ความสำคัญ |
| คงไม่เป็นการพูดเกินเลย ถ้าจะกล่าวว่ามนุษย์นั้น เกิดมาในท่ามกลางห่ากระสุน แต่เป็นกระสุนอนุภาคของรังสีคอสมิค (ทั้งชนิดปฐมภูมิและทุติยภูมิ) ประจักษ์พยานที่เห็นได้กับตา ก็คือ แสงเหนือ (Aurora borealis) และแสงใต้ (Aurora australis) |
 |
 |
| แสงเหนือที่เมือง Anchorage มลรัฐอะแลสกา , สหรัฐอเมริกา (http://www.smeter.net/aurora/images-orange/1-18-05-orange-1.jpg) |
แสงใต้ที่เมือง Hobart รัฐแทสมาเนียของออสเตรเลีย (outreach.atnf.csiro.au/.../sun_earth.html) |
|
มีการประเมินไว้ว่าความเข้มของห่ากระสุนอนุภาคคอสมิคทุติยภูมิ มีค่าเฉลี่ยประมาณ 100 ตัว/ตร.ม./วินาที แหล่งกำเนิดหนึ่งของรังสีคอสมิคปฐมภูมิก็คือดวงอาทิตย์ของเรานั่นเอง ซึ่งอาจถือได้ว่าเป็นก้อนพลาสมา (Plasma) ลูกใหญ่โตมโหฬาร (เส้นผ่าศูนย์กลาง 1.39 ล้านกิโลเมตร) คำว่าพลาสมาในที่นี้เป็นคนละสิ่งกับพลาสมาในเลือดซึ่งเป็นของเหลว พลาสมาในที่นี้คือ สถานะที่ 4 ของสสารที่ประจุไฟฟ้าลบ เช่น อนุภาคอิเล็กตรอนกับประจุไฟฟ้าบวก เช่น พวกไอออนบวก (ไอออน หมายถึง อะตอมหรือโมเลกุลที่ได้รับเพิ่มหรือสูญเสียอิเล็กตรอนจากที่มีอยู่เดิม) สามารถอยู่ปนเปกันแบบต่างคนต่างอยู่ได้ ถึงแม้จะยังคงมีแรงดูดคูลอมบ์ระหว่างประจุไฟฟ้าลบกับประจุไฟฟ้าบวกดำรงอยู่ด้วยตลอดเวลาก็ตาม |
 |
|
ภาพถ่ายจากดาวเทียม SOHO แสดงให้เห็นการพวยพุ่งของพลาสมาบนผิวดวงอาทิตย์ ซึ่งตรงแกนกลางมีอุณหภูมิสูงถึง 20 ล้านเซลเซียส (apod.nasa.gov/apod/ap060807.html) |
|
จึงเห็นได้ว่าในธรรมชาตินั้น เรื่องของอนุภาคประจุไฟฟ้าที่มีพลังงานจลน์ กับเรื่องของพลาสมามีการผสานผูกพันกันอยู่อย่างแนบแน่น และดำรงอยู่มาคู่กับการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนโลกใบนี้ ............... ชีวิตดำรงอยู่ได้ด้วยพลังงานจากก้อนพลาสมายักษ์ที่เรียกว่าดวงอาทิตย์ที่ผลิตรังสีคอสมิคซึ่งมีส่วนทำให้เกิดการกลายพันธ์ในธรรมชาติ |
| ในชีวิตประจำวันของโลกยุคนี้ พวกเราใช้ลำอนุภาคกันอยู่แทบทุกวัน นั่นคือ ลำอนุภาคอิเล็กตรอนพลังงาน 25 keV ในหลอดภาพโทรทัศน์(ชนิด cathode ray tube) ซึ่งเป็นตัวการสำคัญที่ทำให้เม็ดสีบนจอภาพเกิดเรืองแสงให้เห็นเป็นสีแดง (610 nm) เขียว (510 - 525 nm)และน้ำเงิน (450 nm) จากปรากฏการณ์ Cathodoluminescence หรือในโรงพยาบาลขนาดใหญ่บางแห่ง เช่น โรงพยาบาลศิริราช หรือ โรงพยาบาลมหาราชนครเชียงใหม่ เป็นต้น ก็มีเครื่องเร่งอนุภาคอิเล็กตรอนพลังงานในเรือน 4-18 MeV ใช้ในการบำบัดรักษามะเร็งบางชนิด แต่บางโรงพยาบาลในสหรัฐอเมริกา แคนาดา หรือสวิตเซอร์แลนด์ ฯลฯ ก็ใช้วิธีการรักษามะเร็งของต่อมลูกหมาก นัยน์ตา หรือสมองด้วยลำอนุภาคโปรตอนพลังงานสูง |
 |
 |
| เครื่องเร่งอนุภาคอิเล็กตรอนเพื่อการบำบัดรักษามะเร็งของหน่วยรังสีรักษา ภาควิชารังสีวิทยา คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ซึ่งมีราคาเครื่องละ 60 ล้านบาท |
การบำบัดรักษามะเร็งดวงตาโดยใช้ลำอนุภาคโปรตอนพลังงาน 20 - 500 MeV ที่ผลิตจากเครื่องเร่งอนุภาคไซโคลตรอนของศูนย์วิจัยแห่งชาติ TRIUMF ประเทศแคนาดา (http://www.triumf.info/public/tech_transfer/treatment.php) |
|
 |
|
ระบบ E-beam Sterilization สำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์ (www.devicelink.com/mpb/archive/97/07/002.html) |
|
ส่วนอุปกรณ์ทางการแพทย์ เช่น เสื้อกาวน์ผ่าตัด , ถุงมือ , เข็ม, ไหม , ไตเทียม ฯลฯ ก็ใช้วิธีการฆ่าเชื้อด้วยลำอนุภาคอิเล็กตรอนพลังงานในเรือน 1.5-4.5 MeV ด้วย (นอกเหนือจากการใช้รังสีแกมมาของโคบอลต์-60) ซึ่งมีบริษัทเอกชนที่ให้บริการในเรื่องนี้อย่างเป็นทางการแล้วเช่น Sterigenics International Inc. หรือ Isotron เป็นต้น แต่ในวงการเซมิคอนดัคเตอร์ และหัวอ่าน/เขียน ของฮาร์ดดิสก์ มีวิธีมาตรฐานในการทำความสะอาดแผ่นซิลิกอนเวเฟอร์ ที่เรียกว่า เทคนิค Ion Beam Milling คือใช้ลำไอออนอาร์กอน พลังงานในเรือน keV ระดมยิงเพื่อกระเทาะลอกผิวหน้าชั้นบางๆ ออกโดยเป็นกระบวนการที่มีความสะอาดสูงที่ไม่ก่อให้เกิดมลทินปนเปื้อน |
| ที่กล่าวมานี้ คือ ตัวอย่างเพียงส่วนน้อยของการนำลำอนุภาค/ไอออนมาใช้ประโยชน์ เพื่อเพิ่มคุณภาพชีวิตและความก้าวหน้าของมนุษย์ชาติที่กำลังดำเนินการอยู่อย่างเป็นกิจวัตรปกติ |
| ในกรณีของพลาสมาก็ไม่ยิ่งหย่อนไปกว่ากันเพราะมีการใช้สอยกันอยู่อย่างเป็นกิจวัตรประจำวันเช่นกัน ซึ่งที่ใกล้ตัวที่สุดก็คือ พลาสมาในหลอดไฟฟลูออร์เรสเซนต์ ที่ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อเป็นแหล่งกำเนิดของอนุภาคอิเล็กตรอนและไอออนอิสระ เพื่อใช้เป็นตัวกระตุ้นอะตอมของปรอทให้ปล่อยรังสี UV ให้ไปกระตุ้นสารเรืองแสงที่ฉาบอยู่ด้านในของหลอดแก้วให้เปลงแสง แต่ที่กำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เพราะสามารถทำจอภาพขนาดใหญ่มากได้โดยที่มีรูปร่างแบนบางและเบาจนสามารถแขวนข้างฝาได้ ก็คือ พลาสมาTV ที่ใช้ประโยชน์จากสภาพพลาสมาของก๊าซซีนอน (Xenon) ขนาดจิ๋วที่มีปริมาตรในระดับ 0.004 ลูกบาศก์มิลลิเมตร (ต่อ 1 sub-pixel) ส่วนพลาสมาที่มีขนาดใหญ่ขึ้นมาในระดับครึ่งลูกบาศก์เซนติเมตรและมีความเข้มสูงเช่นพลาสมาของก๊าซอาร์กอนหรือฮีเลี่ยมก็ถูกทำออกมาเป็นเครื่อง Plasma Arc Welding (PAW) เพื่อใช้ในการเชื่อมโลหะสำหรับงานที่ต้องการคุณภาพสูง |
 |
 |
| ภาพวาดแสดงกระบวนการสร้างจุดแสงสีเขียวจากหลุม cavity หนึ่งของจอพลาสมาTV (sanjayk.ram.googlepages.com/pdp) |
Plasma Arc Welding (www.pro-fusiononline.com/welding/plasma.htm) |
|
ส่วนพลาสมาขนาดใหญ่ที่มีปริมาตรระดับหลายร้อยลูกบาศก์เมตร ก็อาจจะเป็นทางออกของวิกฤติการณ์พลังงานและสภาวะโลกร้อน เพราะโครงการ ITER ( International Thermonuclear Experimental Reactor) ที่เป็นโครงการนานาชาติมูลค่ากว่า 2 แสนล้านบาท(เฉพาะค่าก่อสร้างเท่านั้น) ได้เริ่มต้นขึ้นแล้วตั้งแต่เมื่อตอนต้นปีพ.ศ. 2551 เพื่อพยายามพัฒนาสร้างและควบคุมเตาปฏิกรณ์ TOKAMAK ที่ใช้สร้างพลาสมาของก๊าซดิวทีเรียมผสมก๊าซตริเตียม เพื่อชักนำให้เกิดปฏิกิริยาดี-ทีนิวเคลียร์ฟิวชัน (d-T nuclear fusion) คล้ายที่กำลังเกิดอยู่ในดวงอาทิตย์ เพื่อนำพลังงาน [ที่มีเชื้อเพลิงมากกว่า ถูกกว่า และสะอาดกว่าปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิสชัน (nuclear fission) ที่ใช้ยูเรเนียม-235 เป็นเชื้อเพลิง] มาใช้ผลิตไฟฟ้า |
 |
|
ภาพวาดเตาปฏิกรณ์ TOKAMAK ของโครงการ ITER ที่จะสร้างขึ้นที่เมือง Cadarache ทางตอนใต้ของประเทศฝรั่งเศส ซึ่งคาดว่าจะสร้างเสร็จในปีพ.ศ. 2559 ห้องกักเก็บพลาสมาของ ITER จะมีขนาด 840 ลูกบาศก์เมตร ซึ่งจะเป็นที่อยู่ของพลาสมาที่มีอุณหภูมิสูงประมาณ 150 ล้านเซลเซียส: (http://www.mofa.go.jp/policy/s_tech/iter/image/what_02.jpg) |
|
องค์ความรู้ทางฟิสิกส์และเทคโนโลยีของลำอนุภาคและพลาสมาจึงมีคุณค่าทางวิชาการสูง ที่ให้ทั้งผลประโยชน์ทางธุรกิจ และจะเป็นหนทางรอดของโลกอนาคต |
|
|
|
