รูปที่ 1: ไม่เพียงแค่ประเทศที่มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เท่านั้นที่ต้องการข้อมูลนิวเคลียร์ ประเทศที่อิมีการใช้รังสีในรูปแบบใดๆ ก็มีความต้องการข้อมูลนิวเคลียร์ที่ถูกต้อง
สสารทุกอย่างประกอบไปด้วยอะตอม นิวเคลียสคือใจกลางอะตอม มีความหนาแน่นสูง ปฏิกิริยานิวเคลียร์เป็นกระบวนการที่นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียส ซึ่งมีปฏิกิริยาได้หลายรูปแบบ ขึ้นอยู่กับชนิดของสิ่งที่มาทำปฏิกิริยากัน เช่น รังสีนิวตรอน กับ นิวเคลียสของยูเรเนียม หรือ รังสีอัลฟา กับ นิวเคลียสของเบริลเลียม และ ระดับพลังงานของอนุภาคเหล่านี้ เมื่อการทดลองใดๆ ได้ทำการเก็บข้อมูล มีการตีพิมพ์ในวารสารหรือรายงานต่างๆ แล้ว ข้อมูลเหล่านี้ ก็จะสามารถถูกรวบรวมไว้ด้วยกัน ไว้ใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับงานวิจัยเชิงนิวเคลียร์อื่นๆในอนาคตได้ การเก็บข้อมูลนี้เป็นสิ่งสำคัญกับวิทยาศาสตร์ทุกแขนง วิทยาศาสตร์นิวเคลียร์ก็เช่นเดียวกัน
ยกตัวอย่าง เมื่อนักวิจัยต้องการทำการคำนวณเพื่อออกแบบการจัดเรียงเชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ หรือสร้างวัสดุกำบังรังสีเพื่อใช้ในโรงพยาบาล สิ่งที่สำคัญ คือค่าโอกาส หรือภาคตัดขวางในการทำปฏิกิริยา (cross section) ของคู่รังสี-วัตถุ ว่าที่พลังงานเท่านี้ มีโอกาสที่นิวตรอนจะถูกดูดกลืนเท่าไหร่ หรือรังสีแกมมาจะถูกลดทอนลงกี่เปอร์เซนต์ เป็นต้น นอกจากนี้ข้อมูลเกี่ยวกับการสลายตัวของไอโซโทปรังสี และพลังงานที่ส่งออกมาของรังสีประเภทต่างๆ ก็เป็นสิ่งที่สำคัญไม่แพ้กัน ซึ่งสิ่งเหล่านี้ นักวิจัยต้องพึ่งข้อมูลที่นักวิจัยรุ่นก่อน หรือกลุ่มอื่นได้ทำเอาไว้
องค์การหลักที่ทำหน้าที่รวบรวมข้อมูลนิวเคลียร์ คือ ฝ่ายข้อมูลนิวเคลียร์ (Nuclear Data Section) ของ ทบวงการพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (International Atomic Energy Agency, IAEA) โดยมี partners เช่น National Nuclear Data Center ที่ Brookhaven National Lab (BNL) สหรัฐอเมริกา Nuclear Energy Agency (NEA) ของ OECD ที่ตั้งอยู่ที่ฝรั่งเศส และ Russian Nuclear Data Center (Center Jadernykh Dannykh-CJD) ที่รัสเซีย ซึ่งหน่วยงานเหล่านี้ เป็นกำลังสำคัญในการผลักดันในข้อมูลทางนิวเคลียร์มีการเก็บรวบรวมไว้ อย่างเป็นระเบียบ มีมาตรฐาน และ ค้นคว้าได้สะดวก เนื่องจากข้อมูลเหล่านี้มีความสำคัญสูง จึงมีการทำ server สำรองไว้ด้วย โดยปัจจุบัน server สำรอง ตั้งอยู่ที่ประเทศอินเดีย (Bhabha Atomic Research Centre, BARC) และ บราซิล (IPEN) โดยข้อมูลเหล่านี้ นักวิจัยสามารถเข้าค้นหาได้โดยไม่มีค่าใช้จ่าย แต่ซอพท์แวร์ และ computer codes บางตัวจะมีลิขสิทธิ์ที่ต้องจัดซื้อ ก่อนที่จะใช้ได้
ตัวอย่างข้อมูลที่ได้รับความสนใจสูงในโลกปัจจุับัน คือโอกาสการเกิดฟิชชั่นโดยใช้นิวตรอนเหนี่ยวนำ ตลอดช่วงพลังงานของนิวตรอน ซึ่งข้อมูลนิวเคลียร์ด้านนี้ จะมีประโยชน์ต่อการประเมินค่า criticality และการคำนวณความปลอดภัย สำหรับเครื่องปฏิกรณ์ทั้งรุ่นใหม่และเก่า หรือข้อมูลเกี่ยวกับการผลิตต้นกำเนิดรังสีทางการแพทย์ตัวใหม่ๆ เพื่อเพิ่มตัวเลือก
ตัวอย่างฐานข้อมูลที่สำคัญสูง (ใช้อย่างกว้างขวาง) ได้แก่ EXFOR (Experimental Nuclear Reaction Data) ซึ่งเก็บข้อมูลการทดลองทางนิวเคลียร์ต่างๆ โดยปกติแล้ว ฐานข้อมูลนี้มีการปรับปรุงให้ทันสมัยทุกๆเดือน และ ENDF (Evaluated Nuclear Data File) ซึ่งรวบรวมข้อมูล cross section ต่างๆ ที่ถูกประเมิน ปริมาณผลิตผลฟิชชั่น การแผ่กระจายเชิงมุม โดยเน้นปฏิกิริยาที่ถูกนำพาโดยนิวตรอน โดยข้อมูลใน Evaluated Library นี้ จะนำมาจากการวิเคราะห์แต่ละแหล่งข้อมูล และหาค่าเฉลี่ย รวมถึงนำแบบจำลองทางนิวเคลียร์มาเสริมในการคำนวณ เพื่อให้มีข้อมูลที่ครอบคลุม โดยข้อมูลทั้งทางทดลองและทฤษฎีต่างๆ ที่ถูกนำมารวบรวมนี้ นำมาจากวารสารทางวิทยาศาสตร์ทั้งเก่าและใหม่ โดยทั้งรูปแบบที่เป็น electronic และ paper
REFERENCE (J,NSE,143,(1),86,200301)
(J,CNDP,27,1,200206) Same contents
AUTHOR (GUOHUI ZHANG,GUOYOU TANG,JINXIANG CHEN,ZHAOMIN SHI,
ZEMIN CHEN,YU.M.GLEDENOV,M.SEDYSHEVA,G.KHUUKENKHUU)
TITLE Differential cross section measurement for the
Li-6(n,t)He-4 reaction
FACILITY (VDG,3CPRBJG) 4.5 MV Van de Graaff at Beijing
University.
INC-SOURCE (P-T)
SAMPLE Material LiF with Li-6 abundance of 91.24% was
evaporated on tungsten backing. The area and thickness
of sample were 15.90 cm2 and 0.2283 mg/cm2.
Evaluated Nuclear Data File ซึ่งเป็นรูปแบบมาตรฐานของการประยุกต์ใช้ในเทคโนโลยีนิวเคลียร์ ประกอบด้วยส่วนหลักๆ คือ ชนิดของวัสดุ ประเภทของข้อมูล (เช่น การกระจายของพลังงาน การกระจายของมุม) และ ประเภทและค่าของ cross section (สามารถแบ่งย่อยได้อีก เป็นปฏิกิริยาการกระเจิง ปฏิกิริยาดูดจับแล้วปล่อยรังสีแกมมา เป็นต้น)
เอกสารที่ฝ่ายข้อมูลนิวเคลียร์รวบรวม นอกจากจะเป็นข้อมูลเกี่ยวกับปฏิกิริยานิวเคลียร์แล้ว ก็ยังมี เอกสารที่มีความสำคัญอื่นๆ ซึ่งอยู่ในสามรูปแบบ เอกสารทางเทคนิค (technical documents) รายงานของฝ่ายข้อมูลนิวเคลียร์ (Nuclear Data Section reports) และรายงานที่มาจากคณะกรรมการข้อมูลนิวเคลียร์นานาชาติ (INDC reports) โดยคณะ INDC นี้มีหน้าที่ให้คำแนะนำกับฝ่ายข้อมูลนิวเคลียร์ เพื่อให้การจัดทำฐานข้อมูลมีประสิทธิภาพสูงขึ้น และแจ้งความต้องการของประเทศต่างๆ แจงตามลำดับความสำคัญ (priority) เพื่อให้เป็นไปตามวัตถุประสงค์ยิ่งขึ้น คณะกรรมการนี้จะประกอบไปด้วยผู้แทนจากประเทศต่างๆ ราว 20 ประเทศ โดยส่วนใหญ่จะเป็นประเทศกลุ่ม OECD ซึ่งมีการใช้นิวเคลียร์ในปริมาณที่สูง (ทั้งการเก็บข้อมูล และการใช้ข้อมุล) เช่น สหรัฐอเมริกา เยอรมัน ฝรั่งเศส รัสเซีย ญี่ปุ่น โดยไทยนับเป็นหนึ่งในสมาชิกกลุ่มประเทศ Southeast Asia ซึ่งมีตัวแทน 1 คน ผลัดเวียนไปทีละประเทศ
การรวบรวมข้อมูล (compilation) จะทำผ่านการประสานงานระหว่างฝ่ายข้อมูลนิวเคลียร์ กับ ศูนย์ข้อมูลปฏิกิริยานิวเคลียร์ (Nuclear Reaction Data Centres, NRDC) และศูนย์ข้อมูลโครงสร้างนิวเคลียร์ (Nuclear Structure and Decay Data Centres, NSDD) ที่มีตั้งอยู่ในประเทศต่างๆ โดยจะมีการจัดประชุมทุกๆปี
กิจกรรมที่เกี่ยวกับการพัฒนาฐานข้อมูลนิวเคลียร์ มีอยู่อย่างต่อเนื่อง โดยมีวัตถุประสงค์หลักคือสร้างฐานข้อมูลใหม่ๆ เพื่อการประยุกต์ใช้ในวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนิวเคลียร์แขนงต่างๆ ทั่งเชิงพลังงาน และไม่เกี่ยวกับพลังงาน นอกจากนี้ ยังมีการมุ่งเน้นในการปรับปรุงฐานข้อมูลเก่าให้มีความทันสมัยอยู่เสมอ รวมถึงการสร้างซอฟท์แวร์เพื่อให้นำข้อมูลมาใช้ได้สะดวก และสร้างคู่มือการใช้งานที่จำเป็น
เมื่อสังคมวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์มีความต้องการที่เจาะจงเกี่ยวกับข้อมูลนิวเคลียร์ใดๆ ทางทบวงการพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศก็สามารถจัดตั้ง โครงการวิจัยที่เรียกว่า Coordinated Research Projects (CRP) ขึ้นมา เพื่อส่งเสริมนักวิจัยจากนานาชาติให้มาทำการวิจัยเพื่อให้ได้ข้อมูลที่ต้องการนั้นขึ้นมา โดยโครงการเหล่านี้ครอบคลุมได้หลายด้าน ตั้งแต่การผลิตไอโซโทปทางการแพทย์, การแปรสภาพ minor actinides จากเครื่องปฏิกรณ์, ไปจนถึงการสร้างแบบจำลองของพลาสมา จึงกล่าวได้ว่าข้อมูลนิวเคลียร์เป็นสิ่งที่สำคัญอย่างยิ่งในการพัฒนาทางนิวเคลียร์ต่อไป
แหล่งข้อมูล:
Dr. Roppon Picha
Advanced Technology Division
Research and Development Group
Thailand Institute of Nuclear Technology