เครื่องตรวจวัดระดับความเข้มข้นของซีเซียม-137 จากเซนเซอร์วัดระดับชนิดแผ่รังสีแกมมา

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ธิติมา จันทะแพน, ปุณยาพร แพนน้อย, เปรมมณี คารมย์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

สุทัศน์ บุตรชานนท์, น้ำผึ้ง สุพรมอินทร์

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย เลย

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2563

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

โครงงาน เรื่อง ตรวจวัดระดับความเข้มข้นของซีเซียม-137จากเซนเซอร์วัดระดับชนิดแผ่รังสีแกมมา มีจุดมุ่งหมายเพื่อ ตรวจวัดระดับความเข้มข้นของไอโซโทปของซีเซียมซึ่งเป็นสารกัมมันตภาพรังสี ที่มีเลขอะตอมเท่ากับ 55 มีครึ่งชีวิต (half-life) 30 ปี สลายโดยปล่อยรังสีบีตาและรังสีแกมมา เป็นหนึ่งในผลผลิตการแบ่งแยกนิวเคลียส พบในฝุ่นกัมมันตรังสีที่ตกค้างจากการทดลองลูกระเบิดอะตอม และจากอุบัติเหตุทางนิวเคลียร์ ใช้เป็นตัวบ่งชี้ปริมาณนิวไคลด์กัมมันตรังสี (activity of a radionuclide) ในอาหารที่ผ่านการฉายรังสี (food irradiation) หรือการปนเปื้อนของสารกัมมันตรังสีที่เกิดกการนเปื้อนในอาหารจากสิ่งแวดล้อมโดยไม่เจตนา ซึ่งสารกัมมันตรังสีชนิดนี้มีอันตรายมากเมื่อได้รับเข้าสู่ร่างกายเนื่องจากเป็นสารก่อมะเร็งแต่ต้องได้รับการสะสมเป็นระยะเวลานานต่อเนื่องกัน มันจะกระจายไปทั่วร่างกายส่วนใหญ่จะสะสมอยู่ในเนื้อเยื่อและส่วนน้อยอยู่ในตับและไขกระดูก แต่จะถูกขับออกโดยกระบวนการทางชีวภาพ ทางเหงื่อ และปัสสาวะ ดังนั้นสิ่งประดิษฐ์ที่ได้ออกแบบมานี้จะเป็นเครื่องมือตรวจวัดค่าความเข้มข้นของรังสีแกมมาจากซีเซียมที่แผ่ออกมาโดยอยู่ในช่วง 600-800 keV โดยค่าความเข้มข้นจะแสดงผลบนน้าจอภาพเป็นกราฟของสเปกตรัม หลักการทำงานคือจะใช้เซนเซอร์วัดระดับชนิดแผ่รังสีแกมมามาตรวจวัดระดับ(level measurement) แหล่งกำเนิดรังสีแกมมาโดยจะส่งผลไปยังตัวเครื่องหลักที่รับผลไปแสดงเป็นกราฟสเปกตรัมของซีเซียมโดยมีหน่อยของพลังงานเป็นหน่วยkeV ซึ่งส่วนประกอบของตัวเครื่องหลักที่แสดงผลเป็นกราฟมี อุปกรณ์แสดงผลข้อมูล อุปกรณ์รับข้อมูล อุปกรณ์เก็บข้อมูล หน่วยความจำ ไมโครโปเซสเซอร์ โดยชุดคำสั่งที่เขียนขึ้นโดยโปรแกรม เพื่อสั่งให้เครื่องแสดงผลออกมาตามผลที่ได้รับ ซอร์ฟแวร์จะถูกอ่านจากหน่วยบันทึกข้อมูล ส่งต่อไปยังซีพียูเพื่อควบคุมการประมวลผลและคำนวณ ซอร์ฟแวร์ที่ใช้จะเป็นซอรฟแวร์ประยุกต์ที่ชุดคำสั่งที่เขียนขึ้นเพื่อสั่งให้เครื่องหลักทำงานเฉพาะด้านต่างๆตามที่ผู้ใช้งานต้องการซอร์ฟแวร์ประเภทนี้จะใช้สำหรับงานเฉพาะด้านที่เจาะจงเพียงแค่การตรวจวัดระดับความเข้มข้นของรังสีเท่านั้น นอกจากนี้ส่วนประกอบอื่นๆคือ เมมบอร์ด (Motherboard) หน่วยประมวลผลกลาง (CPU-Central Processing Unit) ซึ่งทำหน้าที่คำนวณ ประมวลผล และควบคุมอุปกรณ์อื่นๆ ประกอบด้วย 3 หน่วยย่อย คือ หน่วยความจำหลัก หน่วยคณิตศาสตร์และตรรกะหรือหน่วยคำนวณและหน่วยควบคุม หน่วยความจำรอม (ROM-Read Only Memory) เป็นหน่วยความจำถาวร ช่องเสียบอุปกรณ์เพิ่มเติม (Expansion Slot) ทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมต่อสัญญาณระหว่างการ์ดขยายกับเมมบอร์ด การ์ดขยาย (EApansion Card) ทำหน้าที่เฉพาะด้าน เชื่อ การ์ดแสดงผล การ์ดเสียง เป็นต้น จานบันทึกข้อมูลแบบแข็ง(Hard Disk) สรุปการดำเนินการคือเราจะใช้เครื่องตรวจระดับความเข้มข้นสารกัมมันตรังสีนี้ตรวจวัดความเข้มข้นของซีเซียม-137โดยผลที่แสดงจะแสดงออกมาเป็นกราฟสเปกตรัมที่มีหน่วยเป็นkeV