Nuclear Science
STKC 2555

เครื่องสำรวจรังสีของเอ็นบีเอสในยุคแรก ๆ

สุรศักดิ์ พงศ์พันธุ์สุข
กลุ่มวิจัยและพัฒนานิวเคลียร์
สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)

เอ็นบีเอส คือ สำนักงานมาตรฐานแห่งชาติ (National Bureau of Standards: NBS) ของสหรัฐอเมริกา ซึ่งตั้งอยู่ที่กรุงวอชิงตัน ดีซี

          ลอว์ริสตัน เทเลอร์ (Lauriston Taylor) แห่งเอ็นบีเอส เป็นคนแรกที่ผลิต เครื่องสำรวจรังสีแบบเคลื่อนย้ายได้ (portable survey meter) เมื่อปี 1929 อุปกรณ์นี้สามารถสับเปลี่ยน ห้องก่อไอออน (ionization chamber) ได้หลายขนาด ตามแต่ พิสัยของเอกซ์โเชอร์ (exposure range) ที่แตกต่างกัน

เครื่องสำรวจรังสีของลอว์ริสตัน เทเลอร์ ผลิตเมื่อปี 1931
          อย่างช้าก็ตั้งแต่ปี 1933 ที่ ดอกเตอร์ แอล.เอฟ. เคอร์ติสส์ (L.F. Curtiss) แห่งเอ็นบีเอส ได้พัฒนาเครื่องตรวจหาด้วยวิธีห้องก่อไอออนแบบเคลื่อนย้ายได้ สำหรับการค้นหาต้นกำเนิดรังสีเรเดียมที่สูญหายไป โดยห้องก่อไออนแบบภายนอก (external ionization chamber) มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5 นิ้ว ยาว 8 นิ้ว และหนัก 18 ปอนด์ ทำงานได้ด้วยแบตเตอรี่ อุปกรณ์นี้ได้ชื่อว่า “เครื่องตรวจหาเรเดียมแบบเคอร์ติสส์” (Curtiss Radium Detector) ซึ่งใช้งานง่ายแม้กับบุคลากรที่ไม่ผ่านการฝึกอบรมการใช้มาก่อน อุปกรณ์นี้มีสายสะพายบ่า และมีสายต่อหัววัดขนาดยาวสำหรับตรวจไปได้ทั่ว ๆ ภาชนะต่าง ๆและตามพื้นของโรงพยาบาล ในหัววัดเป็นห้องก่อไอออนที่สมามารถวัดเรเดียมขนาด 25 มิลลิกรัม ได้ดีถ้าอยู่ในระยะไม่เกิน 7.5 ฟุต บริษัทที่นำออกสู่ตลาดคือ American Instrument Company โดยมีหมายเลขตามแคตาลอก (catalog No.) คือ 2100-01 และจำหน่ายในราคา 180 ดอลลาร์อเมริกัน
เครื่องตรวจหาเรเดียมแบบเคอร์ติสส์ ปี 1933

          ต่อมาในปี 1938 เคอร์ติสส์ได้ผลิตไกเกอร์เคาน์เตอร์แบบเคลื่อนย้ายได้ ที่มีไฟแฟลชะนีออนเป็นตัวชี้ ทำงานด้วยกำลังไฟฟ้าต่ำ ๆ ขนาด 450-650 โวลต์ ต่างกับเครื่องที่ผลิตกันมาก่อนหน้านี้ที่กินไฟราว 1200 โวลต์ ไกเกอร์เคาน์เตอร์นี้มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 - 6 ซม. ใช้แก๊สผสมไฮโดรเจนและอาร์กอนที่ความดัน 6 - 7 ซม. สำหรับตัวนับรังสีเป็นแบบ Cenco counter ติดตั้งไว้ที่ด้านปลายสุดสำหรับการอ่านค่า และกระบอกที่มีน้ำหนักเบาของไกเกอร์เคาน์เตอร์นี้มีที่ติดตั้งอยู่ข้างบนตัวเครื่องข้างใต้มือจับ

ไกเกอร์เคาน์เตอร์แบบเคลื่อนย้ายได้โดยเคอร์ติสส์ ปี 1938
          อิเล็กโทรสโคปของลอว์ริสตัน เป็นเครื่องสำรวจรังสีแบบเคลื่อนย้ายได้ที่มีขนาดปานกลาง ใช้สำหรับวัดรังสีบีตาและรังสีแกมมา ส่วนที่บุด้วยตะกั่ว (lead lined unit) ใช้เปรียบเทียบ มาตรฐานของรังสีเอกซ์ (x-ray standard) ระหว่างประเทศ อุปกรณ์นี้มี ห้องไอออน (ion chamber) ที่เมื่อเกิดประจุแล้ว จะปล่อยประจุ (discharge) เป็นสัดส่วนกับรังสีที่วัดได้ ผิวด้านในของ ห้องก่อไอออน (ionization chamber) อาจฉาบด้วยโบรอนสำหรับใช้วัดฟลักซ์ของ เทอร์มัลนิวตรอน (thermal neutron) สามารถวัดได้ถึงช่วง 1000 มิลลิเรินต์เกนต่อชั่วโมง (mR/h) ซึ่งวัดทั้งรังสีบีตาและรังสีแกมมารวมกัน ตัวเครื่องมีขนาด 8” x 3” x 14” และหนัก 8 ปอนด์ เฉพาะห้องไอออนมีขนาด 2.25” x 2.75” อุปกรณ์นี้มี อิเล็กโทรสโคปแบบเฮนสัน (Henson electroscope) ติดตั้งในกล่องไม้อัด เมื่อเปิดกล่องออกจะมีสภาพไวที่ใช้วัด รังสีบีตาพลังงานสูง (hard beta radiation) ได้ด้วย การอ่านค่าอ่านผ่านกล้องจุทรรศน์และใช้ต้องใช้นาฬิกาจับเวลาร่วมด้วย ต่อมาในปี 1952 ลอว์ริสตันยังผลิตเครื่องวัดรังสีแบบเคลื่อนย้ายได้ไว้อีกหลายแบบ
อิเล็กโทรสโคปของลอว์ริสตัน เทเลอร์ ปี 1947
 
อิเล็กโทรมิเตอร์ของลอว์ริสตัน ปี 1948
 
อิเล็กโทรสโคปของลอว์ริสตัน ช่วงทศวรรษ 1940
          เอส.อาร์. กิลฟอร์ด (S.R. Gilford) และ เอส. ไซโตะ (S. Saito) ช่วยกันพัฒนาเครื่องวัดรังสีเคลื่อนย้ายได้ แบบมือหิ้ว (hand portable) ซึ่งไม่ต้องใช้ไมโครมิเตอร์ เนื่องจากใช้การอ่านระดับรังสีจาก หน้าปัดโพเทนชิออมิเตอร์ (potentiometer dial) โดยเมื่อผู้ใช้งานหมุนหน้าปัดจน คลื่นสมมาตรช่วงคลื่นเสียง (audio oscillation) เริ่มเกิดขึ้น ซึ่งรู้ได้ด้วยหูฟัง (earphones) เครื่องนี้ใช้ท่อแบบจีเอ็ม (GM type tube) ชนิดบรรจุด้วยแก๊สแฮโลเจน และทำงานด้วยแบตเตอรี่ไฟฉายธรรมดา ๆ
เครื่องสำรวจรังสีแบบของกิลฟอร์ดและไซโตะ
          เอเอ็น/พีดีอาร์-37 (เอกซ์เอ็น-1) [AN/PDR-37 (XN-1)] คือ เครื่องวัดรังสีชนิด เรดิแอกไกเกอร์เคาน์เตอร์ (radiac geiger counter โดย RADIAC ย่อมาจาก Radiation Detection, Indication And Computation) สำหรับใช้ในห้องปฏิบัติการทดลอง ที่ได้รับการตรวจสอบและประเมินโดย Navy Bureau of Ships ของสหรัฐอเมริกาเมื่อปี 1952 เครื่องนี้ได้รับการออกแบบให้เป็น “มิเตอร์เลสส์” (meter less) สำหรับเป็นเครื่องสำรวจรังสี อุปกรณ์นี้มีขนาดกะทัดรัดโดยประกอบไว้ในกระบอกแบบเดียวกับไฟฉาย การวัดปริมาณรังสีแกมมา “การวัดทำโดยวัดเป็นมุม ซึ่งพอเทนชิออมิเตอร์แบบวงกลมจะต้องหมุน จนกระทั่งเกิดเสียงที่มีลักษณะเฉพาะ ซึ่งสามารถได้ยินผ่านหูฟัง” เมื่อระดับรังสีต่ำ ก็ไม่ได้ยินเสียง เมื่อระดับรังสีเพิ่มขึ้นสูกกว่าค่าที่ตั้งไว้ ก็จะได้ยินเสียง ระบบนี้มักเรียกกันว่า ระบบ “โก” หรือ “โนโก” (ทำนอง ผ่านหรือไม่ผ่าน หรือ มีรังสีหรือไม่มีรังสี) ผลการตรวจสอบและประเมินสรุปว่า เรดิแอกมิเตอร์เลสส์ นี้ มีขีดจำกัดสำคัญบางประการเกินกว่าระบบการวัดในปัจจุบัน ในปี 1951 เอ็นบีเอสเรียกอุปกรณ์ชิ้นนี้ว่า เครื่องสำรวจรังสีแกมมาโมเดล 1 (Model 1 Gamma Survey Equipment)
เครื่องสำรวจรังสี AN/PDR-37 (XN-1) ปี 1952

จาก http://national-radiation-instrument-catalog.com/new_page_120.htm

โพสต์เมื่อ : 19 เมษายน 2555