1.41x1010 ปี
มีทอเรียมในหินทั่วไป 1.6-20 ppm และมีบนเปลือกโลกประมาณ 10.7 ppm
เรเดียม-226
226Ra
1.60x103 ปี
0.42 pCi/g (16 Bq/kg)ในหินปูน และ 1.3 pCi/g (48 Bq/kg) ในหินแกรนิต
เรดอน-222
222Rn
3.28 วัน
เป็นแกสเฉื่อย; มีกัมมันตภาพรังสีเฉลี่ยต่อปี ใน USA 0.016 pCi/L (0.6 Bq/m3) ถึง 0.75 pCi/L (28 Bq/m3)
โปแตสเซียม-40
40K
1.28x109 ปี
กัมมันตภาพรังสีจากดิน 1-30 pCi/g (0.037-1.1 Bq/g)
  • บางนิวไคลด์ เช่น ทอเรียม-232 มีการสลายตัวเป็นทอด ๆ ก่อนจะเป็นนิวไคลด์เสถียร ทำให้มีหลายนิวไคลด์ อยู่ในอนุกรมของการสลายตัว ที่เริ่มต้นด้วยทอเรียม-232
232Th > 228Ra > 228Ac > 228Th > 224Ra > 220Rn > 216Po > 212Pb > 212Bi > 212Po > 208Pb (stable)
  • นิวไคลด์รังสีที่อยู่บนพื้นโลก ตัวอื่น ๆ ได้แก่ 50V, 87Rb, 113Cd, 115In, 123Te, 138La, 142Ce, 144Nd, 147Sm, 152Gd, 174Hf, 176Lu, 187Re, 190Pt, 192Pt, 209Bi.
รังสีที่่ผลิตขึ้นมา
มีการนำสารกัมมันตรังสีมาใช้งานกว่าหนึ่งร้อยปีมาแล้ว ทำให้กัมมันตภาพรังสีในสิ่งแวดล้อมสูงขึ้น แต่น้อยมาก เมื่อเทียบกับปริมาณรังสีทั้งหมด และเนื่องจากส่วนใหญ่มีอายุสั้น ทำให้มีปริมาณลดลงเป็นอย่างมาก ตั้งแต่ระงับการทดลองอาวุธนิวเคลียร์ นิวไคลด์เหล่านี้เป็นบางส่วนที่ถูกผลิตขึ้นมา

นิวไคลด์รังสีที่ถูกผลิตขึ้นมา

นิวไคลด์
สัญลักษณ์
ครึ่งชีวิต
ต้นกำเนิด
ตริเตียม
3H
12.3 ปี ผลิตจากการทดลองอาวุธ หรือเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู โรงงานสกัดเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ หรือโรงงานผลิตอาวุธนิวเคลียร์
ไอโอดีน-131
131I
8.04 วัน เป็นผลผลิตฟิชชัน สกัดจากไอโซโทปที่เกิดขึ้นจากการทดลองอาวุธนิวเคลียร์ หรือจากเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู นำมาใช้รักษาโรคเกี่ยวกับต่อมไทรอยด์
ไอโอดีน-129
129I
1.57x107 ปี เป็นผลผลิตฟิชชัน สกัดจากไอโซโทปที่เกิดขึ้นจากการทดลองอาวุธนิวเคลียร์ หรือจากเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู
ซีเซียม-137
137Cs
30.17 ปี เป็นผลผลิตฟิชชัน สกัดจากไอโซโทปที่เกิดขึ้น จากการทดลองอาวุธนิวเคลียร์ หรือจากเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู
สตรอนเชียม-90
90Sr
28.78 ปี เป็นผลผลิตฟิชชัน สกัดจากไอโซโทปที่เกิดขึ้น จากการทดลองอาวุธนิวเคลียร์ หรือจากเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู
เทคนิเชียม-99
99Tc
2.11x105 ปี ผลิตขึ้น จากการสลายตัวของไอโซโทปรังสี 99Mo ใช้ทางการแพทย์ สำหรับงานรังสีวินิจฉัย
พลูโตเนียม-239
239Pu
2.41x104 ปี ผลิตจากการยิงนิวเคลียสของ ยูเรเนียม-238 ด้วยนิวตรอน
238U + n > 239U > 239Np + b > 239Pu + b
 
รูปแบบบางชนิดของกัมมันตภาพรังสีในธรรมชาติ

กัมมันตภาพรังสีจากดิน

  • กัมมันตภาพรังสีต่อปริมาตรที่ตรวจพบในดิน ขึ้นกับชนิดของดิน ชนิดและปริมาณแร่ธาตุ รวมทั้งความหนาแน่นของดิน
  • ในดินพื้นที่ 1 ตารางไมล์ ความลึก 1 ฟุต คิดเป็นปริมาตร 7.894x10 m3 แสดงผลการคำนวณอยู่ในตารางด้านล่าง โดยใช้ค่าความหนาแน่น ประมาณ 1.58 g/cm3
กัมมันตภาพรังสีในธรรมชาติ ของดินในพื้นที่ 1 ตารางไมล์ ความลึก 1ฟุต
นิวไคลด์รังสี
กัมมันตภาพ
ที่ใช้คำนวณ
ปริมาณ
ของนิวไคลด์
กัมมันตภาพรังสี
ของทั้งปริมาตร
ยูเรเนียม
0.7 pCi/g (25 Bq/kg)
2,200 kg
0.8 curies (31 GBq)
ทอเรียม
1.1 pCi/g (40 Bq/kg)
12,000 kg
1.4 curies(52 GBq)
โปแตสเซียม 40
11 pCi/g (400 Bq/kg)
2000 kg
13 curies (500 GBq)
เรเดียม
1.3 pCi/g (48 Bq/kg)
1.7 g
1.7 curies (63 GBq)
เรดอน
0.17 pCi/g (10 kBq/m3)
soil 11 mg
0.2 curies (7.4 GBq)

รวม

 
 
>17 curies (>653 GBq)
 

กัมมันตภาพรังสีจากมหาสมุทร

น้ำทั้งหมดในโลก รวมทั้งน้ำทะเล มีนิวไคลด์กัมมันตรังสีอยู่
ตารางด้านล่าง แสดงค่าที่คำนวณโดยใช้ปริมาณน้ำในมหาสมุทร จาก World Almanac ปี 1990

แปซิฟิก = 6.549 x 1017 m3
แอตแลนติก = 3.095 x 1017 m3
รวม = 1.3 x 1018 m3

กัมมันตภาพที่ใช้ ในตาราง ได้มาจากข้อมูลในปี 1971 ของ Radioactivity in the Marine

กัมมันตภาพรังสีจากมหาสมุทร

นิวไคลด์
กัมมันตภาพที่ใช้คำนวณ
กัมมันตภาพของ
มหาสมุทรแปซิฟิก

กัมมันตภาพของ
มหาสมุทรแอตแลนติก

รวม
ยูเรเนียม
0.9 pCi/L
(33 mBq/L)
6x108 Ci
(22 EBq)
3x108 Ci
(11 EBq)
1.1x109 Ci
(41 EBq)
โปแตสเซียม-40
300 pCi/L
(11 Bq/L)
2x1011 Ci
(7400 EBq)
9x1010 Ci
(3300 EBq)
3.8x1011 Ci
(14000 EBq)
ตริเตียม
0.016 pCi/L
(0.6 mBq/L)
1 x 107 Ci
(370 PBq)
5 x 106 Ci
(190 PBq)
2 x 107 Ci
(740 PBq)
คาร์บอน-14
0.135 pCi/L
(5 mBq/L)
8 x 107 Ci
(3 EBq)
4 x 107 Ci
(1.5 EBq)
1.8 x 108 Ci
(6.7 EBq)
รูบิเดียม-87
28 pCi/L
(1.1 Bq/L)
1.9 x 1010 Ci
(700 EBq)
9 x 109 Ci
(330 EBq)
3.6 x 1010 Ci
(1300 EBq)
 

กัมมันตภาพรังสีในอาหาร

อาหารทุกชนิด จะมีกัมมันตภาพรังสีอยู่เล็กน้อย นิวไคลด์รังสีที่พบได้ทั่วไปในอาหาร ได้แก่ โปแตสเซียม-40 เรเดียม-226 ยูเรเนียม-238 และไอโซโทปที่อยู่ในอนุกรมของยูเรเนียม ตารางด้านล่าง แสดงปริมาณ 40K และ 226Ra ในอาหารปกติ

กัมมันตภาพรังสีในอาหาร

อาหาร
40K (pCi/kg)
226Ra (pCi/kg)
กล้วย
3,520
1
เบียร์
390
-
ถั่วบราซิล
5,600
1,000-7,000
เนื้อแดง
3,000
0.5
แครอท
3,400
0.6-2
ถั่วลิมา
4,640
2-5
มันฝรั่ง
3,400
1-2.5
น้ำดื่ม
-
0-0.17

กัมมันตภาพรังสีภายในร่างกาย

ร่างกายคนเราประกอบด้วยสารอินทรีย์ ซึ่งมีสารเคมีหลายชนิด รวมทั้งมีนิวไคลด์รังสีอยู่ด้วย หลายชนิดอยู่ในน้ำดื่มและอาหาร ที่เรารับประทานเข้าไปทุกวัน ในตารางต่อไปนี้เป็นปริมาณของนิวไคลด์รังสี คำนวณโดยใช้น้ำหนักร่างกายผู้ใหญ่ ขนาด 70,000 กรัม
กัมมันตภาพรังสีภายในร่างกาย
นิวไคลด์
มวลของนิวไคลด์
ภายในร่างกาย
กัมมันตภาพของนิวไคลด์
ภายในร่างกาย
ปริมาณนิวไคลด์ในอาหาร
ที่รับประทานต่อวัน
ยูเรเนียม
90 mg
30 pCi (1.1 Bq)
1.9 mg
ทอเรียม
30 mg
3 pCi (0.11 Bq)
3 mg
โปแตสเซียม-40
17 mg
120 nCi (4.4 kBq)
0.39 mg
เรเดียม
31pg
30 pCi (1.1 Bq)
2.3 pg
คาร์บอน-14
95 mg
0.4 mCi (15 kBq)
1.8 mg
ตริเตียม
0.06 pg
0.6 nCi (23 Bq)
0.003 pg
โปโลเนียม
0.2 pg
1 nCi (37 Bq)
~0.6 mg
  • นิวไคลด์รังสีทุกชนิดในสิ่งแวดล้อม สามารถพบได้ภายในร่างกาย
  • ค่าของปริมาณรังสีที่ได้รับในแต่ละปี ส่วนหนึ่งจึงมาจากต้นกำเนิดรังสีภายในตัวเรา

กัมมันตภาพรังสีจากวัสดุก่อสร้าง

วัสดุก่อสร้างมีส่วนประกอบ เช่นเดียวกับดินและหิน ซึ่งเป็นส่วนประกอบของเปลือกโลก ทำให้มีไอโซโทปกัมมันตรังสีปะปนอยู่ ตารางด้านล่างเป็นระดับของยูเรเนียม ทอเรียม และโปแตสเซียมในวัสดุก่อสร้างทั่วไป
ปริมาณยูเรเนียม ทอเรียม และโปแตสเซียมในวัสดุก่อสร้าง
 
 
Uranium
Thorium
Potassium
Material
ppm
mBq/g(pCi/g)
ppm
mBq/g (pCi/g)
ppm
mBq/g (pCi/g)
Granite
4.7
63 (1.7)
2
8 (0.22)
4.0
1184 (32)
Sandstone
0.45
6 (0.2)
1.7
7 (0.19)
1.4
414 (11.2)
Cement
3.4
46 (1.2)
5.1
21 (0.57)
0.8
237 (6.4)
Limestone concrete
2.3
31 (0.8)
2.1
8.5 (0.23)
0.3
89 (2.4)
Sandstone concrete
0.8
11 (0.3)
2.1
8.5 (0.23)
1.3
385 (10.4)
Dry wallboard
1.0
14 (0.4)
3
12 (0.32)
0.3
89 (2.4)
By-product gypsum
13.7
186 (5.0)
16.1
66 (1.78)
0.02
5.9 (0.2)
Natural gypsum
1.1
15 (0.4)
1.8
7.4 (0.2)
0.5
148 (4)
Wood
-
-
-
-
11.3
3330 (90)
Clay Brick
8.2
111 (3)
10.8
44 (1.2)
2.3
666 (18)
 

บริเวณที่รังสีธรรมชาติมีกัมมันตภาพสูง

  • ระดับรังสีในธรรมชาติ เป็นผลรวมของรังสีจากพื้นโลก (จาก 40K, 232Th, 226Ra, etc.)
    และรังสีคอสมิก (โฟตอน, มิวออน ..) โดยมีระดับที่ค่อนข้างคงที่ ใกล้เคียงกันทั้งโลก อยู่ที่ 8-15 mrad/hr
  • บางบริเวณมีระดับรังสีธรรมชาติสูง โดยมีประชากรหนาแน่นมาก เช่น ที่ประเทศบราซิล อินเดีย และจีน
  • ระดับรังสีที่สูง เนื่องมาจากปริมาณของแร่ธาตุกัมมันตรังสีในดิน เช่น โมนาไซต์ ซึ่งเป็นแร่ของธาตุหายาก มีอยู่ในทราย ร่วมกับแร่อิลมิไนต์ ทำให้ทรายมีสีแตกต่างกัน
  • นิวไคลด์รังสีในโมนาไซต์ มีนิวไคลด์ในอนุกรมของทอเรียม-232 เป็นส่วนใหญ่ แต่ก็อาจมีนิวไคลด์ ในอนุกรมของยูเรเนียมด้วย เช่น เรเดียม-226
  • ตามรายงานของ BEIR V, National Research Council เรื่องผลต่อสุขภาพของการได้รับรังสีระดับต่ำ
    ในพื้นที่ที่รังสีธรรมชาติมีระดับรังสี มีการเปลี่ยนแปลงโครโมโซมที่เพิ่มสูงขึ้น เช่นเดียวกับผู้ที่ทำงานทางด้านรังสี หรือผู้ที่ได้รับรังสีปริมาณสูง แต่ความถี่ของประชากรในการเป็นมะเร็งไม่แตกต่างจากปกติ
เมือง Guarapari ประเทศบราซิล
  • ในบราซิล จะพบทรายโมนาไซต์อยู่ในหาดทรายชายทะเลบางแห่ง ซึ่งมีระดับรังสีในทรายสีดำสูงถึง 5 mrad/hr (50 mGy/hr) ซึ่งสูงเป็น 400 เท่าของค่าปกติของระดับรังสีธรรมชาติในอเมริกา
  • นักท่องเที่ยว จะรู้สึกว่าทรายมีอุณหภูมิสูงกว่าปกติ และอุ่นมากขึ้นเมื่อหมกตัวอยู่ในทราย
  • ถนนรอบตัวเมืองบางสาย มีระดับรังสี 0.13 mrad/hr (1.3 mGy/hr) ซึ่งสูงเป็น 10 เท่า ของระดับปกติ
  • พื้นที่อื่นในบราซิลที่มีระดับรังสีสูง เกิดจากการตกตะกอนสะสมตัวของแร่ธาตุหายาก
  • บนเทือกเขาที่สูงประมาณ 250 เมตร ส่วนของแร่อยู่เกือบถึงผิวดิน
  • ใกล้กับยอดเขา ซึ่งมีทอเรียมประมาณ 30,000 ตัน มีแร่ธาตุหายากอื่นอีกประมาณ 100,000 ตัน
  • ระดับรังสีใกล้ยอดเขาอยู่ที่ 1 ถึง 2 mrad/hr (0.01 to 0.02 mGy/hr) บนเนื้อที่ 30,000 m2 ซึ่งมีปริมาณ 228Ra สูงมาก ถ้านำมาขึ้นรูปเป็นแผ่น สามารถให้รังสีเอ๊กซ์ ซึ่งทำให้กระดาษอัดรูปดำได้
   
เมือง Kerala ประเทศอินเดีย
  • ที่อ่าวทางตะวันตกเฉียงใต้ของอินเดีย มีโมนาไซต์มากกว่าที่บราซิล มีระดับรังสีเฉลี่ยใกล้เคียงกับที่บราซิล อยู่ที่ 500-600 mrad/yr (5 - 6 mGy/yr) แต่มีรายงานว่า บางจุดสูงถึง 3260 mrad/yr (32.6 mGy/yr)
  • หาดทรายในภาพ ปกคลุมด้วยทรายโมนาไซต์สีดำ
เมือง Kerala ประเทศอินเดีย
เมือง Yangjiang ประเทศจีน
เมือง Yangjiang ประเทศจีน
  • ในประเทศจีน มีระดับรังสีประมาณ 300-400 mrad/yr (3-4 mGy/yr) มาจากแร่โมนาไซต์ ที่มีธาตุทอเรียม ยูเรเนียม และเรเดียมเช่นกัน
  • ลักษณะเป็นพื้นที่ทางการเกษตร
  • มีการนำดินสีแดงที่มีแร่โมนาไซต์ มาทำเป็นอิฐในการก่อสร้างบ้านเรือน
  • ประชาชนได้รับรังสีจากแกสเรดอน ที่ระเหยจากก้อนอิฐที่อยู่ภายในตัวบ้าน
เมือง Ramsar ประเทศอิหร่าน
เมือง Ramsar ประเทศอิหร่าน
  • ตัวเมืองอยู่ใกล้ทะเลแคสเปียน มีน้ำพุร้อนหลายแห่ง
  • มีกัมมันตภาพของนิวไคลด์รังสีของ เรเดียม-266 ประมาณ 71 mGy/y ซึ่งสูงกว่าแหล่งอื่น ๆ หลายเท่า โดยมีบางแห่ง กัมมันตภาพรังสีสูงสุด 260 mGy/y
 
รังสีคอสมิก

ในอวกาศมีรังสีคอสมิกอยู่ทั่วไป มีต้นกำเนิดมาจากนอกระบบสุริยะ รังสีคอสมิกมีหลายรูปแบบ ตั้งแต่อนุภาคมวลหนักความเร็วสูง ไปจนถึงโปรตอน นิวตรอน โฟตอนและมิวออนพลังงานสูง

รังสีคอสมิกทำปฏิกิริยากับบรรยากาศชั้นบนของโลก ทำให้เกิดนิวไคลด์กัมมันตรังสีหลายชนิด บางชนิดมีครึ่งชีวิตยาว แต่ส่วนใหญ่มีครึ่งชีวิตสั้น ตารางด้านล่าง แสดงนิวไคลด์รังสีบางชนิด ที่เกิดจากปฏิกิริยากับรังสีคอสมิก

นิวไคลด์ที่เกิดจากรังสีคอสมิก

นิวไคลด์
สัญลักษณ์
ครึ่งชีวิต
ต้นกำเนิด
กัมมันตภาพ
คาร์บอน-14
14C
5730 ปี
ปฏิกิริยากับรังสีคอสมิก 14N(n,p)14C
6 pCi/g (0.22 Bq/g) ในอินทรีย์วัตถุ
ตริเตียม-3
3H
12.3 ปี
ปฏิกิริยากับรังสีคอสมิก 6Li(n,a)3H
0.032 pCi/kg (1.2x10-3 Bq/kg)
เบริลเลียม-7
7Be
53.28 วัน
ปฏิกิริยาของรังสีคอสมิกกับ N และ O
0.27 pCi/kg (0.01 Bq/kg)
 

นิวไคลด์รังสีอื่น ๆ ที่เกิดจากรังสีคอสมิก ได้แก่ 10Be, 26Al, 36Cl, 80Kr, 14C, 32Si, 39Ar, 22Na, 35S, 37Ar, 33P, 32P, 38Mg, 24Na, 38S, 31Si, 18F, 39Cl, 38Cl, 34mCl

จากที่ได้กล่าวมาบ้างแล้ว รังสีคอสมิกทำปฏิกิริยากับบรรยากาศโลก ทำให้เกิดนิวไคลด์รังสีจากคอสมิก ซึ่งมีผลต่อการได้รับรังสีของร่างกายเช่นกัน

รังสีคอสมิก แบ่งออกเป็นสองประเภท คือ ปฐมภูมิ และทุติยภูมิ รังสีคอสมิกปฐมภูมิ เป็นอนุภาคที่มีพลังงานสูงมาก (ขึ้นไปถึง 1018 eV) ส่วนใหญ่เป็นโปรตอน หรืออาจมีอนุภาคชนิดอื่นที่ใหญ่กว่า เกือบทั้งหมดมาจากนอกระบบสุริยะ และพบได้ทั่วไปในอวกาศ รังสีคอสมิกปฐมภูมิบางส่วนมาจากดวงอาทิตย์ โดยเกิดจากปฏิกิริยาการเผาไหม้ที่ดวงอาทิตย์
รังสีคอสมิกบางส่วนอาจมาถึงผิวโลก แต่ส่วนใหญ่จะเกิดปฏิกิริยากับชั้นบรรยากาศ ทำให้เกิดรังสีคอสมิกทุติยภูมิ หรือทำให้เกิดรังสีชนิดอื่น ที่มีพลังงานต่ำกว่า เช่น โฟตอน อิเล็กตรอน นิวตรอน และมิวออน ซึ่งอาจเคลื่อนที่มาจนถึงผิวโลก

ชั้นบรรยากาศและสนามแม่เหล็กโลก ทำหน้าที่ป้องกันรังสีคอสมิก ทำให้มาถึงผิวโลกได้น้อยลง ทำให้เห็นได้ชัดเจนว่า ปริมาณรังสีคอสมิกที่ได้รับ แตกต่างกันตามระดับของเส้นรุ้ง ในอเมริกา มีการประเมิน ระดับรังสีคอสมิกที่แแต่ละคนได้รับ เฉลี่ย 27 mrem per year ซึ่งจะสูงขึ้นเป็นสองเท่า ที่ความสูงทุก ๆ 6,000 ฟุต

อัตราการได้รับรังสีคอสมิก
4 mR/hr สำหรับผู้ที่อยู่ทางตะวันออกเฉียงเหนือของอเมริกา
20 mR/hr ที่ความสูง 15,000 feet
300 mR/hr ที่ความสูง 55,000 feet

ปริมาณรังสีที่ระดับน้ำทะเล แตกต่างกัน 10% เท่านั้น สำหรับที่ขั้วโลกกับที่เส้นศูนย์สูตร แต่ที่ความสูง 55,000 ฟุต ปริมาณรังสีจะลดลง 75%
การบินอาจทำให้ได้รับรังสีสูงขึ้น ขึ้นกับความถี่ของการบิน ระดับความสูงของเครื่องบิน และระยะเวลาที่อยู่บนอากาศ
การคำนวณการได้รับรังสีคอสมิกจากการบิน สำหรับเที่ยวบินที่ความเร็วต่ำกว่าเสียง และความเร็วเหนือเสียง ที่สภาวะปกติ เที่ยวบินความเร็วต่ำกว่าเสียง บินที่ระดับความสูง 36,000 ฟุต (11 กิโลเมตร) เที่ยวบินความเร็วเหนือเสียง ใช้ระดับความสูง 62,000 ฟุต (19 กิโลเมตร)

 
เส้นทาง
เที่ยวบินต่ำกว่าเสียง
เที่ยวบินเหนือเสียง
ระยะเวลาการบิน (ชั่วโมง)
ปริมาณรังสีที่ได้รับ
ต่อเที่ยวบินmrad
ระยะเวลา การบิน(ชั่วโมง)
ปริมาณรังสีที่ได้รับ
ต่อเที่ยวบินmrad
Los Angeles-Paris 11.1 4.8 3.8

3.7

Chicago-Paris 8.3 3.6 2.8

2.6

New York-Paris 7.4 3.1 2.6

2.4

New York-London 7.0 2.9 2.4

2.2

Los Angeles-New York 5.2 1.9 1.9

1.3

Sydney-Acapulco 17.4 4.4 6.2

2.1

 
ที่มา
  • www.wikipedia.com
  • http://www.world-nuclear.org/information-library/safety-and-security/radiation-and-health/nuclear-radiation-and-health-effects.aspx