เหตุใดจึงนิยมใช้ตะกั่วเป็นวัสดุป้องกันรังสี

ตะกั่วเป็นที่คุ้นเคยกับบุคลากรทางการแพทย์ที่ทำงานเกี่ยวกับรังสี มันถูกใช้ในหน้าต่างสังเกตการณ์ ประตูป้องกัน และผนังของห้องเครื่องเอ็กซ์เรย์ของโรงพยาบาล- เช่นเดียวกับอุปกรณ์ป้องกันในสถานที่ทำงานที่ต้องจัดการวัสดุกัมมันตภาพรังสีที่ปิดผนึก ตะกั่วมักถูกใช้เป็นวัสดุป้องกันรังสี ดังนั้นโครงสร้างของตะกั่วมีความพิเศษอย่างไร?

เรารู้ว่าความสามารถของสสารในการปิดกั้นรังสีนิวเคลียร์นั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยสองประการเป็นหลัก ได้แก่ เลขอะตอมและความหนาแน่นของสาร

โดยทั่วไป ยิ่งเลขอะตอมสูง ความสามารถในการปิดกั้นรังสีก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้น อย่างไรก็ตาม องค์ประกอบที่มีเลขอะตอมสูงกว่าจะก่อตัวได้ยากกว่าและหายากกว่า ส่งผลให้ต้นทุนวัตถุดิบสูงมาก นอกจากนี้ องค์ประกอบหลายชนิดที่มีเลขอะตอมสูงมากก็มีกัมมันตภาพรังสีและไม่เหมาะสำหรับการป้องกันรังสี

โดยทั่วไป ยิ่งความหนาแน่นของสารสูงเท่าใด ความสามารถในการปิดกั้นรังสีก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น ความหนาแน่นของตะกั่วคือ 11.3 g/cm³ สสารที่หนาแน่นที่สุดในโลกคือโลหะออสเมียม โดยมีความหนาแน่น 22.8 g/cm³

จริงๆ แล้ว โครงสร้างของลีดไม่ได้มีความพิเศษอะไรเป็นพิเศษ ตะกั่วมีเลขอะตอมและความหนาแน่นค่อนข้างสูง ในขณะที่ต้นทุนวัสดุค่อนข้างต่ำ ตามที่เห็นในตารางธาตุ ตะกั่วเป็นองค์ประกอบสุดท้ายที่ไม่มีกัมมันตภาพรังสี องค์ประกอบทั้งหมดหลังจากนั้นมีกัมมันตภาพรังสีและไม่สามารถเลือกได้ ในหลายสถานการณ์ ตะกั่วถูกเลือกเป็นวัสดุป้องกันรังสี เนื่องจากต้องแลก-ระหว่างสถานการณ์การใช้งาน ความสามารถในการปิดกั้นรังสี และต้นทุนวัสดุ วัสดุทั้งหมดมีความสามารถในการป้องกันรังสีในระดับหนึ่ง เครื่องปฏิกรณ์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใช้คอนกรีตเป็นชั้นหนา และแม้แต่น้ำก็สามารถใช้เป็นวัสดุป้องกันรังสีได้