รังสีกับมนุษย์

นักเรียนได้ศึกษาแล้วว่า  นิวเคลียสของธาตุกัมมันตรังสีบางชนิดสามารถแผ่รังสีได้  บางคนอาจได้รับรังสีจากการตรวจวินิจฉัยทางการแพทย์หรือการรักษาโรคบางอย่าง  นักเรียนคิดว่าสิ่งแวดล้อมรอบตัวเรามีรังสีหรือไม่

กิจกรรมสาธิต  4.1  รังสีในสิ่งแวดล้อม


ภาพเครื่องตรวจรังสี

นำเครื่องตรวจรังสีที่พร้อมใช้งาน  ไปวางในห้องปฏิบัติการในช่วงเช้าก่อนเปิดใช้  ถ้ามีเสียงดังขึ้นแสดงว่ามีรังสีเข้ามาในห้อง  หัววัดรังสี  นับและบันทึกจำนวนครั้งที่เสียงดังขึ้นเป็นเวลา  5  นาที  ทำซ้ำ  แต่เปลี่ยนสถานที่ตรวจรังสีเป็นบริเวณกลางแจ้งตามที่ต่างๆ  ที่นักเรียนสนใจ
–  รังสีที่วัดได้จากสถานที่ทั้งสองแห่ง  เท่ากันหรือไม่  และรังสีเหล่านั้นมาจากไหน

ในสิ่งแวดล้อมมีรังสีตามธรรมชาติ  รังสีเหล่านี้ได้แก่  รังสีคอสมิกจากอวกาศ  และรังสีจากเรดอนซึ่งเป็นธาตุกัมมันตรังสีที่มีอยู่ในอากาศ  หิน  ดิน และต้นไม้  นอกจากนี้ยังมีรังสีจากสิ่งประดิษฐ์และกิจกรรมของมนุษย์เช่น    การทดลองทางนิวเคลียร์   อุตสาหกรรมนิวเคลียร์  การตรวจและรักาโรคด้วยรังสี  รวมทั้งอาหารและเครื่องดื่ม  รังสีจึงเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งแวดล้อม  ที่ทุกคนได้รับตลอดเวลา  และหลีกเลี่ยงไม่ได้  รังสีเหล่านี้เรียกว่า  รังสีพื้นฐาน   (background  radiation)  ซึ่งโดยทั่วไปแล้วมีปริมาณไม่มากและไม่เป็นอันตรายต่อร่างกาย

หน่วยวัดรังสี
ปริมาณรังสีที่บุคคลได้รับมีหน่วยซีเวิร์ต  (sievert  แทนด้วยสัญลักษณ์  Sv)  หน่วยเดิมคือ  เรม  (rem)
โดย  1 Sv  =  100  rem
ปริมาณรังสีที่ประชาชนทั่วไปได้รับจากแหล่งกำเนิดรังสีทุกแหล่งรวมกันต้องไม่เกิน  1  มิลิซีเวิร์ตต่อปี  สำหรับผู้ทำงานเกี่ยวกับรังสี  ต้องไม่เกิน  20  มิลลิซีเวิร์ตต่อไป
ข้อมูลจากเอกสารเผยแพร่  “ปฏิบัติงานอย่างไร…???…กับรังสี”  จัดทำโดย  ฝ่ายพัฒนาการป้องกันอันตรายจากรังสีกองสุขภาพ  สำนักงานปรมาณูเพื่อสันติ 

                   ในแต่ละปีเราได้รับรังสีพื้นฐานประมาณเท่าใด
ปริมาณรังสีที่แต่ละบุคคลอาจได้รับในหนึ่งปีขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่าง  ดังตาราง 4.3

ตาราง 4.3  ปริมาณรังสีที่แต่ละบุคคลอาจได้รับในหนึ่งปี  (โดยประมาณ)

องค์ประกอบ แหล่งกำเนิดรังสี ปริมาณรังสีที่ได้รับ
1. แหล่งที่อยู่อาศัย 1.รังสีคอสมิกจากอวกาศที่ระดับน้ำทะเล
(ทุกควมสูง  300 เมตร  จะได้รับรังสีเพิ่มขึ้น  0.03 mSv)
2.  หินและดิน
3.  บ้านที่สร้างด้วยซีเมนต์หรืออิฐ
0.26  mSv

0.30  mSv
0.07  mSv

2.สิ่งที่เข้าสู่ร่างกาย 1.  อาหารและน้ำดื่ม
2.  อากาศที่หายใจ
0.03  mSv
2.0  mSv
3.  การดำเนินชีวิตประจำวัน 1.  โทรทัศน์
2.  จอคอมพิวเตอร์
3.  ฝุ่นกัมมันตรังสีในอากาศ
4.  การเดินทางโดยเครื่องบิน
0.01  mSv
0.01  mSv
0.01  mSv
0.005  mSv/h
4.  การตรวจรักษาทางการแพทย์ เอกซ์เรย์ต่อครั้งเช่น
1.ทรวงอก
2.มือ  แขน  ขา  ฟัน
3.  กะโหลกศีรษะ / คอ
4.  กระดูกเชิงกราน  / ตะโพก
เอกซ์เรย์คอมพิวเตอร์ต่อครั้ง เช่น 
1.  ศีรษะหรือร่างกาย
2.  เภสัชกรรมรังสีหรือไทรอยด์
0.06  mSv
0.01  mSv
0.20  mSv
0.65  mSv

1.1  mSv
0.14  mSv

หมายเหตุ  ข้อมูลในตารางดัดแปลงจากรายงายของสภาการวัดแลป้องกันกันรังสีแห่งชาติ  (National  Council  on  Radiation  Protection  and  Measurement)  ของสหรัฐอเมริกา  ปี  ค.ศ.  1987  และ  ค.ศ.  1989  สำหรับประเทศไทยปริมาณรังสีที่ได้รับอาจแตกต่างไปจากนี้

–  จากตาราง 4.3  หาปริมาณรังสีที่นักเรียนได้รับในหนึ่งปี  ปริมาณรังสีที่คำนวณได้มีค่ามากหรือน้อยกว่า  5  มิลลิซีเวิร์ตต่อปี
–  ถ้ามนุษย์ได้รับรังสีมาก  จะมีผลต่อร่างกายอย่างไร

รังสีที่มนุษย์ได้รับจากสิ่งแวดล้อมมีปริมาณน้อยมากจึงไม่มีผลใดๆต่อร่างกาย  แต่ถ้าร่างกายดั้บปริมาณรังสีระดับสูงมาก   อาการผิดปกติก็อาจเกิดทางร่างกายจนเป็นอันตรายต่อชีวิต  อันตรายนี้เป็นผลสืบเนื่องมาจากสมบัติของรังสีที่ทำให้สารที่รังสีผ่านแตกตัวเป็นไอออน  กล่าวคือเมื่อร่างกายได้รับรังสี  เนื้อเยื่อร่างกายจะดูดกลืนพลังงานของรังสีทำให้เซลล์ต่างๆถูกทำลาย  นอกจากนี้รังสียังอาจทำให้เกิดโรคเช่น  มะเร็ง  และมีผลทางพันธุกรรมซึ่งจะถ่ายทอดไปยังรุ่นลูกหลาน  อย่างไรก็ตาม  รังสีจะไม่ตกค้างอยู่ในร่างกายหรืออาหารที่อาบรังสี


ภาพ 4.11  บาดแผลที่เกิดจากการได้รับรังสีปริมาณสูงมาก


ภาพ 4.12  สัญลักษณ์สากลที่แสดงว่าบริเวณนั้นมีรังสี


ภาพ 4.13  ภาชนะที่มีเครื่องหมายรังสี

–  ถ้านักเรียนพบกล่องหรือภาชนะที่มีเครื่องหมายดังภาพ 4.12  ควรปฏิบัติอย่างไร

ถ้าสารกัมมันตรังสีเข้าสู่ร่างกาย  อันตรายจากรังสีจะเพิ่มมากขึ้น  โดยเฉพาะสารกัมมันตรังสีที่อยู่ในสภาพแก๊สหรือผง  ซึ่งจะเข้าสู่ร่างกายง่าย  โดยการหายใจหรือรับประทาน  เมื่อสารกัมมันตรังสีเข้าไปแล้ว  จะอยุ่ในร่างกายเป็นเวลานานเนื้อเยื่อในร่างกายจะดูดกลืนพลังงานจากรังสีตลอดเวลา  ทำให้ร่างกายเป็นอันตรายได้มากกว่าการได้รับรังสีจากภายนอกร่างกาย

นักเรียนทราบหรือไม่ว่า  ถ้าต้องอยู่ใกล้แหล่งกำเนิดรังสีจะมีวิธีป้องกันอันตรายจากรังสีอย่างไร

กิจกรรม  4.2  สืบค้นข้อมูลเรื่องสารกัมมันตรังสีกับมนุษย์
สืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับการใช้สารกัมมันตรังสีกับมนุษย์ในด้านต่างๆผลของรังสีต่อร่างกายแลการป้องกัน

ผู้ที่ทำงานเกี่ยวข้องกับรังสีประจำ  ต้องมีการป้องกันอันตรายจากรังสีที่เหมาะสม  ได้แก่การติดแผ่นฟิล์มและทำงานให้เสร็จในเวลาอันรวดเร็ว   อยู่ห่างจากต้นกำเนิดรังสีในระยะที่เหมาะสม  ใช้เครื่องกำบังรังสีเพื่อลดปริมาณรังสีที่จะเข้าสู่ร่างกายและป้องกันไม่ให้สารกัมมันตรังสีเข้าสู่ร่างกายทางปาก  ทางกายหายใจ  ทางผิวหนังและบาดแผล

ฟิล์มวัดรังสี

ฟิล์มวัดรังสีเป็นอุปกรณ์วัดปริมาณรังสีที่ผู้ทำงานเกี่ยวกับรังสีแต่ละคนได้รับ  ความดำของฟิล์มีนำไปล้างจะบอกปริมาณรังสีที่บุคคลนั้นได้รับถ้าได้รับปริมาณรังสีเกินกำหนด  ต้องหยุดทำงานนั้นทันที

การกำจัดกากกัมมันตรังสี
ปัจจุบันมนุษย์นำเทคโนโลยีนิวเคลียร์มาใช้ให้เป็นประโยชน์ในด้านต่างๆมากมาย  กิจกรรมเหล่านี้ทำให้เกิดของเสียที่ปนเปื้อนด้วยสารกัมมันตรังสี  ถ้าปริมาณรังสีอยู่ในระดับที่สูงเกินกว่าเกณฑ์ซึ่งกำหนดว่าเป็นระดับอันตรายและวัสดุนั้นไม่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้เรียกว่า กากกัมมันตรังสี    (radioactive  waste)  ซึ่งแบ่งได้  3  ชนิดตามปริมาณรังสี  คือ  กากกัมมันตรังสีระดับสูง  ระดับกลาง  และระดับต่ำ

การจัดการกับกากกัมมันตรังทำได้หลายวิธี  กรณีที่เป็นของเหลวอาจใช้วิธีการตกตะกอน  การกลั่น  ส่วนที่เป็นของแข็งอาจใช้วิธีเผาทำลาย  หรือนำมาแปรสภาพ  และตรึงให้แน่นด้วยเนื้อสารที่คงทนต่อการเปลี่ยนแปลง  เช่น  ซีเมนต์  ซิลิกาและแก้ว  แล้วหาสถานที่เก็บชั่วคราวก่อนนำไปกำจัดถาวร  โดยถ้าเป็นกากกัมมันตรังสีระดับต่ำและระดับกลางจะใช้วิธีฝังดินตื้น  ดดยสภาพพื้นที่จะต้องไม่เป็นที่ลุ่ม  ไม่มีประวัติแผ่นดินไหวและภูเขาไฟระเบิด  และน้ำใต้ดินลึกมากกว่า  10  เมตร  ถ้าเป็นกากกัมมันตรังสีระดับสูงจะใช้วิธีฝังชั้นในธรณีลึกและมั่นคง  โดยสภาพพื้นที่จะต้องมีชั้นหินอัคนี  หินแปร  หรือหินชนวน  อยู่ที่ระดับความลึกเหมาะสม

พลังงานนิวเคลียร์


ภาพ 4.14  แรงนิวเคลียร์

นักเรียนทราบแล้วว่า  นิวเคลียสประกอบด้วยอนุภาคสองชนิด  คือโปรตอนและนิวตรอน  นิวตรอนไม่มีประจุไฟฟ้า  ส่วนโปรตอนมีประจุไฟฟ้าบวก  จึงมีแรงผลักทางไฟฟ้าระหว่างโปรตอน  แต่เหตุใดโปรตอนและโปรตอน  หรือโปรตอนและนิวตอน  จึงสามารถอยู่รวมกันเป็นนิวเคลียสได้

การที่โปรตอนและนิวตรอนอยู่รวมกัน  เป็นนิวเคลียสได้  แสดงว่ามีแรงอีกชนิดหนึ่งที่เป็นแรงดึงดูดที่มีค่ามากกว่าแรงผลักทางไฟฟ้า  ยึดอนุภาคเหล่านี้ในนิวเคลียสไว้  แรงนี้เรียกว่า  แรงนิวเคลียร์  (nuclear  force)  แรงนิวเคลียร์เป็นแรงที่กระทำระหว่างอนุภาคที่อยู่ใกล้กันในนิวเคลียสเท่านั้นดังภาพ 4.14  เนื่องจากนิวเคลียสมีความหนาแน่นประมาณ   1018   กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร  ตัวเลขนี้แสดงว่าโปรตรอนและนิวตรอนในนิวเคลียสอยู่อัดกันแน่นมาก  ดังนั้นรแงนิวเคลียร์จึงมีค่ามหาศาล

การที่อนุภาคในนิวเคลียสอยู่กันแน่นมากนิวเคลียสจะแตกตัวหรือรวมกันได้หรือไม่

นักวิทยาศาสตร์พบว่า  เมื่อยิงอนุภาคที่มีมวลน้อยๆ  เช่น  นิวตรอนไปยังนิวเคลียสของธาตุที่มีเลขมวลมากๆเช่น  ยูเรเนียมจะทำให้นิวเคลียสแยกเป็นนิวเคลียสใหม่สองนิวเคลียสที่มีเลขมวลลดลง  ปฏิกิริยาที่นิวเคลียสของธาตุที่มีเลขมวลมากแตกตัว  เรียกว่า  ฟิชชัน   (fission)


ภาพ 4.15  ฟิชชัน


ภาพ  4.16  ปฏิกิริยาลูกโซ่

จากภาพ  4.16  เมื่อนิวเคลียสของยูเรีเนียม-235  ถูกยิงด้วยนิวตรอน  ขะแตกออกเป็นสองนิวเคลียสที่มีเลขมวลลดลง  เช่น  แบเรียม-141 และคริปตรอน-92  และนิวตรอนใหม่  3 ตัว  นิวตรอนที่เกิดใหม่จะพุ่งไปชนยิวเคลียสของยูเรีเนียม-235  ที่อยู่ใกล้เคียงทำให้เกิดฟิชชันขึ้นอีก  นิวตรอนจากปฏิกิริยาฟิชชันที่สองนี้จะไปทำให้เกิดฟิชชันที่สาม  ต่อไปเรื่อยๆ  เป็นผลให้มีการแตกตัวอย่างต่อเนื่องเรียกว่า  ปฏิกิริยาลูกโซ่(chain  reaction) การแตกตัวของนิวเคลียสในแต่ละครั้งจะมีพลังงานที่ถูกปล่อยออกมาเรียกว่า  พลังงานนิวเคลียร์   (nuclear  energy)


ภาพ  4.17  อัลเบิร์ต  ไอน์สไตน์
Albert  Einstein (พ.ศ.  2422-2498)  นักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน-สวิสเกิดในเยอรมัน  มีผลงานที่สำคัญทางฟิสิกส์หลายอย่าง
เช่น  ทฤษฏีสัมพัทธภาพ  เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี  พ.ศ.  2464


ภาพ  4.18  เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เครื่องแรกของโลก

จากการศึกษาพบว่า  ก่อนเกิดฟิชชัน  มวลรวมระหว่างยูเรเนียม-235   และนิวตรอน 1 ตัว  มีค่ามากกว่ามวลรวมของแบเรียม-141  คริปตอน-92  และนิวตรอน 3  ตัว  หลังเกิดฟิชชัน  ซึ่งมวลที่หายไปนี้จะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานตามความสัมพันธ์ระหว่างมวล  m  และพลังงาน  E  ของไอน์สไตน์ที่ว่า  E = mc2   เมื่อ  c  เป็นอัตราเร็วของแสงผลการคำนวณพบว่า  การเกิดฟิชชันแต่ละครั้งจะได้พลังงานประมาณ  170  เมกะอิเล็กตรอนโวลต์หรือ  2.7 X 10-11   จูล  ดังนั้นฟิชชันที่เกิดต่อเนื่องจะทำให้ปฏิกิริยาลูกโซ่มีพลังงานมหาศาลเช่นเดียวกับกรณีระบิดปรมาณู

ในปี ค.ศ.  1942  เฟร์มี  (Enrico  Fermi)  เป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรกที่สามารถควบคุมปฏิกิริยาลูกโซ่ได้โดยใช้  เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์  (nuclear  reactor)  ทำให้มนุษย์สามารถนำพลังงานนิวเคลียร์ไปใช้ในทางสันติได้

มนุษย์นำพลังงานนิวเคลียร์จากฟิชชันไปใช้ประโยชน์อะไรบ้าง


ภาพ 4.19  การระเบิดของระเบิดปรมาณู

มนุษย์นำพลังงานนิวเคลียร์ไปใช้ประโยชน์หลายอย่าง  ที่สำคัญที่สุดคือใช้ผลิตพลังงานไฟฟ้า  โรงไฟฟ้าทั่วไปใช้พลังงานความร้อนจากเชื้อเพลิงฟอสซิล  (fossil  fuel)  อันได้แก่  ถ่านหิน  น้ำมันหรือแก๊สธรรมชาติ  เพื่อไปต้มน้ำให้เป็นไอน้ำร้อน  เพื่อหมุนกังหันไอน้ำของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้า  แต่พลังงานความร้อนที่ใช้ผลิตไอน้ำร้อนใน  โรงไฟฟ้านิวเคลียร์  (nuclear  power  plant)  ได้จากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์  (nuclear  fuel)  เช่น  ยูเรีเนียม  ซึ่งมีหลักการทำงานโดยย่อดังในภาพ  4.20


ภาพ 4.20  การผลิตพลังงานไฟฟ้าจากพลังงานนิวเคลียร์


ภาพ 4.21  เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

ส่วนประกอบหลักของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์คือ  เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์  ซึ่งประกอบด้วยส่วนสำคัญ  ดังภาพ  4.21

การผลิตพลังงานไฟฟ้าด้วยพลังงานนิวเคลียร์มีแพร่หลายในสหรัฐอเมริกา  และหลายประเทศในยุโรปและเอเชีย  เช่น  อังกฤษ  ฝรังเศส  รัสเซีย  ญี่ปุ่น  เกาหลี และจีน  และมีแนวโน้มจะมีมากขึ้นในอีกหลายประเทศ  เพราะต้นทุนการผลิตต่ำเมื่อคิดในระยะยาวและถือว่าเป็นเชื้อเพลิงสะอาด  ประกอบกับเชื้อเพลิงหลักคือ  น้ำมัน  ถ่านหินและแก๊สในธรรมชาติมีปริมาณลดลง  และจะหมดไปในอนาคต

มีการนำพลังงานนิวเคลียร์ไปใช้ขับเคลื่อนเรือเดินสมุทรเพื่อขนส่งสินค้าระหว่างทวีป  และใช้กลั่นน้ำทะเลให้เป็นน้ำจืดโดยใช้พลังงานความร้อนจากเครื่องฏิกรณ์นิวเคลียร์มาต้มน้ำทะเลให้กลายเป็นไอ  แล้วแยกไอน้ำไปทำเป็นน้ำจืดต่อไป


ภาพ 4.22  เรือตัดน้ำแข็งที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์


ภาพ 4.23  โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชอร์โนบิลหลังการเกิดอุบัติเหตุ

–  นักเรียนคิดว่าพลังงานนิวเคลียร์ยังใช้ประโยชน์อะไรได้อีก  นอกเหนือจากที่กล่าวมาแล้ว

เนื่องจากมีรังสีที่เป็นอันตรายเกิดขึ้นจากฟิชชันเพิ่มเติมจากพลังงานนิวเคลียร์ด้วย  การควบคุมเครื่องปฏิกรณืนิวเคลียร์จึงต้องมีการวางแผนและปฏิบัติงานอย่างรัดกุมเพื่อไม่ให้เกิดอุบัติเหตุ  เพราะถ้าเกิดอุบัติเหตุขึ้น  จะทำให้เกิดความเสียหายอย่างมหาศาล  เช่นอุบัติเหตุที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชอร์โนบิลของสหภาพโซเวียต  (ชื่อเดิมสมัยนั้น)  เมื่อพ.ศ.  2528  หลังการเกิดอุบัติเหตุ  พบว่าสิ่งมีชีวิตมีการเปลี่ยนแปลงมาก  และระบบนิเวศก็ถูกรกะทบกระเทือนเป็นบิรเวณกว้าง

กิจกรรม  4.3  การใช้พลังงานนิวเคลียร์ในทางสันติ
1.  สืบค้นข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการใช้พลังงานนิวเคลียร์ในทางสันติ
2.  ระดมความคิดในการอภิปรายว่า  ถ้ามีโครงการสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในประเทศไทย  นักเรียนจะเห็นด้วยหรือไม่  ให้สืบค้นข้อมูลเพื่อหาเหตุผลทางวิทยาศาสตร์สมสนับสุนความคิดเห็นของตนเอง

นักวิทยาศาสตร์สามารถทำให้นิวเคลียสของธาตุที่มีเลขมวลมากเกิดฟิชชันได้  ในทางกลับกัน  นักวิทยาศาสตร์ก็สามารถทำให้นิวเคลียสของธาตุที่มีเลขมวลน้อยสองนิวเคลียสรวมกันและมีพลังงานนิวเคลียร์ออกมาเช่นกัน  ปฏิกิริยาที่เกิดจากการหลอมรวมนิวเคลียสของธาตุที่มีเลขมวลน้อย  เรียกว่า  ฟิวชัน   (fusion)


ภาพ 4.24  ฟิวชัน


ภาพ  4.25  ดวงอาทิตย์แหล่งพลังงานสำคัญของโลก

นักวิทยาศาสตร์สามารถผลิตและควบคุมฟิวชันได้เช่นเดียวกับฟชชันหรือไม่

ในธรรมชาติฟิวชันเกิดในดาวฤกษ์  รวมทั้งดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดพลังงานที่สำคัญที่สุดของโลก  เพราะประกอบด้วยไฮโดรเจนซึ่งมีปริมาณมากที่สุดเนื่องจากที่แกนกลางของดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิสูงถึง  107   เคลวิน  ดังนั้นไฮโดรเจนจึงแตกตัวเป็นโปรตอนและอิเล็กตรอน  โปรตอนเหล่านี้จะหลอมรวมกันเป็นนิวเคลียสของฮีเลียมและปล่อยพลังงานนิวเคลียร์ออกมา  ปฏิกิริยานี้คือฟิวชั่นนั่นเอง  พบว่าพลังงานที่เกิดจากฟิวชันแต่ละครั้งมีค่าประมาณ  26  เมกะอิเล็กตรอนโวลต์หรือ  4.2 X 10-12   จูล  จากการคำนวฯพบว่า  การหลอมรวมกันของโปรตอน  1  กิโลกรัม  จะให้พลังงาน  6.3 X 1014   จูล

เนื่องจากฟิวชันให้พลังงานออกมาปริมาณมาก  และมีรังสีเกิดขึ้นเพียงเล็กน้อย  จึงไม่มีผลต่อสิ่งแวดล้อมและเชื้อเพลิงที่ใช้คือไฮโดรเจนซึ่งมีในน้ำที่มีปริมาณมากบนโลก  นักวิทยาศาสตร์จึงพยายามค้นคว้าวิจัยเพื่อนำพลังงานนิวเคลียร์จากฟิวชันมาใช้ประโยชน์

ในปัจจุบันฟิวชันจะเกิดได้ฌพาะในห้องปฏิบัติการโดยการหลอมรวมกันของนิวเคลียสของดิวเทอเรียมซึ่งเป็นไอโซโทปหนึ่งของไฮโดรเจน  โดยใช้อุปกรณที่เรียกว่า  เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชัน  (fusion  reactor)  แต่ยังไม่ประสบความสำเร็จในการทำให้ปฏิกิริยาเกิดอย่างต่อเนื่องนาน  ปัญหาสำคัญคือการควบคุมให้เกิดฟิวชันอย่างต่อเนื่อง  และแรงผลักระหว่างนิวเคลยีสมีค่ามากเกินไป  จนต้องเพิ่มพลังงานจลน์ของนิวเคลียสเพื่อเอาชนะแรงผลักดังกล่าว  ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้อุณหภูมสูงมากถึง  108   เคลวินหรือสูงกว่าอุณหภูมิที่ใจกลางของดวงอาทิตย์ถึง  10  เท่า  ณ  วันนี้  ฟิวชันจึงยังไม่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้  หากค้นพบวิธีการผลิตและควบคุมปฏิกิริยาฟิวชันได้  อาจจะนำไปสู่การแก้ปัญหาการขาดแคลนพลังงานของโลกในที่สุด


ภาพ 4.26  เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชัน

จากการศึกษาการเปลี่ยนแปลงภายนิวเคลยีสของอะตอมพบว่าแม้อะตอมจะมีขนาดเล็กมาก  แต่พลังงานในอะตอมีมากมายมหาศาล  รังสีและพลังงานที่ถูกปลดปล่อยออกมาจากนิวเคลียสที่ไม่เสถียรมีอยู่ในธรรมชาติรอบตัวเราเมื่อมนุษยย์เข้าใจปรากฏการณืนี้ดีขึ้น  จึงได้นำความรู้มาใช้ประโยชน์มากมาย  แม้รังสีจะมีอันตราย  แต่หากมีความรู้ความเข้าใจ  จะสามารถนำรังสีและพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ให้เกิดประโยชน์ได้อย่างปลอดภัย