การสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี (Radioactive decay) คือ การที่นิวเคลียสซึ่งอยู่ในสภาวะไม่เสถียรเกิดการ สลายตัว โดยปล่อยพลังงานส่วนเกินออกมาในรูปของ กัมมันตภาพรังสี มีผลทำให้นิวเคลียสนั้นเปลี่ยนไป เกิด เป็นนิวเคลียสของธาตุใหม่ เรียกอัตราการสลายตัวนี้ว่า “ ความแรงรังสี (Radioactivity) ”

ความแรงรังสี - กัมมันตภาพรังสี (Radioactivity) คือ อัตราการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี ซึ่ง หมายถึง จำนวนของอะตอมหรือนิวไคลด์ที่เกิดการ สลายตัวไป (Disintrigation) ภายในหนึ่งหน่วยเวลา Activity, หน่วยวัดความแรงรังสี หน่วยใหม่ : เบ็กเคอเรล (Becquerel; Bq) หน่วยเดิม : คูรี (Curie; Ci ) 1 Bq = 1 dps 1 Ci = 3.7 x dps = 3.7 x Bq 226 Ra 1 กรัม จะมีการสลายตัว 37,000,000,000 ครั้ง ในเวลา 1 วินาที

อัตราการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี (Activity; A) จะแปร ผันโดยตรงกับ จำนวนอะตอม (N) ณ. ขณะเวลา (t) ใดๆ การคำนวณหาความแรงรังสี

EX1 แหล่งกำเนิดรังสี P-32 มีค่าครึ่งชีวิต 14.3 วัน ถ้าซื้อ แหล่งกำเนิดรังสีนี้ซึ่งมีความแรงรังสี 250 µCi จงหาว่า เมื่อผ่านไป 6 สัปดาห์ แหล่งกำเนิดรังสีนี้จะมีความแรง รังสีเท่าไร การคำนวณหาความแรงรังสี

อันตรกริยาของรังสีแกมมา อันตรกริยาของรังสีแกมมากับตัวกลางที่เคลื่อนที่ผ่านไปที่ สำคัญมี 3 แบบ คือ 1.Photoelectric effect เป็นปรากฎการณ์ที่รังสีแกมมาเกิดอันตรกริยากับอะตอม ของตัวกลางแล้วรังสีแกมมาหายไปเนื่องจากถ่ายเท พลังงานทั้งหมดให้แก่อิเลกตรอน ทำให้อิเล็กตรอนหลุด ออกจากวงโคจร อิเล็กตรอนที่หลุดออกมานั้นเรียกว่า โฟ โตอิเล็กตรอน ( photoelectron)

2. Compton effect หรือ Compton scattering เป็นอันตรกริยาที่รังสีแกมมาชนแบบยืดหยุ่นกับ อิเล็กตรอนของอะตอม โดยรังสีแกมมาจะถ่ายเท พลังงานบางส่วนให้แก่อิเล็กตรอน ทำให้อิเล็กตรอนหลุด ออกจากวงโคจร รังสีแกมมาจะมีพลังงานลดลงและกระเจิง ออกไปตามมุมต่าง ๆ

3.Pair Production เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อรังสีแกมมามี พลังงานสูงกว่า 1.02 MeV เคลื่อนที่ผ่านสนามไฟฟ้า ของนิวเคลียส รังสีแกมมาจะหายไปกลายเป็น อิเล็กตรอน และโพสิตรอน (positron)

การลดทอนของรังสีแกมมา (Attenuation of gamma rays) เมื่อรังสีแกมมาเคลื่อนที่ผ่านเข้าไปในตัวกลางใด ๆ รังสี แกมมาจะมีความเข้มลดลงเป็นไปตามความสัมพันธ์ I 0 = ความเข้มของรังสีแกมมาเมื่อไม่มี Absorber หรือ วัสดุกั้น I = ความเข้มของรังสีแกมมาที่ผ่านออกมา จาก Absorber  = Linear atenuation coefficient =  PE +  CS +  PP x = ความหนาของ Absorber

EX2 จงคำนวณความหนาของอลูมิเนียมที่สามารถกันรังสี แกมมาที่มีพลังงาน 0.1 MeV ให้ทะลุผ่านไปได้ 10 % ( ค่า µ ของ  พลังงาน 0.1 MeV สำหรับตัวกลางที่เป็น อลูมิเนียม = cm -1 )

ปริมาณเอกซ์โพเชอร์ (Exposure) เป็นการวัดปริมาณของ X-rays หรือ  -rays ในอากาศ โดยอาศัยคุณสมบัติของ X-rays และ  -rays ที่สามารถ ทำให้อากาศเกิดการแตกตัว (Ionization) เป็นประจุได้ มีหน่วยวัด คือ : เรินท์เกน (Roentgen; R) 1 R: ปริมาณรังสีที่ทำให้อากาศแห้งปริมาตร 1 ลบ. ซม. แตกตัวเป็นประจุได้ 2.08  คู่ หรือ 2.58  คูลอมบ์

ปริมาณรังสีดูดกลืน (Absorbed dose) เป็นการวัดปริมาณพลังงานของรังสีที่มีการถ่ายเทให้กับ วัสดุ ( ตัวกลาง ) ซึ่งพลังงานนี้จะถูกดูดกลืนหรือสะสมอยู่ ในวัสดุที่รังสีวิ่งผ่าน ถูกกำหนดในรูปของปริมาณพลังงาน ( หน่วยของพลังงาน คือ จูล ; J) ที่ถูกดูดกลืนไว้ในวัสดุมวล 1 กิโลกรัม หน่วยวัดเดิม : แรด (Radiation Absorbed Dose; rad) หน่วยวัดใหม่ : เกรย์ (Gray; Gy) 1 rad= 0.01 J/kg 1 Gy = 1 J/kg = 100 rad

ปริมาณรังสีสมมูล (Absorbed dose equivalent) เนื่องจากรังสีแต่ละชนิดให้ผลทางชีววิทยาต่อเนื้อเยื่อ ของสิ่งมีชีวิตแตกต่างกัน แม้จะได้รับปริมาณรังสีดูดกลืน (Absorbed dose) ที่เท่ากัน จึงได้มีการกำหนดปริมาณ รังสีขึ้นมาอีกชนิดหนึ่งเพื่อประโยชน์ในงานด้านการ ป้องกันอันตรายจากรังสี ปริมาณรังสีชนิดนั้นคือ “ ปริมาณรังสีสมมูล ” เป็นปริมาณที่ใช้บอกถึงความเสียหายต่ออวัยวะหรือ เนื้อเยื่อที่มีการดูดกลืนพลังงานของรังสีนั้นๆเอาไว้ หน่วยวัดเดิม : แรด (Roentgen Equivalent Man; rem) หน่วยวัดใหม่ : ซีเวิร์ต (Sievert; Sv) 1 Sv= 100 rem