ปริมาณรังสีเท่ากับกล้วย 1 ผล

ปริมาณรังสีเทียบเท่าหรือสมมูลกับกล้วย 1 ผล (banana equivalent dose) หรือ BED ไม่ใช่หน่วยวัดมาตรฐานของการได้รับรังสี เป็นแต่เพียงค่าที่แสดงถึงการที่คนเราจะได้รับรังสีเพิ่มขึ้น จากการทานกล้วย 1 ผล หลักการนี้อาศัยพื้นฐานจากการที่กล้วยเป็นอินทรียวัตถุ ซึ่งมีองค์ประกอบส่วนหนึ่งเป็นไอโซโทปรังสีธรรมชาติ (ไม่รวมถึงการปนเปื้อนสารกัมมันตรังสีจากกิจกรรมของมนุษย์) ดังนั้น การใช้หน่วยของปริมาณรังสีเทียบเท่ากล้วย 1 ผล จึงต้องการแสดงถึงความรุนแรงของการได้รับรังสีจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ อาวุธนิวเคลียร์ หรือกระบวนการทางการแพทย์ โดยใช้หน่วยที่คนทั่วไปเข้าใจได้


	กล้วยเป็นผลไม้ที่มีรังสีจากโปแทสเซียมธรรมชาติ

ความเป็นมา

หลักการนี้เกิดจากการแลกเปลี่ยนความเห็นกันในกลุ่ม Radsafe หรือ The International Radiation Protection (Health Physics) Mailing List ในปี 1995 โดยมีการเสนอว่ามีค่า 9.82×10¹⁸ ซีเวิร์ต (sieverts) หรือประมาณ 0.1 ไมโครซีเวิร์ต (mSv)

ความสัมพันธ์กับหน่วยมาตรฐาน

หน่วย BED ได้ถูกสมมุติให้เป็นหน่วยรังสีสมมูล (radiation dose equivalent) ซึ่งเป็นหน่วยวัดระดับรังสีที่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อเนื้อเยื่อที่ได้รับ แทนการใช้หน่วยความแรงรังสีที่ปลดปล่อยออกมาจากต้นกำเนิดรังสี หรือปริมาณรังสีที่วัตถุดูดกลืนไว้ ซึ่งเป็นหน่วยที่สัมพันธ์กับหน่วยซีเวิร์ต (sievert, Sv) ในหน่วย SI ที่กำหนดให้เป็นปริมาณรังสีที่สิ่งมีชีวิตได้รับเทียบเท่าหรือสมมูลกับพลังงาน 1 จูล (joule) จากรังสีแกมมาต่อมวลของเนื้อเยื่อ 1 กิโลกรัม ซึ่งในสหรัฐอเมริกา บางครั้งจะใช้หน่วย roentgen equivalent man (rem) ที่มีค่าเท่ากับ 0.01 sieverts

ต้นกำเนิดรังสีธรรมชาติจากเนื้อเยื่อพืชส่วนใหญ่มาจากโปแทสเซียม ซึ่งประกอบด้วยไอโซโทปรังสีโปแทสเซียม-40 (⁴⁰K) อยู่ 0.0117% ไอโซโทปนี้มีครึ่งชีวิตประมาณ 1.25 พันล้านปี (4×10¹⁶ วินาที) โปแทสเซียมธรรมชาติจึงมีกัมมัตภาพรังสีประมาณ 31 เบคเคอเรลต่อกรัม (Bq/g) หมายความว่า ธาตุโปแทสเซียม 1 กรัม จะมีการสลายตัว 31 อะตอมต่อวินาที โดยธรรมชาติแล้ว พืชยังประกอบด้วยไอโซโทปรังสีอื่นอีก เช่น คาร์บอน-14 (¹⁴C) แต่มีกัมมันตภาพรังสีน้อยกว่ามาก โดยทั่วไป กล้วยประกอบด้วยโปแทสเซียมประมาณครึ่งกรัม จึงมีกัมมันตรังสีประมาณ 15 เบคเคอเรล (Bq) แม้ว่า กล้วย 1 ผล จะมีกัมมันตภาพรังสีน้อยมาก เมื่อเทียบกับรังสีในธรรมชาติหรือรังสีที่ใช้ทางการแพทย์ แต่กัมมันตภาพรังสีของกล้วยในหนึ่งคันรถบรรทุก ที่เคลื่อนที่ผ่านเครื่องตรวจวัดรังสีที่ใช้ตรวจสอบการลักลอบขนส่งวัสดุนิวเคลียร์ ก็สามารถทำให้ระบบเตือนภัยทำงานได้



ธาตุโปแทสเซียม	อาหารส่วนใหญ่มีโปแทสเซียมเป็นองค์ประกอบ

ปริมาณรังสีที่ถูกดูดกลืนจะขึ้นกับชนิดและพลังงานของรังสี รวมทั้ง ขึ้นกับตำแหน่งที่ร่างกายได้รับ เช่น อยู่ภายในร่างกาย หายใจเข้าไปในร่างกาย หรือรับประทานเข้าไป ตามข้อมูลขององค์การป้องกันสภาพแวดล้อมสหรัฐอเมริกา (US Environmental Protection Agency) หรือ EPA ได้ประมาณค่า conversion factor (CEDE) สำหรับการรับประทานไอโซโทปรังสีโปแทสเซียม-40 แต่ละเบคเคอเรลเป็นเวลา 50 ปี จะมีค่า 5.02 นาโนซีเวิร์ต เมื่อใช้ค่านี้มาคำนวณ จะได้ปริมาณรังสีสมมูลจากกล้วย 1 ผล เท่ากับ

5.02 nSv/Bq x 31 Bq/g x 0.5 g = 78 nanosieverts = 0.078 mSv

ซึ่งจะพบค่านี้ในเอกสารเผยแพร่ที่ประมาณค่าไว้ 0.1 ไมโครซีเวิร์ต (mSv)

บทวิจารณ์

หลักการของปริมาณรังสีสมมูลของกล้วย 1 ผล ยังคงต้องพิสูจน์ความถูกต้อง รวมถึงข้อมูลของ EPA ที่กำหนดว่าปริมาณโปแทสเซียม (รวมทั้งโปแทสเซียม-40) ในร่างกายมนุษย์มีค่าคงที่ แต่ด้วยหลักการ homeostasis ซึ่งจะขับโปแตสเซียมที่มีอยู่ออกจากร่างกาย เมื่อได้รับโปแทสเซียมจากอาหารเพิ่มเข้ามา แสดงว่า การรับประทานกล้วย 1 ผล จะทำให้ได้รับรังสีเพิ่มขึ้นในช่วงไม่กี่ชั่วโมงหลังรับประทานเท่านั้น หลังจากนั้น ไตจะขับส่วนที่เกินออกจากจนปริมาณโปแทสเซียมกลับสู่ค่าปกติ

ค่า conversion factor ของ EPA ซึ่งใช้ช่วงเวลาเฉลี่ย 30 วัน ที่ไอโซโทปของโปแทสเซียมในร่างกายจะผสมรวมกันแล้วกลับคืนสู่ค่าปกติ หลังจากถูกรบกวนจากผลของการรับประทานโปแทสเซียม-40 เพิ่มเข้าไป ถ้าสมมุติให้เวลาที่โปแทสเซียมอยู่ในร่างกายลดลง 10 เท่า ปริมาณรังสีสมมูลจากการรับประทานกล้วยก็จะลดลงด้วยสัดส่วนเดียวกัน

ค่านี้อาจเทียบได้กับการได้รับรังสีจากโปแทสเซียมที่มีอยู่ในร่างกายประมาณ 2.5 กรัมต่อกิโลกรัม หรือ 175 กรัมในคนที่มีน้ำหนัก 70 กิโลกรัม ซึ่งโปแทสเซียมธรรมชาติปริมาณนี้มีกัมมันตภาพรังสี 175 g x 31 Bq/g = 5400 Bq เป็นปริมาณรังสีที่คนเราได้รับตลอดช่วงชีวิต

รังสีจากอาหารชนิดอื่น

นอกจากกล้วยแล้ว อาหารชนิดอื่นที่มีโปแทสเซียม (และไอโซโทปรังสีโปแทสเซียม-40) สูง ได้แก่ มันฝรั่ง เมล็ดทานตะวัน และถั่วชนิดต่างๆ โดยเฉพาะถั่วบราซิลที่นอกจากมีโปแทสเซียม-40 สูงแล้วยังมีเรเดียมสูงด้วย โดยอาจมีกัมมันตภาพรังสีสูงถึง 444 เบคเคอเรลต่อกิโลกรัม (12 นาโนคูรีต่อกิโลกรัม) หรือ 4 เท่า ของกัมมันตภาพรังสีของกล้วย

ด้วยเหตุผลเดียวกันกับการได้รับปริมาณรังสีสมมูลจากกล้วย เราจึงอาจสรุปได้ว่าเราได้รับรังสีจากอาหารทุกชนิด โดยใน 1 ปี จะได้รับรังสีประมาณ 0.4 มิลลิซีเวิร์ต (mSv) หรือ 40 มิลลิเรม (mrem) ซึ่งมากกว่า 10% ของปริมาณรังสีที่เราได้รับทั้งจากธรรมชาติและจากที่ผลิตขึ้น แต่ค่านี้ก็ยังคงมีข้อสังเกตที่ควรตรวจสอบเช่นเดียวกับการใช้ค่าปริมาณรังสีสมมูลจากกล้วย (BED)


ถั่วบราซิลมีไอโซโทปรังสีจากธาตุโปแทสเซียมและเรเดียม	แร่เรเดียมเป็นแร่ที่มีกัมมันตภาพรังสี

การเปรียบทียบปริมาณรังสีด้วยหน่วย BED

ถ้าใช้ปริมาณรังสีสมมูลของกล้วย (banana equivalent dose) หรือ BED มาเปรียยบเทียบ โดยให้มีค่า 0.01 มิลลิเรม (mrem) เราสามารถเปรียบเทียบโดยใช้หน่วย BED ได้ดังนี้


	การอาศัยอยู่ห่างจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ 50 ไมล์ เป็นเวลา 1 ปี เท่ากับได้รับปริมาณรังสีเพิ่มขึ้นจากการรับประทานกล้วย 1 ผล ซึ่งเท่ากับรังสีที่ได้รับจากเครื่องตรวจจับควัน 1 เครื่อง


	การอาศัยอยู่ห่างจากโรงไฟฟ้าถ่านหิน 50 ไมล์ เป็นเวลา 1 ปี เท่ากับได้รับปริมาณรังสีเพิ่มขึ้นจากการรับประทานกล้วย 3 ผล ซึ่งเป็นรังสีที่มาจากแร่ยูเรเนียมและแร่ทอเรียมในถ่านหิน


	ร่างกายคนเรามีโปแทสเซียม-40 เป็นส่วนประกอบอยู่โดยธรรมชาติ การอยู่ใกล้ชิดกับคนอื่นเป็นเวลา 1 ปี จะทำให้เราได้รับรังสีเพิ่มขึ้น 2 มิลลิเรม ซึ่งเท่ากับปริมาณรังสีที่ได้รับจากการเดินทางจากเมืองนิวยอร์กไปลอสแองเจลีส ซึ่งการอยู่ในระดับที่สูงขึ้นทำให้ได้รับรังสีคอสมิกเพิ่มขึ้น โดยเทียบเท่ากับการรับประทานกล้วย 200 ผล และการอยู่ในระดับที่สูงขึ้นทำให้ได้รับรังสีคอสมิกสูงขึ้นนี้ ทำให้การอยู่บนภูเขาสูง เช่น ยอดเขาเอเวอร์เรสต์ 1 ปี จะทำให้ได้รับเพิ่มขึ้น 800 มิลลิเรม เทียบเท่ากับการรับประทานกล้วย 80,000 ผล


	ในสิ่งแวดล้อมที่เราอาศัยอยู่ มีรังสีโดยธรรมชาติอยู่แล้ว การอาศัยอยู่ในเมืองเดนเวอร์จะทำให้ได้รับรังสีจากสิ่งแวดล้อม 24 มิลลิเรม เทียบเท่ากับการรับประทานกล้วย 2,400 ผล


	หินแกรนิตที่ใช้ในการทำสิ่งก่อสร้างหรืออาคารนั้น มีรังสีอ่อนๆ จากแร่ยูเรเนียมและแร่ทอเรียมที่ปะปนอยู่เล็กน้อย การอาศัยอยู่ในอาคารรํฐสภาสหรัฐ เป็นเวลา 1 ปี จะได้รับรังสี 85 มิลลิเรม เทียบเท่ากับการปรับประทานกล้วย 8,500 ผล ขณะที่การอาศัยอยู่ในอาคารของสำนักวาติกัน เป็นเวลา 1 ปี จะได้รับรังสีเพิ่มขึ้น 800 มิลลิเรม เทียบเท่ากับการปรับประทานกล้วย 80,000 ผล


	นักบินอวกาศที่เดินทางไปสำรวจดาวอังคาร 1 ครั้ง จะได้รับรังสีเพิ่มขึ้นจากรังสีคอสมิก 130,000 มิลลิเรม เทียบเท่ากับการรับประทานกล้วย 13,000,000 ผล